破碎带地层盾构隧道建造关键问题

断层破碎带是引起盾构隧道施工灾害的关键因素之一,其形态各异、岩性复杂以及高渗透性,都极易导致隧道涌水、塌方等施工灾害,给隧道安全高效掘进带来了巨大挑战。总结分析断层破碎带的形成机理,包括破碎带地层的形成原因、破碎带地层的岩体性质及其与盾构施工安全之间的内在联系。重点介绍了近年来盾构隧道穿越破碎带所面临的刀具磨损、开挖面稳定控制、同步注浆质量控制、衬砌外水土压力确定、破碎带地质预报和地层处理等方面问题。结果表明：断层破碎带岩体破碎,黏聚力低,渗透系数从10^-5～10^-3 cm/s不等,且含水率较高;对于高水压断层破碎带管片结构防水应采取防、排结合,以排为主、以防为辅;含断层破碎带盾构隧道工程建设应做好断层破碎带的综合超前地质预报,将传统的地质分析法、超前钻孔法等与新型探测技术、数字技术相结合。研究结果可为盾构隧道穿越断层破碎带提供借鉴与指导,对进一步提高中国隧道及地下工程建设水平有着积极意义。     

基于光频域反射技术的破碎带盾构隧道管片监测研究

为探究盾构施工过程中不同地质条件与注浆作用对盾构隧道管片变形的影响规律,依托地质条件复杂的珠江三角洲某盾构隧道工程,采用在空间分辨率及传感精度方面具有显著优势的光频域反射（OFDR）分布式光纤传感技术,进行不同空间位置与不同地质条件下隧道管片的监测研究。其中,监测环选取位于破碎带外的1 529环、1 538环及破碎带内的1 551环,传感光纤沿隧道管片钢筋笼纵筋布设。研究表明： 1) 注浆对隧道管片的变形影响十分显著,同步注浆后管片发生的变形是二次注浆后管片变形的3倍。2) 不同地质条件下管片变形差异性明显,破碎带内管片相对于破碎带外管片的变形较大且不稳定; 当隧道管片进入到完整的岩层内部,管片变形相对稳定。3) 破碎带内的管片变形是破碎带外的管片变形的2.6倍。