解放大路站不良地質(zhì)體處理相關(guān)方案

1、解放大路站不良地質(zhì)體處理相關(guān)方案1、總體施工組織布置及規(guī)劃1.2 工程及地質(zhì)概況1.2.1 工程概況 解放大路站位于人民大街與解放大路十字路口交匯處，為地鐵1號線和2號線換乘車站。其中1號線車站主體為島式站臺，為標(biāo)準(zhǔn)雙層、三跨拱頂直墻結(jié)構(gòu)，采用一次扣拱暗挖逆作法施工，暗挖車站主體總長米，凈寬米，覆土為米，車站底板埋深為米。2號線車站主體為側(cè)式站臺，為標(biāo)準(zhǔn)雙層、雙跨拱頂直墻結(jié)構(gòu)，采用6導(dǎo)洞PBA工法施工，暗挖車站主體長米，凈寬米，覆土米，底板埋深米。1.2.2 工程地質(zhì) 場區(qū)地層由第四系全新統(tǒng)人工填土層、第四系中更新統(tǒng)沖洪積粘性土和砂土、白堊紀(jì)泥巖組成。從地面向下依次為雜填土、粉質(zhì)粘土、粗砂、全

2、風(fēng)化巖、強(qiáng)風(fēng)化巖、中風(fēng)化巖，雜填土厚約米，其土質(zhì)松散不均，抗剪強(qiáng)度偏低，自穩(wěn)性不良，在開挖豎井時，容易失穩(wěn)坍塌，人工雜填土透水性好，管道漏水和地表積水下滲易形成洞穴和水囊，對工程影響很大；粉質(zhì)粘土，呈偏軟塑態(tài)，施工的震動可能造成土體的塌方，對開挖范圍內(nèi)的臨近結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生影響；粗砂，在飽和狀態(tài)下相對穩(wěn)定，一旦降水開挖外露后，很易失水風(fēng)干失穩(wěn)坍塌；泥巖，巖層破碎，裂隙發(fā)育，含水，失水崩解，遇水軟化，長時間的暴露產(chǎn)生剝落，支護(hù)不及時，會產(chǎn)生大規(guī)模的坍塌，施工風(fēng)險非常大，因高度注視。車站施工區(qū)域內(nèi)地質(zhì)詳情見圖1-1，各層具體分布詳見表1-1。1、總體施工組織布置及規(guī)劃1.2.3 水文地質(zhì) 長春的氣候?qū)儆?/p>

3、歐亞大陸東部中溫帶大陸性半濕潤半干旱季風(fēng)氣候，春季干旱多風(fēng)，夏季炎熱多雨，冬季寒冷干燥。年平均氣溫4.14.9，7月份平均氣溫23，1月份平均氣溫為零下17。冬季盛行偏西風(fēng)，夏季盛行東南風(fēng)，春季盛行西南風(fēng)，風(fēng)速季節(jié)變化明顯，春季平均風(fēng)速，最大風(fēng)速30m/s。長春地區(qū)多年平均降水量500600mm，降水量不穩(wěn)季節(jié)性變化大，年內(nèi)降水分配不均，汛期（69月份）降水量一般占全年降水量的77%，長春地區(qū)年日照時數(shù)約2637小時。 現(xiàn)場勘查過程中，發(fā)現(xiàn)三層地下水，第一層為表層孔隙潛水編號（1）,第二層為淺層承壓水編號（2），均屬于第四系松散巖類孔隙水。第三層為巖石裂縫水編號（3），屬碎屑巖類裂隙水。1、總

4、體施工組織布置及規(guī)劃1、總體施工組織布置及規(guī)劃時代成因地層編號巖土名稱土層厚度(m)層底標(biāo)高(m)分布情況Q4ml4雜填土0.50-2.20210.93-215.77分布整個場地，平均厚1.80m，局部有所變化。Q2al+ql41粉質(zhì)粘土0.504.30208.93-213.87大部分鉆孔揭露，雜填土厚度較大區(qū)域缺失，平均厚度約為2.20m。2粉質(zhì)粘土3.005.00205.51-209.95分布整個場地，平均厚度4.0m，局部有所變化。4粉質(zhì)粘土4.205.30198.82-202.37分布整個場地，平均厚度7.0m，北部厚度較大，南部厚度較小。6粗砂3.60-5.30194.10-199.

5、67分布整個場地，平均厚3.50m。K1全風(fēng)化泥巖1.80-4.70188.45-196.57分布整個場地，平均厚4.20m。2強(qiáng)風(fēng)化泥巖10.00-17.70177.73-187.71分布整個場地，平均厚8.00m。3中風(fēng)化泥巖5.20-29.00154.20-175.25分部整個場地。表1-1 地層巖性特征表1.2.4 不良地質(zhì) 影響到本區(qū)施工的不良地質(zhì)主要有特殊巖土：長春市因城市的建設(shè)和建遷需要，遺留的大量的人工雜填土，形成時間近百年，厚度米，其土質(zhì)松散不均，抗剪強(qiáng)度偏低，自穩(wěn)性不良，在開挖豎井時，容易失穩(wěn)坍塌，人工雜填土透水性好，管道漏水和地表積水下滲易形成洞穴和水囊，對工程影響很大。

6、粉質(zhì)粘土，呈偏軟塑態(tài)，施工的震動可能造成土體的塌方，對開挖范圍內(nèi)的臨近結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生影響。泥巖，巖層破碎，裂隙發(fā)育，含水，失水崩解，遇水軟化，長時間的暴露產(chǎn)生剝落，支護(hù)不及時，會產(chǎn)生大規(guī)模的坍塌，施工風(fēng)險非常大，因高度注視。1、總體施工組織布置及規(guī)劃1.3 管理目標(biāo)安全目標(biāo) 嚴(yán)格執(zhí)行長春市地鐵建設(shè)安全生產(chǎn)、文明施工標(biāo)準(zhǔn)化管理實(shí)施細(xì)則要求。不良地質(zhì)的處理過程中，配備專職安全員，24小時在施工現(xiàn)場巡查，排除安全隱患和違章作業(yè)，確保無安全責(zé)任事故發(fā)生。工期目標(biāo) 地表加固計劃開始日期2012年2月10日，結(jié)束日期2012年4月30日。質(zhì)量目標(biāo) 不良地質(zhì)處理屬臨時結(jié)構(gòu)的施工，是主體結(jié)構(gòu)施工的保障手段，為了今

7、后的施工安全，質(zhì)量必須按照永久結(jié)構(gòu)的質(zhì)量要求進(jìn)行施工，施工質(zhì)量必須全部合格。1、總體施工組織布置及規(guī)劃環(huán)保、水保、文明施工目標(biāo) 在不良地質(zhì)處理施工中，注意對地下水源的保護(hù)，對地下水源有污染的施工，先要進(jìn)行降水施工，隔絕地下水源。施工過程中為最大限度地減少對周圍群眾不利影響，大噪音的施工盡可能安排在白天施工，同時控制好三廢的處理，并注意保護(hù)城市資源和文物遺產(chǎn)。創(chuàng)建長春地鐵文明施工管理標(biāo)準(zhǔn)化工地。1、總體施工組織布置及規(guī)劃2、不良地質(zhì)處理2.1 不良地質(zhì)體的定義和設(shè)計要求2.1.1 不良地質(zhì)體 根據(jù)地勘及設(shè)計文件，同時參考相關(guān)巖土標(biāo)準(zhǔn)，初步確定以下地質(zhì)為不良地質(zhì)體：1、結(jié)構(gòu)松散不均的土體，如含空洞

8、、水囊、氣囊等土體；2、特殊的巖土，如雜填土、粉質(zhì)粘土、砂層等。3、巖溶、滑坡、泥石流、裂隙或斷裂帶等。不良地質(zhì)復(fù)勘和處理的設(shè)計要求 設(shè)計圖紙中的設(shè)計說明：（1）、解放大路站場地范圍內(nèi)，根據(jù)前期勘察結(jié)果場地內(nèi)存在隱伏性斷裂,地勘鉆孔多數(shù)未回填密實(shí)，存在鉆孔空洞；（2）、場地范圍內(nèi)存在多條人防通道，現(xiàn)階段人防通道內(nèi)滲漏嚴(yán)重，周邊土質(zhì)較差，風(fēng)道上方存在多條雨水、污水管線，對場地土體影響較大。施工單位進(jìn)場后，應(yīng)采用地質(zhì)雷達(dá)等對場地范圍內(nèi)土體進(jìn)行詳細(xì)探測，如發(fā)現(xiàn)空洞、水囊、氣囊等不良地質(zhì)體，應(yīng)進(jìn)行注漿加固。（3）、場地范圍內(nèi)存在較多雨水、污水管線等，施工單位進(jìn)場后應(yīng)對管線進(jìn)行排查，對存在滲漏嚴(yán)重的管線

9、應(yīng)進(jìn)行防滲處理；（4）、對車站范圍內(nèi)的人防通道，施工前應(yīng)進(jìn)行加固、回填處理，在回填前應(yīng)對人防通道內(nèi)軍纜進(jìn)行改移，具體加固、回填措施見本圖冊“人防處理方案圖”。（5）、待上述工作施工完畢后，方可開始豎井、風(fēng)道結(jié)構(gòu)施工。2、不良地質(zhì)處理不良地質(zhì)的雷達(dá)補(bǔ)勘 按照建設(shè)單位提供的地勘報告及設(shè)計圖紙要求，具有相應(yīng)資質(zhì)的勘測單位對施工區(qū)域內(nèi)的土體進(jìn)行了地質(zhì)雷達(dá)探地復(fù)堪，探測結(jié)果顯示，地表下埋深范圍內(nèi)地質(zhì)結(jié)構(gòu)不均勻，地層結(jié)構(gòu)不連續(xù)，土層疏松，含水量高，局部區(qū)域土層含水量異常高，推斷為該區(qū)域內(nèi)富含水囊、空腔，甚至洞穴，局部呈軟塑狀態(tài)，施工時的震動可能會使其發(fā)生自沉，變化較大的甚至?xí)暗孛?，對地面及地表建筑物產(chǎn)

10、生影響，如不及時對其進(jìn)行注漿加固，施工時會產(chǎn)生大規(guī)模坍塌，從而危及整個隧道的安全。具體結(jié)論見后附表。 2、不良地質(zhì)處理 由于本區(qū)域土層內(nèi)富含水囊、空腔，在地鐵施工前應(yīng)采用注漿加固土層的方法對土體加固。因不良地質(zhì)體區(qū)域較多及分布復(fù)雜，且地面交通量大，采取地面和暗挖洞里注漿，才能保證施工的安全。水泥注漿的地基處理是將水泥漿，通過壓漿泵、灌漿管均勻地注入土體中， 以填充、滲透和擠密等方式，驅(qū)走土顆粒間的水分和氣體以及長期過程中形成的水囊、氣囊，并填充其位置，硬化后將巖土膠結(jié)成一個整體，形成一個強(qiáng)度大、壓縮性低、抗?jié)B性高和穩(wěn)定性良好的新的巖土體，從而使地基得到加固，可防止或減少滲透和不均勻的沉降。目前

11、國內(nèi)外對不良地質(zhì)的處理情況 日本地鐵部分采用WSS雙液注漿技術(shù)處理不良地質(zhì)體,。WSS是中文無收縮雙液注漿的拼音縮寫。是采用二重管鉆機(jī)鉆孔至預(yù)定深度后，采用一臺同步注漿機(jī)注漿。 漿液有兩種，即A液和B液（或C液）。 兩種漿液通過二重管端頭的漿液混合器充分混合。注漿時采用電子監(jiān)控手段實(shí)施定向、定量、定壓注漿，使巖土層的空隙或孔隙間充滿漿液并固化，以達(dá)到改變巖土層性狀的目的。 WSS注漿技術(shù)不僅適用于軟弱地層和不良地質(zhì)條件下復(fù)雜土層的注漿工程，在處理一些緊急涌水、涌沙的搶險工程更顯示其快速凝結(jié)以及適用各種環(huán)境便于操作的優(yōu)越性。尤其對其它地基處理方法解決不了的高難度工程更顯示了極大的優(yōu)越性，隨著地鐵

12、建設(shè)事業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，WSS注漿技術(shù)將得到更加廣泛的應(yīng)用。2、不良地質(zhì)處理2、不良地質(zhì)處理圖2-1 WSS注漿示意圖 沈陽地鐵沈陽北站暗挖段采用水泥膨潤土（比例3:1）對不良地質(zhì)體進(jìn)行注漿加固，地面最大沉降，沒有發(fā)生過沉陷及塌方事故。采用水泥膨潤土注漿加固技術(shù)可以對有疏松、空洞、孔隙率大等不良地層具有較好的加固效果，比純水泥漿經(jīng)濟(jì)。 注漿加固示意圖見圖2-2 2、不良地質(zhì)處理2、不良地質(zhì)處理圖2-2 沈陽北站注漿加固示意圖 深圳地鐵大劇院-科學(xué)館暗挖區(qū)間針對不良地質(zhì)體采用洞內(nèi)水平旋噴樁加固的方法進(jìn)行處理，以利暗挖施工。 水平旋噴樁是以高壓泵為動力源,通過水平鉆機(jī)鉆桿、噴嘴把配制好的漿液噴射到土

13、體內(nèi),噴射流以巨大的能量將一定范圍內(nèi)的土體射穿,并在噴嘴作緩慢旋轉(zhuǎn)和進(jìn)退的同時切割土體,強(qiáng)制土顆粒與漿液攪拌混合。待漿液凝固后,形成水平圓柱狀水泥土固結(jié)體即水平旋噴樁,當(dāng)旋噴樁相互咬合后,便以同心圓形式在隧道拱頂及周邊形成封閉的水平旋噴帷幕體,起到防流砂、抗滑移、防滲透的作用。結(jié)果表明，固結(jié)體周圍土體得到了擠壓,土體孔隙比減小,抗?jié)B能力得到提高,初支滲水明顯減少,為復(fù)合防水層及二襯施工提供了較好的外部環(huán)境。地表下沉和拱頂下沉得到有效控制。地表沉降減少51 % , 洞內(nèi)拱頂下沉減少54 % 。2、不良地質(zhì)處理2、不良地質(zhì)處理圖2-3 水平旋噴樁加固示意(縱斷面) 2、不良地質(zhì)處理圖2-4 水平旋

14、噴樁加固示意(橫斷面) 西安地鐵部分地段對不良地質(zhì)體加固采用地面水泥水玻璃雙液漿進(jìn)行地面注漿加固，地面沉降控制效果較好。2、不良地質(zhì)處理 2007年3月北京地鐵10號線蘇州街站前期施工沒有過多的重視不良地質(zhì)體的加固處理，施工過程中，沉降過大，造成塌方。后期新建的車站建設(shè)中均提前不同程度的針對不良地質(zhì)體進(jìn)行了處理，施工中沉降控制效果較好，安全得到有效保障。 另，北京地鐵復(fù)八線大北窯-熱電廠區(qū)間采用凍結(jié)法，其工藝原理凍結(jié)法是利用人工制冷技術(shù)，使地層中的水結(jié)冰，將松散含水巖土變成凍土，增加其強(qiáng)度和穩(wěn)定性，隔絕地下水，以便在凍結(jié)壁的保護(hù)下，進(jìn)行地下工程掘砌作業(yè)。它是土層的物理加固方法，是一種臨時加固技

15、術(shù)，當(dāng)工程需要時凍土可具有巖石般的強(qiáng)度，如不需要加固強(qiáng)度時，又可采取強(qiáng)制解凍技術(shù)使其融化。但施工成本較高，施工過程中使用大量的鹽水、氯氣等對環(huán)境造成不可估計的影響。2、不良地質(zhì)處理 綜上所述，不良地質(zhì)體在國內(nèi)外的處理方式大部分是采用洞內(nèi)或者地面注漿加固，效果較好。 為確保洞內(nèi)作業(yè)人員及地表行人安全，減少土體沉降對周邊建筑物的影響，解放大路站擬采用地面加固與洞內(nèi)加固相結(jié)合的雙液注漿方法針對不良地質(zhì)體進(jìn)行處理。2、不良地質(zhì)處理 水玻璃是由堿金屬氧化物和二氧化硅結(jié)合而成的可溶性堿金屬硅酸鹽材料，又稱泡花堿。水玻璃可根據(jù)堿金屬的種類分為鈉水玻璃和鉀水玻璃，其分子式分別為和K2O.nSiOz.式中的系數(shù)

16、n稱為水玻璃模數(shù)，是水玻璃中的氧化硅和堿金屬氧化物的分子比（或摩爾比）。水玻璃模數(shù)是水玻璃的重要參數(shù)，一般在之間。水玻璃模數(shù)越大，固體水玻璃越難溶于水，n為1時常溫水即能溶解，n加大時需熱水才能溶解， n大于3時需4個大氣壓以上的蒸汽才能溶解。水玻璃模數(shù)越大，氧化硅含量越多，水玻璃粘度增大，易于分解硬化，粘結(jié)力增大。 水玻璃的生產(chǎn)有干法和濕法兩種方法。干法用石英巖和純堿為原料，磨細(xì)拌勻后，在熔爐內(nèi)于1300-1400溫度下熔化，反應(yīng)生成固體水玻璃，溶解于水而制得液體水玻璃。 濕法生產(chǎn)以石英巖粉和燒堿為原料，在高壓蒸鍋內(nèi)，23大氣壓下進(jìn)行壓蒸反應(yīng)，直接生成液體水玻璃。2、不良地質(zhì)處理 水泥-水玻

17、璃漿液是以水泥和水玻璃為主劑，兩者按一定的比例，采用雙液方式注入，必要時加入速凝劑和緩凝劑所形成的注漿材料。這種漿液克服了單液水泥漿的凝結(jié)時間長且難以控制、動水條件下結(jié)石率低等缺點(diǎn)，提高了水泥注漿的效果，擴(kuò)大了水泥注漿的范圍。適用于隧道大涌水、突泥封堵及巖溶流塑粒土的劈裂固結(jié)，在地下水流速較大的地層中采用這種混合型漿液可達(dá)到快速堵漏的目的。也可用于防滲和加固注漿，它是隧道施工中的主要注漿漿材。 漿液可控性好，凝膠時間可準(zhǔn)確控制在幾秒至幾十分鐘范圍內(nèi)；漿液凝結(jié)后的結(jié)石率高；該漿液適宜于以上裂隙及1MM以上粒徑的砂層使用；材料來源豐富、價格便宜；結(jié)石體易粉化。2、不良地質(zhì)處理主要工法及工藝地表深孔

18、注漿 地表采用地表深孔注漿技術(shù)來固結(jié)松散土體。深孔注漿是通過壓密注漿，漿液充填空腔、氣囊及水囊，最后形成網(wǎng)狀，產(chǎn)生骨架效應(yīng)，增大土體的抗剪強(qiáng)度。 雙液注漿工藝流程見圖2-2，注漿示意圖2-3。2、不良地質(zhì)處理2、不良地質(zhì)處理圖2-2 雙液注漿工藝流程圖2、不良地質(zhì)處理圖2-3 注漿示意圖1、管材選擇 在場區(qū)、綠化帶及部分路面采用非開挖定向鋪管技術(shù)進(jìn)行鋼花管頂進(jìn)。鋼花管采用89無縫管，壁厚4mm，長度根據(jù)機(jī)位而定，間距，交錯布置。2 、漿材配比 選擇普通水泥一水玻璃雙液漿，水泥選用的普通硅酸鹽水泥，水玻璃選用濃度47Be、模數(shù)的水玻璃原液。水泥漿的水灰比=(1.1)一(0.5:1)；水泥漿：水玻璃漿=1:1(體積比)；水玻璃稀釋濃