探讨穿越瓦斯地层过程中地铁盾构隧道施工技术

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1、探讨穿越瓦斯地层过程中地铁盾构隧道施工技术张明富杭州市地铁集团有限责任公司浙江杭州310017摘要：国民经济迅猛发展，地上交通越来越拥挤，发展地下交通系统成为缓解交通压力的重要举措，要大力发展地下交通就必须不断优化地铁盾构法施工技术。深度加大、距离更长、直径更大是盾构法施工技术发展的一个主要趋势。木文以杭州地铁1号线（江陵路站-近江站区间）为例，分析了该工程基木概况和地质情况，探讨了在施工过程中存在的多种风险，探究如何优化在穿越瓦斯地层过程中地铁盾构隧道施工的技术，希望能为国内的盾构法施工提供一些参考意见。关键词：工程和地质概况；风险

2、分析；施工问题；技术优化国内修建地铁城市有二十多个，以后越来越多的城市都会修建地铁以顺应时代趋势，在地铁施工过程中面临的地质情况是很复杂的，所以要保证地铁运行的安全和牢固就必须优化盾构掘进技术［1］。2003年，全国五个城市修建地铁的时候使用了四十台盾构机进行施工，当开挖土层时，若碰到瓦斯，瓦斯就会快速布满隧道，严重的会造成瓦斯燃烧、爆炸。地层中瓦斯的存在大大降低了地铁盾构隧道掘进的安全系数，万一发生爆炸就会给人民的生命财产安全带来严重威胁。一、杭州地铁1号线（江陵路站-近江站区间）工程和地质情况（一）工程情况分析杭州地铁1号线200

3、7年3月28日开工建设，2012年11月24日投入运营。全K53公里，2次穿越钱塘江，4次穿越京杭大运河，设有车站34座，其中地下站31座，高架站3座，停车场及车辆基地2座。其中江陵路站-近江站区间的右线总长度为2.956千米，左线K:度为2.946千米，在单洞圆形的隧道里有许多管片拼装。该区间设两座风井，两座联络通道，其中一个联络通道兼排水泵站。盾构穿越钱塘江的总长度约为1340米，隧道穿越的地质情况比较复杂，隧道中含有大量有毒气体（主要为瓦斯，还有其他有毒气体），在进行盾构隧道施工时，瓦斯释放不仅会造成土层失稳，使已建成隧道产生位

4、移甚至发生断裂，还会危及施工人员的安全，造成不可挽回的巨大经济损失。（二）地质情况分析该区间地质情况较为复杂，存在大量有毒气体，施工难度较大。施工中，若处理不好瓦斯问题，有可能会发生爆炸事故。该区间隧道中的瓦斯气体较为分散、气压较低、气层较薄II水气同层、气体不连贯。二、地铁盾构隧道施工过程中遇到的风险分析（一）瓦斯的体积分数超过了标准尺度根据相关法律法规规定，进行施工作业吋瓦斯的体积分数不能大于整体体积的0.5%,如果23个探测孔里有6个探测孔里的瓦斯体积分数大于了0.5%就会发生燃烧和爆炸事故［2】。（二）瓦斯地层被线路全断面穿越

5、根据工程勘察报告，江陵路站-近江站区间隧道穿越了储气层，随着盾构隧道掘进，隧道掌子面的土体被•一次性彻底疏松。土体里的瓦斯气体基本得到完全释放，这使瓦斯气质残留在隧道内，密封的隧道空间使瓦斯体积的分数不断攀升，当体积分数超过一定标准就会发生瓦斯燃烧事故，严重的出现瓦斯爆炸事故。（三）地层内的有害气体众多江陵路站-近江站区间隧道内除含有瓦斯气体外还含有其他有毒气体。甲烷是瓦斯的主要成分，.其中二氧化碳、二氧化硫、一氧化碳、硫化氢等也是瓦斯的组成部分。硫化氢是无色有臭蛋气味的气体，也是一种毒害神经的气体，能使人产生窒息。一氧化碳是无色无味

6、的气体，人吸入一氧化碳会产生头痛、眩晕等身体反应，严重的会昏迷或死亡。三、如何优化盾构掘进技术（一）进行渣土改良为了避免有害气体瓦斯泄露到隧道里面，提高盾构隧道施工的安全系数，可以调整盾构施工参数，把重点放在怎样控制盾构螺旋机出土和怎样进行盾尾密封上来［3】。瓦斯进入隧道的第一个途径就是螺旋出土U，根据出渣的具体情况，应及吋把质量好的泡沫灌注到开挖面，并及时把添加剂注入开挖面。（二）提高隧道内的土方运输效率一次性直接出土是每环施工的正常形式，为了实现减少瓦斯泄露吋间和减轻通风压力的0的，施工单位往往把一次性出土改为两次出土，两次出土就

7、意味着每出一次土要掘进75cm的距离。如果瓦斯在某一地段分布密集，可以采用渣车被塑料布覆盖的方式减少瓦斯溢出，这样能提高盾构隧道施工的安全系数［4】。(三)提高管片拼装质量瓦斯泄露的第二个主要通道是盾尾和管片接缝，所以提高管片拼装质量能有效避免瓦斯泄露。提高管片拼装质量不仅要从制作、运输下手，还要从下井的全过程下手，只有从这三个方面进行全面检测才能让不破损的管片用于盾构隧道。管片不仅要求质量合格，还要求管片的类型是统一和适当的，合适的管片类型能避免盾尾对管片和止水条进行损坏，避免瓦斯气体从损毁的地方泄露到隧道里面［5】。施工单位要配备

8、熟练的管片拼装手，对管片拼装的错缝和错台进行严格的控制，只冇这样才能使管片不再碎裂，才能保证瓦斯气体不从盾尾和管片接缝处泄露。结语修建地铁是一项长期又复杂的工程，需要地铁盾构隧道施工技术的协助，目前盾构施工技术虽有新的发