1、盾構穿越特殊地段、建（構）筑物施工專項方案一、編制依據和原則1.1編制依據（1）深圳地鐵9號線深灣站深圳灣公園站盾構區間圖紙、詳勘資料等項目技術資料；（2）深圳地鐵9號線深灣站紅樹灣站盾構區間圖紙、詳勘資料等項目技術資料；（3）地鐵鐵道工程施工及驗收規范（GB50299-1999）；（4）盾構法隧道施工與驗收規范（GB50446-2008）；（5）盾構隧道施工手冊、盾構法隧道施工技術及應用等書籍；（6）對本工程區間隧道沿線周邊情況的實地調查。1.2編制原則本專項方案遵循實用、可行、經濟的原則進行編制。二、工程地質概況2.1紅樹灣站深灣站區間2.1.1區間概述紅樹灣站深灣站盾構區間線路出紅樹灣站
2、后，沿白石四路東行，最小平曲線半徑R=650m，最小平曲線長度為171.856m。區間左線起訖里程ZCK1+111.669ZCK1+503.450，長391.781m；區間右線起訖里程YCK1+111.601YCK1+503.450，長391.849m。區間地面高程一般在4.05.0m之間，隧道埋深為16m17.5m，隧道覆土厚度約10m11.5m。區間中間設聯絡通道兼廢水泵房一座。圖2.1-1紅樹灣站深灣站區間平面示意圖2.1.2周邊環境紅樹灣站深灣站區間周圍為待開發地塊，區域內地勢平坦，無永久性建筑、地下管線，僅有一處雨水箱涵（基礎底標高0.126m），對隧道區間施工無影響。白石四道寬度約
3、26m，原封閉作為機動車駕駛路面考試場地，現已開始搬遷，計劃于2013年5月底全部退出施工場地。白石四道兩側人行道下埋設有電力、通信、給水、污水管線，最大埋深3.5m。圖2.1-2紅深區間周邊環境2.1.3工程地質與水文地質本區間范圍內主要為素填土層、填石層、淤泥質土層、粉質粘土層、可塑狀砂質粘土層、硬塑狀砂質粘土層、全風化花崗巖、強風化花崗巖、中風化花崗巖、微風化花崗巖等地層。隧道主要穿過可塑狀砂質粘土層、硬塑狀砂質粘土層、全風化花崗巖層等地層，區間隧道拱頂位置為淤泥質土層與粘性土層，均為不透水地層。區間地質詳見紅深區間地質詳勘圖。圖2.1-3紅樹灣站深灣站地質剖面圖地下水主要有兩種基本類型
4、，分別為松散巖類孔隙水和基巖裂隙水。孔隙水主要賦存在殘積巖、全風化砂巖中。基巖（構造）裂隙水：主要含水層分布混合巖、花崗巖、變質砂巖的強中風化帶、構造節理裂隙密集帶及斷層破碎帶中，地下水的賦存條件與巖性、巖石風化程度、裂隙發育程度等有關。本區間地下水主要賦存于素填土地層和填石地層中。沿線地下水穩定水位埋深約6.34.8m，標高-2.6m2.27m，與隧道凈距3.5m8m。地下水補給主要來源于大氣降水補給，受地形地貌控制，地下水徑流總體上為由西北向東南方向向海排泄，垂直上主要為大氣蒸發排泄。2.2深灣站深圳灣公園站區間2.2.1區間概述深灣站深圳灣公園站區間線路出深灣站東端沿白石四路東行轉南，下
5、穿歡樂海岸規劃水體之后，沿濱海大道北側東行，最后到達深圳灣公園站。最小平曲線半徑R=500m，最小平曲線長度為550.787m。區間左線起訖里程ZCK1+712.400ZCK2+929.800，長1207.213m；區間右線起訖里程YCK1+712.400YCK2+965.070，長1252. 670m。在區間中部設置兩處聯絡通道，第一處設在里程為YCK2+016.500 處，此處聯絡通道與廢水泵房合設；第二處聯絡通道中心里程為YCK2+610.000。本區間最大線路縱坡25 ,最小縱坡為6.290，最小豎曲線半徑為5000m。區間地面高程在4.6m7m，隧道覆土厚度為9.6m16m，隧道埋深
6、15.6m22m。圖2.2-1深灣站深圳灣公園站區間平面示意圖2.2.2周邊環境區間隧道沿線地面為白石四道、歡樂海岸水體、濱海大道等，周邊場地開闊，無限制性建筑與管線，隧道下穿歡樂海岸、白石四道、濱海大道，下穿歡樂海岸人工湖和在建建筑區，樁底距隧道頂3m。白石四道與濱海大道兩側人行道下埋設有電力、通信、給水、污水管線，最大埋深3.5m。圖2.2-2深深區間周邊環境2.2.3工程地質與水文地質本區間所在地區為濱海灘地區，原始地貌為濱海灘地，后進行人工填海造地。區內地勢平坦，地面高程一般在4.07.0m 之間。填筑材料主要為碎塊石、粘性土及砂礫，局部含有建筑垃圾，基底巖石為花崗巖。區間范圍內主要為
7、素填土層、填石層、淤泥質土層、粘性土層、圓礫層、可塑狀砂質粘性土層、硬塑狀砂質粘性土層、全風化花崗巖層、強風化花崗巖層等地層。隧道主要穿過可塑狀砂質粘性土層、硬塑狀砂質粘性土層、粘性土層、全風化花崗巖層地層。區間隧道拱頂位置主要為淤泥質土層與砂（礫）質粘土層。區間地質詳見深深區間地質詳勘圖。圖2.2-3 深灣站深圳灣公園站區間地質剖面圖地表水為歡樂海岸人工湖，位于YDK2+200.000 YDK2+309.000，湖底與隧道拱頂凈距約9m。地下水主要為松散巖類孔隙水和基巖（構造）裂隙水。孔隙水主要賦存在殘積層、全風化砂巖中，砂層之上有淤泥質土層或粉質粘土層，砂層水屬于微承壓水，賦水性豐富。基巖
8、裂隙水賦存于花崗巖中。勘察期間揭露沿線地下水穩定水位埋深約6.2m3.7m，標高約-2.97m1.08m。3、區間隧道沿線水體及建（構）筑物情況紅深區間沿白石四道敷設，白石四道原作為訓考場考試用道路，現已搬遷，道路無車輛行駛，道路兩側均為未開發地塊，場地空曠。區間范圍內僅一處雨水箱涵，底標高為0.126m，與隧道凈距約6m。深深區間沿白石四道敷設，過深灣五路后南轉進入歡樂海岸公園院內，先后下穿別墅區、人工湖、別墅區，然后出歡樂海岸后沿濱海大道敷設至深圳灣公園站。歡樂海岸別墅為二層框架結構，樁基跨隧道打入隧道底以下3m，承臺底距隧道最小距離7m。歡樂海岸人工湖底與隧道凈距約9m。4、區間隧道沿線
9、管線情況本工程區間沿線管線主要在道路兩側人行道下，埋設有給水、雨水、污水、電信、電力、燃氣等管道，最大埋深3m，最小埋深1.5m。三、盾構穿越建（構）筑物施工風險分析及評估本工程區間隧道穿越及臨近建（構）筑物較少，區間施工難度一般，沿線各類管線也較少。1、房屋不均勻沉降引起傾斜、開裂和倒塌的風險本工程盾構下穿近6幢建(構)筑物，臨近隧道的建(構)筑物有5幢。盾構下穿建(構)筑物風險比較大，在施工中易引起地層擾動導致房屋不均勻沉降而產生傾斜、開裂和倒塌的風險。2、地表隆陷引起道路塌陷或隆起的風險工程隧道沿線穿越白石四道、濱海大道，特別是濱海大道，是城市主干道，車流量非常大。如引起沉降和塌陷會造成
10、比較大的社會影響。3、地層位移導致地下帶壓管線爆裂、爆炸的風險區間沿線管線較多，類型、材質雜。不同類型和材質的管線對盾構施工沉降的要求也不一樣。尤其是帶壓管線，還有爆裂、爆炸的風險。四、盾構穿越建（構）筑物施工總體方案根據沿線環境保護要求及盾構法施工特點，施工過程中主要從盾構操作方面入手來減少地表沉降，并配以其它輔助措施，確保盾構施工影響范圍內建筑物和地下管線的安全。五、盾構施工對建筑物、管線影響分析1、施工影響范圍計算采用經驗公式對盾構隧道施工影響范圍及地表沉降分布規律進行預測，進而確定盾構施工對周邊環境的影響范圍。目前，工程實踐中實用的經驗公式是Peck公式（Peck，1969）和一系列修
11、正的Peck公式。Peck假定施工引起的地面沉降是在不排水的情況下發生的，所以沉降槽體積等于地層損失的體積。地層損失在隧道長度上是均勻分布的。地面沉降的橫向分布類似正態分布曲線，如圖2所示。Peck公式為：式中：S(x)距離隧道中線x處的地面沉陷量；x距離隧道中線的距離；Smax隧道中線的最大地面沉降量；i沉陷槽的寬度系數，最大沉降量采用下式估算：Vs沉陷槽容積(等于盾構施工引起的地層損失)。i沉陷槽的寬度系數；即沉陷曲線反彎點的橫坐標，i可由公式或查peck圖表得到。式中：Z隧道埋深；隧道覆土有效內摩擦角。根據經驗，地面橫向沉陷槽寬度W/22.5i。 根據Peck公式估算得：地表沉陷槽寬度最
12、大約為25.0m 38.0m，從兩側向中間均勻沉降。2、地表隆陷變化規律根據盾構施工特點，地表變形的變化發展過程可以分為五個階段：盾構到達前，地表的變形取決于掘進過程中土倉壓力和出土量的控制，當土倉壓力較大而出土量較少時，地表呈隆起狀態；當設定土倉壓力小而出土量大時，地表呈沉降狀態。盾構到達時，地表變形承接階段的發展。但變化速率增大。是地表隆陷的峰值段。盾構通過時，一般情況地表會呈沉降變化；若注漿及時飽滿，充填率超過200時，地表會隆起。盾尾通過時，最易發生突沉，突沉量可達30mm，若注漿及時飽滿，可控制突沉，甚至上隆，但隨著漿液的固結收縮而逐漸下沉。盾尾通過后，地表沉降速率逐漸減緩，沉降曲線趨于穩定。后期沉降主要是土體的固結沉降和次固結沉降，一般沉降時間較長，但沉降量也相對較小。3、盾構掘進引起的地表沉降因素盾構掘進引起的地表沉降的因素有以下幾個方面：開挖面土壓不平衡引起的土體損失；盾構蛇行糾偏引起的土體損失；盾尾與襯砌環之間的空間未能及時充填引起的土體損失；注漿材料固結收縮；隧道滲漏水造成土體的排水固結；襯砌環變形和隧道縱向沉降；土體擾動后重新固結；其中前三項是施工直接影響的主要因素，施工中應引起足夠重視。4、地表建筑物對地表變形適應能力評估
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