盾构隧道孤石地层探测及处理关键技术
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1.2 主要研究内容与方法

1.2.1 主要研究内容

通过对深圳地铁7号线桃深区间盾构隧道孤石与基岩地层的探测与处理关键技术研究,得出的主要研究内容如下:

(1)提出微动探测与加密地质补勘钻探相结合的地铁隧道盾构孤石探测方法,并应用于深圳地铁7号线盾构施工中,取得了很好的效果。采用微动探测判断“孤石”准确率高达80%,为盾构隧道基岩的精细化探测提供了一种全新的、准确的、科学合理的指导。

(2)在探明孤石的基础上利用封闭岩体与周边围岩介质的差异性,采用引孔预裂爆破技术,通过控制性地引孔下药,有效实现了基岩及孤石的破碎预处理,减小了刀具的损耗和施工风险,保证了施工周期和盾构工法的安全性与优越性。

(3)采用孤石爆破后钻孔取芯、盾构掘进时出渣粒径检查与掘进参数统计分析的方法对孤石的爆破效果进行了验证,发现孤石爆破效果良好,保证了盾构在复杂地层中施工的有效性和施工周期。

(4)爆破后地层的注浆回填加固,采用袖阀管注浆工艺,提高了地层的稳定性,提高了盾构通过的安全性;采用旋喷桩加固方法实现了风化岩软弱地层的加固,保证了盾构在复合地层掘进过程中开舱检查与更换刀具或者遇到孤石后开舱人工洞内处理的安全性,解决了复合地层下盾构开舱换刀的难题,实现了盾构在孤石爆破后地层的安全高效掘进。

1.2.2 主要研究方法

在我国华南地区的隧道施工中多为复合地层,在黏土地层中或者全风化岩与强风化岩层中多存在孤石,给盾构隧道带来了极大的风险和困难。由于地质条件复杂多变,施工时干扰因素的不可排除等原因,地面和井下都存在岩性差异被淡化或完全屏蔽的情况,给工作人员造成难以辨识的假象。此外,由于经验认识不足造成主观淡化或强调地质异常体存在的情况不可避免。所以,为了避免在盾构隧道时出现严重的事故,一般采用探测技术对盾构隧道区域内的孤石和基岩进行探测,探明孤石和基岩的具体位置、形状和尺寸后进行预处理,保证盾构的安全顺利通过。

目前,对孤石和基岩的探测时,单一的探测方法往往会造成误报率高、准确率低,甚至是漏报的现象,而利用物探技术在地面或井下开展地质构造探测和预报的多种探测方法联合探测,可实现孤石与基岩精细化探测,能够提高探测的准确性。