第２６卷第１２期 甘肃科技 Ｇａｎｓｕ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｌｆ．２６Ⅳ０．１２ ２０１０年６月 Ｊｕｎ． ２０１０ 浅谈盾构隧道端头加固在广州地铁５号线的应用 周治文 （中铁第一勘察设计院集团有限公司，陕西西安７１００４３） 摘要：盾构隧道端头加固的效果直接影响盾构掘进的姿态、地面的沉陷及人员的安全，就广州地铁５号线盾构隧道 采用的各种端头加固方法进行了分析和探讨。 关键词：端头加固；ＳＥＷ工法；ＦＦＵ材料 中图分类号：Ｕ４５１ 近年来随着我国城市化的飞速发展，继北京地 铁之后，上海、广州、天津、深圳等大城市纷纷兴起了 建造地铁的热潮。随着各条线路的相继建成运营， 极大的缓解了地面交通，取得了显著的社会效益。 发达国家的经验也表明，地铁作为城市快速轨道交 通的一部分，对于实现城市可持续发展具有非常重 要的意义。 广州地铁五号线贯穿广州城市东西，线路西起 芳村区的涪口，东至黄埔开发区的黄埔客运港。线 路主要沿着现有主要城市交通干道走向，且为广州 市商业、金融、交通的集中密集区，线路两侧高层建 筑多，高架桥林立。为减少施工期间对地面交通、环 境的干扰和影响，减少房屋拆迁及管线迁改，综合各 方面因素，盾构法以其绿色环保的特点成为区问隧 道的首选工法。而如何结合地层特点，采取合理可 行的端头加固措施，对保证盾构顺利掘进、避免工程 事故的发生至关重要。 １区域地质特点 五号线区域属于珠江三角洲冲洪积平原，沿线 地表多分布人工填土，中部为第四系冲积、海陆交互 相淤泥、淤泥质土、粉细砂、中粗砂，厚度一般为４～ １２ｍ，黄埔区、解放路附近厚１～３ｍ，珠江两岸等地 厚ｌ５—２０ｍ，少部分段落为剥蚀残丘，基底地层以白 垩系砂岩、泥质砂岩、泥岩为主，部分为砾岩、泥灰 岩、页岩，在珠江两岸间遇灰岩，火车站～小北路间、 黄埔区遇燕山期黑云母二长花岗岩。沿线地表水系 发育，地下水丰富，埋深浅，含水砂层属强透水层。 淤泥、淤泥质土层和淤泥质粉细砂层特有的弱震陷、 弱流变、低透水、低强度和高压缩性对工程影响较 大；花岗岩残积土及全强风化带的石英及粘粒含量 均较高，具有遇水软化及崩解的特性。 ２端头加固的必要性 盾构始发或到达时首先要保证人工凿除洞门时 的安全．．避免地层发生大的沉陷或漏水，其次为满足 线路中线、高程误差在设计允许范围之内，此时对盾 构机的姿态控制较一般段更为严格，从而对端头地 层的自稳性、均一性和渗透性提出了更高的要求。 根据地质特点，区间端头地层往往很难满足上 述要求，因此必须采用辅助的方法预先加固地层。 ３端头加固方法的选择及其特点 五号线盾构端头加固结合地质、地面环境和车 站结构形式主要采用了以下三种．、搅拌桩＋旋喷桩 法、矿山法提前开洞法＋注浆法和ＳＥＷ法。 ３。１搅拌桩＋旋喷桩法 搅拌桩＋旋喷桩法端头加固，是在盾构井端头 影响范围内（掘进方向一般与盾构主体长度相同， 宽度方向为盾构机直径外１．５ｍ），主要采用搅拌桩 对隧道下部２ｍ以上地层进行加固，周边附以旋喷 桩止水 典型的加固平、剖面布置，如图１所示。 这种复合加固地层的方法技术成熟，工艺简单， 施工中可根据实际工点情况调整搅拌桩和旋喷桩的 根数和布置，在５号线应用最广。缺点是需占用地 面场地 施工工期长。应用中需注意以下问题： １）搅拌桩的加固深度一般仅为１２ｍ（粉体桩） 至１８ｍ（浆体桩），适宜于加固淤泥、淤泥质土和含 水量高而地基承载力小于１２０ｋＰａ的粘土、粉质粘 土、粉土等软弱地层。当地表杂填土层厚度大且含 直径大于１００ｍｍ的砖石等杂物时，不宜采用。 ２）由于基坑开挖必然引起围护结构的变形，加 之旋喷桩的压力很高，最好的加固顺序是：端头加固 在车站主体施工之后，旋喷桩施工在搅拌桩施工之 第１２期 赵维成等：国内厌氧反应器颗粒污泥研究进展 ９７ ［５］苏玉民，杨云龙，王增长，等．脉冲上流式厌氧污泥床 ３结论 １）从这些研究中可以发现，在厌氧反应器处理 污水的工艺中，污水处理效果的好坏与所形成的颗 粒污泥存在一定的关系，颗粒污泥性质的变化与甲 反应器的应用［Ｊ］．环境科学，１９９６，１７（１）：５０－５５． ［６］ 丁丽丽，任洪强，华兆哲．内循环式厌氧反应器启动过 程中颗粒污泥的特性［Ｊ］．环境科学，２００１，２２（３）：３０． ３４． ［７］ 郭晓磊，胡勇有，高孔荣．厌氧颗粒污泥及其形成机理 ［Ｊ］．给水排水，２０００，２６（１１）３３－３８． ［８］ 曾：金樱，杨仁斌，吴根义．Ｉｃ反应器颗粒污泥的成功培 烷的产率，有机物的去除率都存在密切的关系。 ２）从上面这些研究中，可以明显地看出：厌氧 反应器处理污水的效果是以颗粒污泥为标志的，在 处理污水的过程中，厌氧反应器的污泥颗粒化是非 养研究［Ｊ］．环境科学导刊，２００８，２７（３）：５－７． ［９］ 李：志建，胡智锋．厌氧内循环反应器处理草浆综合废 常的关键，要使厌氧反应器能够正常地运行，就必须 水［Ｊ］．中国造纸，２００７，２６（３）：６５．６６． 保证厌氧反应器中的颗粒污泥稳定，颗粒污泥不能 ［１０］ 涂保华，王建芳，张雁秋．ＵＡＳＢ反应器中颗粒污泥的 分解，如果运行不当导致颗粒污泥分解或者污泥流 培养［Ｊ］．污染防治技术，２００３，１６（９）：６５．６７． 失，将会导致厌氧反应器运行效果降低最后将导致 ［１１］ 郭养浩，孟春，石贤爱，等．ＵＡＳＢ反应器中影响污泥 厌氧反应器瘫痪。 颗粒化的工程因素［Ｊ］．生物工程学报，１９９７，１３（１）： ７６ ２． 参考文献： ［１２］ 左剑恶，王妍春，陈浩．膨胀颗粒污泥床（ＥＧＳＢ）反应 ［１］贺延龄．废水的厌氧生物处理［Ｍ］．北京：中国轻工业 器处理高浓度自配水的试验研究［Ｊ］．中国沼气， 出版社，１９９８． ２００１，１９（２）：８—１１． ［２］ Ｒ．Ｅ．斯皮思．工业废水的厌氧生物技术［Ｍ］．北京：中 ［１３］ 张振家，周伟丽．膨胀颗粒污泥床处理玉米酒精糟液 国建筑工业出版社，２００１． 的生产性试验［Ｊ］．环境科学，２００１，２２（４）：１１４．１１６． ［３］ 杨虹．ＵＡＳＢ反应器中高效能厌氧产酸污泥颗粒化的 ［１４］ 霄海荣，张振家，王欣泽．厌氧膨胀颗粒污泥床 研究［Ｊ］．上海交通大学学报，１９９５，２９（５）：１６５—１６０， （ＥＧＳＢ）在高浓度工业废水处理中的应用［Ｊ］．环境 １８６． 二［程，２００４，２２（６）：１４—１６． ［４］赵一章，张辉，唐一，等 高活性厌氧颗粒污泥微生物 ［１５］ 沈耀良．ＡＢＲ反应器中颗粒污泥的微生态特性［Ｊ］． 特性和形成机理的研究［Ｊ］．微生物学报，１９９４，３４ 中国沼气，２００５，２３（１）：ｌ３－ｌ６． （１）：４５－５４． （上接第１１４页） 护结构的配筋，盾构机能够直接始发掘进，免除了洞 ＳＥＷ工法在日本得到了大量的推广和使用，国 门凿除，减小了端头加固范围，对环境的影响小，施 内在广州地铁５号线坦尾站～中山八站盾构区间进 工安全、进度快，如果ＦＦＵ类材料能够国产化，将具 行了试用，本区间采用的是泥水平衡式盾构机。由于 有很大的推广前景。 广州地铁是第一次采用ＳＥＷ工法，因此自始至终严 格按程序要求进行控制，包括连续墙沉槽的精度、钢 ４结语 筋笼对接的精度、吊装和浇注混凝土过程中的保护。 五号线盾构端头加固主要采用以上三种工法， 通过盾构的切削实施效果来看，可得出以下结 其中搅拌桩＋旋喷桩法为常规做法，从实施效果看 论。１）由于ＦＦＵ材料较轻，相邻ＦＦＵ之间存有Ｃ３０ 满足了：［程的要求。另矿山法提前开洞和ＳＥＷ法 混凝土，在盾构始发时要注意姿态的控制。当推力 的应用，为工程的建设劈出了一条新的途径，相信随 过大时会出现大块的ＦＦＵ材料，导致堵管引起切口 着新材料的开发和新技术的应用，端头加固的方法 水压的波动。从ＦＦＵ材料的排出风险考虑，ＳＥｗ工 也将多样化、经济化。 法更适于土压平衡式盾构或盾构到达井端。 参考文献： ２）与从地面进行搅拌桩和旋喷桩加固地层比 ［１］张庆贺，朱合华，庄荣．地铁与轻轨［Ｍ］．北京：人民交 较，ＳＥＷ工法对于埋深较深的盾构法隧道更具有经 通出版社，２００１． 济性，前者随着深度的加深，其加固效果变差而成本 ［２］ 竺维彬，鞠世健．复合地层盾构隧道工程地质勘察方 大幅增加，而ＳＥＷ工法则基本不会增加成本。 法的探讨［Ｍ］．广州地铁科技，２００７． 、 ３）ＳＥＷ工法与传统的地面加固始发工法相比 ［３］侯！学渊．基坑工程手册［Ｍ］．北京：中国建筑工业出版 具有一定的优越性，ＦＦＵ材料性能能够完全替代围 社，１９９７．