北京地铁盾构隧道设计施工之要点.doc

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1、北京地铁盾构隧道设计施工之要点北京城建设计研究总院杨秀仁摘要：北京地铁五号线首次在北京地区采用盾构法修建地铁隧道，盾构试验段工程已经取得成功。鉴于盾构隧道设计和施工在很大程度上依靠于地质条件，而北京与上海和广州的地质条件差异很大，无法照搬其经验，因此，通过盾构试验段工程对设计和施工进行了系统的研究，并取得了大量的研究成果。本文以这些设计和施工研究的成果为基础，对设计和施工要点进行阐述，供今后的工程参考和借鉴。一、工程背景及盾构隧道基本情况1、地铁五号线概况北京地铁五号线南起丰台区的宋家庄，北至昌平区的太平庄。线路全长27.6Km，在四环路南北分别采用了地下和地面、高架线路型式，

2、南段的地下线长16.9km，北部的地面和高架线10.7km。全线共设22座车站，其中地下站16座，高架和地面站6座。图1为地铁五号线工程线路示意图。在地铁五号线工程地下线路段，部分线路在现状宽广的道路下方通过，地面限制条件少，采用技术较为成熟的矿山法施工；而部分线路受环境条件限制，隧道基本在现状低矮破旧的建筑物下通过，对地面沉降的要求较高，加上工程地质和水文地质条件复杂，地面无条件降水，推荐采用盾构法施工。采用盾构法施工的区段为宋家庄～刘家窑地段、东单～和平里北街地段。2、盾构试验段概况由于北京以往没有采用盾构法施工地铁隧道的工程经验，且本地区的地质条件与国内其他采用过盾构法施

3、工的城市有比较大的区别，为了确保地铁五号线正式施工能够顺利进行，首先选择正线典型的地段开展试验段施工，以摸索和把握北京地区特有条件下的盾构隧道设计、施工技术。盾构试验段选在北新桥站～雍和宫站区间线路的左线（西侧），试验段隧道长度约688m。试验段线路平面见图2，由图上可以看出，试验段隧道基本在现状建筑物下方穿过。图2盾构试验段线路平面图3、试验段工程地质及水文地质条件(1)工程地质条件试验段范围内的地层从上到下依次为●人工填土层（Qml），其中包括：杂填土①－1：主要成份为碎石、炉灰、房碴土等，稍湿，局部呈饱和状态，松散～稍密，一般厚度为1～1.5m，局部最厚处为2.7m。粘质

4、粉土素填土①层：稍湿～饱和，可塑～硬塑。一般厚度为1.0m，局部最厚处为2.2m。以上两层的总厚度为2.0m左右，局部最厚处3.0m。●第四纪全新世冲洪积地层（Q4al+pl），其中包括：粘质粉土砂质粉土②层：稍湿～饱和，可塑～硬塑。该层在不同地段分别夹有粉质粘土②－1层、重粉质粘土②－2层。局部夹粉细砂透镜体②－3层。%26nbsp;该层总体厚度在雍和宫四周较薄，最薄处为4.0m，一般厚度为5.0～7.0m。粉细砂③层：湿～饱和，密实，局部夹砂质粉土薄层，下部为中粗砂③－1层、砾砂③－2层或粉质粘土粘质粉土③－3层。该层的总体厚度为3.0～7.5m。●第四纪晚更新世冲洪积地层

5、（Q3al+pl），其中包括：圆砾④层：饱和，密实。砾石为亚圆形，未风化～微风化。一般粒径为5～20mm，最大粒径为150mm，中粗砂填充，局部成为中粗砂④－2层透镜体。该层中部或底部颗粒较粗成为卵石④－3层，其一般粒径为20～80mm，最大粒径可达210mm，中粗砂填充。至雍和宫四周，圆砾、卵石层逐渐尖灭，出现粘质粉土④－1层，厚度为3.0m左右。第④层的总体厚度为6.0m左右，最薄处3.0m，最厚处8.3m。粘质粉土砂质粉土⑤层：饱和，硬塑，局部夹细砂透镜体。本层夹粉质粘土重粉质粘土⑤－1层。本层厚度为2.0～5.0m，最薄处仅1.5m。中粗砂⑥层：饱和，密实，含少量砾石，

6、夹粉细砂⑥－1层和粉质粘土重粉质粘土⑥－2层。本层厚度为0.7～7.8m，局部缺失。卵石⑦层：饱和，密实。卵石为亚圆形，未风化，一般粒径为20～80mm，最大粒径为200mm，中粗砂或粘性土充填。局部地区颗粒较细渐变为圆砾或砾砂⑦－1层。本层的一般厚度为2.0～5.0m。>粉质粘土粘质粉土⑧层：饱和，硬塑～坚硬，夹重粉质粘土⑧－1层和粉细砂⑧－2层。本层厚度为2.0～8.0m。卵石⑨层：饱和，密实。卵石为亚圆形，未风化～微风化，表面可见溶蚀孔洞。一般粒径为20～60mm，最大粒径为180mm。中粗砂或粘性土充填。夹中粗砂⑨－1层。本层厚度大于7.0m。(2)水文

7、地质条件根据工程勘察报告，地层中赋存有上层滞水、潜水和承压水。上层滞水：赋存于杂填土①－1层、粘质粉土素填土①层和粘质粉土砂质粉土②层的孔隙之中。主要接受自来水、消防水管道以及雨污水管道、居民院落化粪池的渗漏补给，其次为大气降水的垂直渗流补给。水位根据补给强度不同而不同，本区间水位埋深在5.0～7.0m之间。潜水：赋存于粉细砂③层、中粗砂③－1层、砾砂③－2层、圆砾④层、中粗砂④－2层、卵石④－3层的孔隙之中，水位埋深在14.0m左右。本区间的潜水主要接受上层滞水和河水的垂直渗流和区域侧向径