花岗岩软硬交互地层盾构施工关键技术报中施协成果附件资料

1、附件目录1、创新课题立项文件及经费审批文件； 2、研究技术总结报告；3、创新成果鉴定证书；4、科技查新报告；5、应用证明；6、其它证明（1）验收报告（2）省级工法证书（3）发明专利受理通知书（4）实用新型受理通知书7、成果在应用单位产生的经济、社会、环境等效益证明附件1、创新课题立项文件及经费审批文件；铁四局集团有限公司文件中铁四技2009339号关于下达中铁四局集团有限公司2009年度第二批科技开发计划的通知各子（分）公司、工程指挥部（项目经理部）：根据局2009年科研工作总体要求，结合各单位科研项目立项申请，经局科委组织专家审核，决定将“CRTS轨道板预制与铺设的施工技术研究”等38个项目

2、分别列入局2009年度第二批科技开发项目和子（分）公司自立项项目，合同金额3547万元（局新立项项目包含5万元预留奖励经费），其中，局投入资金1205万元（含部立项经费30万）。本年度局计划投入科研经费620万元，各子（分）公司计划投入1547万元。现将2009年度第二批科研开发计划下达给你们，希望项目主持单位抓紧落实项目自筹资金，确保及时到位，尽快组织实施，并编制出详细的科研开发项目策划书及经费预算，于计划下达后一个月内与局签订项目合同。附件：12009年度第二批科研开发计划项目表22009年度子（分）公司自立科技开发计划项目表 二九年七月六日 32009年度第二批科研开发计划项目表金 金额

3、单位：万元 合同编号项 目 名 称承担单位合同金额09年度经费计划完成时间主持单位参加单位集团公司子分公司集团公司子分公司一轨道工程2852151201252009-01预埋套管式高速道岔板预制与施工技术五公司、六公司石武工指10512550802010.122009-02无砟轨道乳化沥青砂浆泵送技术研究检测中心南昌机电、材料公司35(含部拨30)02002010.082009-03水泥乳化沥青砂浆修补技术研究检测中心六公司8502002010.12(原2008-05合并到此项目)2009-04城市轨道交通梯子形轨道施工技术研究八分公司35 5020 25 2010.062009-05在32大

4、坡道地段架设铁路T梁施工技术及配套设备研究八分公司254010202009.12二桥梁工程2757191404602009-06余姚中山路斜拉桥施工技术研究二公司25165 15 1002010.122009-07无锡惠澄路京杭运河预应力混凝土斜拉桥施工技术研究二公司45 104 25802010.062009-08客专线900T箱梁液压模板开发研究四公司45 50 20 302010.062009-09双拥大桥英国式悬索桥施工技术研究六公司技术中心9510040502011.122009-10预制箱梁模板及配套工装通用化施工技术研究一公司65300402002009.12(原2007-14合

5、同内容延续)三地铁及隧道工程3708791855552009-11长大隧道科学施工组织技术研究二公司25 280 15 2002010.122009-12韩府山浅埋小净距隧道群施工优化与安全控制研究二公司南京工指35 5010202010.102009-13苏州地铁人民路站复杂地质与环境条件下大规模无规则深大基坑安全控制六公司55 102 30 50 2010.122009-14宋家庄车站深大基坑施工及环境安全关键控制技术研究六公司55215301502011.082009-15杭州地铁一号线盾构穿越沼气层施工技术研究机械分公司256215402010.062009-16深圳地铁车站与区间施工

6、关键技术研究五公司/机械分公司六公司/深圳工指15515075802010.122009-17鄂陕界隧道快速施工技术研究七分公司202010152010.06四汽车试车场工程8512040602009-18试验场（汽车、拖拉机、轮胎）综合施工技术研究一公司85 120 40 602010.12五水利与市政工程151010152009-19大口径水下开槽埋管及取水头部水下安装施工技术市政分公司151010152009.12六预应力工程10012255752009-20后张法预应力框架结构体系施工技术研究建筑公司556230402010.062009-21双层索杆自应力张拉整体结构技术研究钢构公司

7、456025352010.12七新材料研究358020502009-22国产原材料高强级反光膜工艺研究百瑞得公司358020502010.06八电气化工程354020302009-23基于PLC的地铁机电系统施工技术研究电气化公司152010202009.122009-24城市轨道交通信号CBTC系统施工技术研究电气化公司202010102010.12九其他90200701002009-25锥心落地式管柱扭转曲线拱桁架梁空间结构关键技术钢构公司45200 251002009.122006-07节能省地型住宅成套施工技术研究建筑公司150150增补经费2008-21高速铁路用高性能聚氨脂材料研究

8、与应用研究研究检测中心 15 0 15 0 增补经费0521-02/0521-03双线整孔箱梁预制施工技术研究/双线整孔箱梁运架施工技术及工艺研究八分公司二公司150150增补经费合计120519056201190 10附件2：2009年度子（分）公司立项科技开发计划项目表金额单位：万元 序号项目名称主持单位负责人自筹金额09年度经费计划完成时间1大广高速公路低填路基+渗井施工技术研究一公司熊选爱20202009.122杭州东站深基坑技术研究二公司杨坤善70702009.123园砾土及岩层中双壁钢围堰施工技术研究二公司秦 林50502010.104仙林特大桥1-96m系杆拱施工技术研究四公司刘

9、国卿57572009.125项目动态管理软件开发四公司计骏40402009.086冷冻法施工技术研究四公司刘承良20102010.057武汉轨道交通岩溶地质环境及处理研究五公司徐杰80402010.088湿陷性黄土隧道施工技术研究七分公司彭小兵50302010.10964m系杆拱桥施工技术研究建筑公司张学云1052010.1210高度地震区软基处理施工技术研究建筑公司张学云1052010.1211多层现浇楼面模板支撑体系应力、应变实测分析研究建筑公司杨立胜10102009.1012苏州地铁一号线星湖街站拱形轨排井施工技术研究市政分公司刘雪平10102009.1213超长巨型无缝无粘结预应力池体

10、施工市政分公司刘雪平10102009.12合计437357 注：子（分）公司立项项目经费全部由子（分）公司自筹。11 主题词：科技开发 计划 通知 抄送：中国中铁股份有限公司（2），安徽省科技厅（2），安徽省国家税务局，局董监办，党办，局办，企业管理部，工管中心，安质部，营销部，财务部（3），技术中心（3），检测中心。中铁四局集团有限公司办公室 2009年7月6日印发 打印、装订：曹秋笙 校对：王立玲 共印11份附件2、研究技术总结报告；花岗岩软硬交互地层盾构施工关键技术·1 立项背景城市轨道交通发展至今已有 140余年的历史，我国也超过45年发展史。城市轨道施工的主要方法是盾构法施

11、工技术，区间站主要为深基坑工程。针对花岗岩残积土地层球状风化体探测、洞门加固、掘进和深基坑施工技术、风险管理是地铁盾构工程不可回避的理论和技术问题。球状风化体探测主要采取调绘、钻探、物探等手段,从不同角度对花岗岩球状风化体分布特征进行分析。地表调绘仅能确定风化球体地表分布情况,不能定量反映深部分布状况；钻探法仅能反映钻孔附近是否存在风化球，不能反映沿线定量分布；探地雷达能够详细揭示风化球体地下分布特征，但其波普的需人为解析，目前还没有行之有效风化球定量探测技术。1862年英国首次使用冻结法加固地基。我国1987年将冻结法成功应用于东海拉尔水泥厂基础工程后，逐渐被用于上海、北京地铁工程和市政工程

12、等多项工程建设中，但针冻结法在富流水花岗岩残积土地层中的应用尚属首次，急需进行针对性研究。由于水文与工程地质条件、环境的不可复制性，导致地下结构工程差异性较大，成功案例较少。如新加坡地铁CCL1线、广州地铁一号线、葡萄牙Oporto地铁等因软硬不均地层，导致地层坍塌，建筑物倒塌、刀盘和刀具磨损损坏。应针对软硬交互地层盾构掘进关键施工技术进行必要研究，旨在为类似工程服务。目前，基坑工程设计理论研究还很不成熟，存在着大量亟待解决的问题。例如偏压基坑和动载作用下深基坑稳定性研究、列车动载的影响、确定方法、模拟、震动荷载作用下地下结构响应等问题。目前，地下工程风险管理尚未形成系统的方法体系，国内在这领

13、域的研究尤其薄弱。2007年铁路隧道风险评估与管理暂行规定和地铁及地下工程建设风险管理指南的出版标志我国地下工程领域风险管理研究进入发展期，但成果还处于定性分析阶段，真正定量化的研究成果很少。风险因素分析模型、定性和定量相结合的风险分析及评价方法有待结合具体工程深入开展相关理论分析与应用研究。·2 研究目的及意义自1863年1月10日伦敦建成世界第一条地下铁道以来，城市轨道交通发展至今已有 140余年的历史，有近50个国家的330余座城市修建了城市轨道交通，线路总长度达到数万公里。地铁、轻轨、市域快线、市郊铁路等城市轨道交通系统型式都得到了很好的发展，在城市交通中扮演重要角色，为城市

14、客运交通和经济发展做出了重要贡献。近年来，我国城市轨道交通建设进入了迅猛发展时期，全国目前有北京、上海、南京等10多个城市的地铁线路已经投入运营，杭州、成都等地正在进行地铁建设的施工。随着各地如火如荼地发展地铁交通，接踵而来的地铁施工事故也频频敲响了安全生产的警钟。上海地铁4号线、北京地铁10号线、南京地铁2号线、广州地铁5号线、深圳地铁3号线、杭州地铁1号线、西安地铁1号线、深圳地铁2号线、北京地铁M15号线、天津地铁2号线、广州地铁六号线、武汉地铁二号线、广州地铁三号线等均发生隧道和地面塌陷、涌水涌泥、地面建筑物倒塌等地铁施工事。可以说没有哪座城市修建地铁不出重大工程事故的。我国地铁施工事

15、故频发，“原因首先是技术准备不足”，很多工程前期工作做得不够充分，给后期工作带来隐患。主要表现在：工程地质条件、地下管线、周边环境不清，缺乏地下空间规划；地铁前期缺乏必要的技术研究，不能全面了解工程建设过程中可能出现的技术问题、可能发上的工程事故、诱发上述事故的原因和解决方法；地下工程动态设计和信息化施工没有真正贯彻到地铁建设的整个过程；施工诱发地下管线破坏等缺乏监控预测和应急措施。鉴于上述原因，针对花岗岩残积土软硬交互富流水地层修建地铁工程存在的一系列施工关键技术进行研究，也确保深圳地铁5号线盾构区间和区间站工程顺利进行，并未今后类似工程提供技术指导。·3 项目技术原理、技术方案本

16、项目将采取原位和室内试验、理论分析、数值模拟相结合的研究方法；以试验数据基础，以理论分析和数值模拟为先导，确保地铁区间隧道盾构法快速、安全施工，形成其设计与施工共性理论与技术。一、深圳地区复杂地质条件下冷冻法洞门加固技术采用室内试验、理论分析、数值计算和原位试验相结合的研究方法。通过室内试验建立花岗岩残积土冻土本够模型；综合运用冻土力学、热物理学等理论，分析冻结孔热传导效应，建立热传导分析模型；运用数值分析软件分析冻结参数和洞门加固效果关系，运用原位试验参数进行验证、修正分析模型，提出满足工程建设需求的冻结参数。在工程建设中得到验证，并未后续工程建设服务。二、球状风化体探测与预处理技术球状风化

17、体是在花岗岩地段比较常见的一种不良地质现象。目前主要采取地表调绘、钻探、物探三种手段,从不同角度对花岗岩球状风化的地表分布特征和地下分布特征进行了分析。地表调绘仅能够确定风化球体地表分布情况,不能定量反映深部分布状况；钻探法仅能反映钻孔附近的是否有风化球分布，不能全面反映沿线全面定量分布；探地雷达能够详细揭示风化球体地下分布特征，但其波普需专业人员解析。采用探地雷达、钻探、人工解析相结合研究手段，应用反演技术得到各土层地震波速，采取正演技术分析球状风化体的具体位置，通过钻探和实际掘进验证该法可探测直径20cm以上球状风化体的具体位置，位置误差小于10cm，完全能满足盾构掘进施工要求。三、球状风

18、化体预处理技术花岗岩球状风化体（又称风化球、孤石）的存在，是华南地层的一个重要特征，对于盾构工程而言，它是一种不良地质现象，造成地层土质软硬相差大。在这样的情况下施工容易造成盾构刀具和刀盘的卡死或损坏，甚至造成盾构机无法掘进，对工期和施工成本造成巨大影响。课题采用理论分析和数值模拟，分别对挖孔破碎法、冲击破碎法、直接切削法、带压开舱法、爆破法进行分析，提出依据风化球强度、位置和尺寸，选用特定施工方法对风化球进行超前处理，从而保证盾构机正常施工。四、软硬不均地层盾构施工技术针对复杂花岗岩残积地层的水文地质与工程地质特性，综合运用弹塑损伤力学、岩石力学、渗流力学等理论和数值计算方法，研究盾构施工时

19、对围岩稳定性影响，揭示围岩变形与破坏规律； 建立盾构施工扰动条件下流固耦合模型，探索地下水渗流场演化规律，获得地下水渗流场演化与隧道围岩应力场和位移场相互影响的变化关系。评估地质条件对盾构施工地铁隧道制约程度，分析洞内掌子面土体稳定性，提出盾构选型原则和洞内掌子面土体加固方法和设计参数。五、盾构下穿铁路沉降分析采用原位测试、数值模拟、原位监测相结合的方法，研究盾构下穿铁路，对铁路运行的影响。进行通过现场列车动荷载测试，分析铁路动载分布特征及其对于隧道围岩稳定性影响，在此基础上，通过数值分析确定列车动荷载时称曲线。建立盾构下穿铁路铁路路基和轨道结构分析模型，采用数值分析和原位监测相和验证方法，研

20、究预测盾构下穿过程中铁路运行的安全性和技术处理措施。·4 项目解决技术方案项目研究成果在深圳地铁5号线等项目中得到成功应用，主要表现如下：一、冻结法洞门加固技术民治站左线盾构出洞采取冻结加固，盾构顺利出洞。由于深圳位于亚热带，常年温度较高，采用冻结法受到一定限制。通过数值模拟计算和现场监测，得到冻结10天，除少数相邻冻结孔未交圈外，大部分相邻冻结孔均基本交圈，已形成一定厚度的冻结壁；冻结15天后，冻结壁形状已发展形成，冻结壁有效厚度达到2.8m；冻结30天后，冻结壁有效厚度达到3.0m，满足在积极冻结期内形成设计冻结壁厚度的要求；冻土墙的平均温度为-15，低于设计温度；应根据现场条件

21、适当延长人工局部解冻时间12h或者冻结管周围的冻土融化达到10mm20mm时，开始拔管。二、花岗岩风化球探测技术运用探地雷达检测技术，通过钻孔、模拟和现场试验等手段，对探地雷达现场观测系统的布置、关键技术参数的设置、野外工作方法及数据处理技术进行了详细研究，总结了信号处理的方法，对资料的分析解释进行了详细的讨论和研究，取得了较好的成果，为复杂条件下地铁盾构施工提供指导作用。理论上得到探地雷达频率与探测分辨率的公式，并通过科学模拟比较，给出了深圳地区最佳探测频率与分辨率关系，为探地雷达实地探测提供了理论基础和选型依据。探测结果表明：该场地当选用天线中心频率选择为50MHz，采样记录时窗为150n

22、s，现场探测采用剖面法发射、接收天线以2米的间距沿测线每隔0.2米同步移动。此时探地雷达探测精度和分辨率较高，只要风化球在30米以内探测效果好。通过深圳地铁5号线民治五和区间进行雷达探测获得了该区间的地下雷达图像，本工程雷达图像有下列几种类型：正常型：图像显示各层反射波同相轴连续性较好，且较为规则，表明相应地层介质较均一、密实，无风化球存在；紊乱型：图像紊乱、同相轴的连续性变差。这是相应异常属各层介质均一性、密实度较差的反映；弯曲分叉型：反射波同相轴呈曲折、分叉特征。这是介质密实度较差和介质中存在物理性质差异较大的局部异常体，是判断风化球存在的依据；带状错断型：反射波同相轴自上而下出现同步错断

23、异常，这类异常是在连续探测过程中由于其他原因导致的采样中断造成的，与地下介质异常情况无关。总之，探地雷达技术具有高分辨率、无损性、高效率、设备轻便，操作简单、抗干扰能力强等优点，对地下风化球位置的推断准确率高。三、花岗岩风化球预处理技术花岗岩球状风化球的存在往往对盾构施工造成不良影响，必须对风化球采取必要的处理措施，以确保盾构施工的速度。人工挖孔法施工简便，不需要专门的施工机械，施工经济，宜用在孤石量较少、隧道埋深浅的地段；冲击破碎法操作简单，处理周期较短，施工安全性高，不受孤石位置、深度限制，特别是对风化球群采用密排钻孔桩效果良好；但受地面场地限制，一般要求场地比较平整，处理费用高；直接切削

24、法的适用条件是：盾构能提供足够的切削力，在孤石被刀具破怀，周边土体不能产生破坏，即孤石不能移动，当地层较为软弱时可采取注浆加固地层减小风化球与周边围岩的强度差；开舱处理法的适用条件是：地面不具备处理条件或勘探未发现的分化球，但功效偏慢。带压开舱发则要求开舱位置方土体土体闭气性能好，地下水较少，注浆开舱则用来应对无法带压的地层，但费用略高；根据盾构施工要求，破碎后风化球应外运，确保隧道范围内无风化球碎渣，在不能往外运输情况下，至少满足破碎后风化球低于30cm。现场风化球的处理，应对场地条件、风化球埋深、风化球分布、风化球大小等进行综合考虑，选择经济、安全的风化球预处理方法。四、上软下硬不均地层盾

25、构施工关键技术深圳地铁5号线左线区间埋深8.525m不等，盾构穿越地层地质较为复杂，并呈现出地层地质互相参杂交融，同一断面的土质为多样性的情况，施工难度非常大，采用课题研究成果，成功指导该工程顺利完成。课题研究得出上软下硬不均匀地层盾构机掘进基本参数如下：在推进全断面岩层时，推进速度1015mm/min、可采用敞开模式进行掘进、刀盘转速1.82.0rpm、扭矩1.2MN.m、总推力9001100t；在推进半断面岩层时，推进速度35mm/min、土压可设置比粘土地层土压略高0.10.2bar、刀盘转速控制在1.31.5rpm、扭矩控制在1.5MN.m以下、总推力10001600t；在推进1/4以

26、下断面岩层时，推进速度2040mm/min、设置同粘土地层、刀盘转速1.41.6rpm、扭矩1.6MN.m左右、总推力15001700t；在推进砾质粘土地段时，推进速度3560mm/min、按照计算土压辅助监测结果进行设定、刀盘转速1.51.7rpm、扭矩1.6MN.m左右、总推力15002000t。在上软下硬不均匀地层中，换刀宜优先选择全断面岩层中，又快又经济；依据加固与盾构的时间关系可分为主动加固区和被动加固区：一种是为了节省工期，根据工期情况可以合理的预先设置换刀加固区，或者穿越建（构）筑物等地质不明段时，穿越前应设定加固区，这就叫主动加固区，包括的主要方法有密排钻孔桩法、旋喷桩法、WS

27、S注双液浆法，此类方法需要增加许多成本；另一种是盾构一直到掘不动为止，然后再考虑土体加固，这就叫被动加固区，包括的主要方法有：带压开舱法、洞内灌浆法，此类方法是成本低廉，但影响进度。WSS注双液浆适合砾质粘土地层，止水防塌方效果好，但价格偏高；旋喷桩适用于砾质粘土地层，当埋深较深或位移土石交界处，加固效果难于保证，同时价格偏高；钻孔桩适用于各种地层，既可以加固地层，又可以适当处理风化球，加固效果好，价格适中，但需要开阔的施工场地；带压开舱适用于闭气性能好及地下水较少的地层，价格低廉，由于带压工作效率较低，更换少量刀具或检查刀具时，优势明显，当更换大量刀具时，则需花费较多时间，难于保证掌子面稳定

28、；舱内注浆适用于各种地层，加固效果好，价格低廉，当地层无法带压时或意外遇见风化球需要更换较多刀具时，此种方法非常适合，但此种方法更换刀具速度最慢，通常需要1215天。五、盾构下穿铁路沉降分析课题针对地铁5号线的盾构法隧道下穿南平铁路段施工进行建模，分析研究地铁施工下围岩变形受力特性和管片的内力状态，进一步分析其影响因素，并研究盾构下穿对铁路安全性影响及其控制标准与风险评估，并进一步优化施工参数的设置，提出相应的风险控制措施。盾构下穿产生围岩竖向位移，拱顶及其上部围岩发生沉降，而仰拱底部发生隆起。随着盾构掘进的增加，沉降范围逐渐加大，最大沉降值也在加大。掘进6m时，最大地表沉降为6.5mm，而掘

29、进15m时，最大地表沉降为8mm。值得注意的是盾构始发阶段，在其前方发生了略微的隆起，这主要是由于工作仓支护压力引起的，最大隆起0.2mm。盾构掘进引起的地表横向沉降，在洞顶上方沉降最大，而距离隧道中线越远，则沉降越小；隧道横向沉降影响范围为距离中线的10m，即3倍洞径。应力基本上呈现水平分布，表明隧道开挖的应力影响范围较小，只是在工作面附近变化较大，施工中应通过监测调整工作舱中的支护压力大小，以平衡土体压力。盾构掘进引起平南铁路轨道最大沉降为2.6mm，由于盾构推力的作用，轨道出现了隆起变形，但隆起值较小，最大隆起量为0.31mm；平南铁路与隧道为斜交，隧道施工引起的轨道后方的沉降比前方的沉

30、降要大，最大沉降位于隧道与轨道交叉点后方5m处。整体上，平南铁路轨道最大弯矩随着盾构的推进而增大，盾构推进至8m时，最大弯矩为11.9kN·m，盾构推进至10m时（隧道与铁路轨道相交处），最大弯矩为12.6kN·m，盾构推进至12m时，最大弯矩为12.7 kN·m，最大弯矩一般是位于曲率最大的地方，隧道施工开挖对交点后方影响较前方大。·5 与国内外同类技术比较本项目就花岗岩残积软硬交互富流水地层地铁盾构隧道和偏压深基坑施工关键技术进行系统研究,研究成果在花岗岩残积土地层盾构隧道和偏压基坑施工中得到较好的推广应用,研究成果达到国际领先水平。研究成果在深圳地

31、铁5号线等项目中得到成功应用，主要表现如下：一、冻结法洞门加固技术对于饱和软弱土层、地下水流动性较小的地层，冻结法是较为成熟的一种地基处理方法。该法在上海、北京地铁等项目均有成功应用的案例，但对常年温度较高的华南、花岗岩残积软硬交互富流水地层还没有成功应用的案例，该项目针对常年温度较高、富流水花岗岩残积地层冻结法制约因数，通过室内试验、数值模拟计算和原位试验相结合，得到淡盐水冻结的设计参数和施工工艺方法，并形成安徽省地方工法。并在深圳地铁5号线民治站左线盾构出洞得到成功应用，盾构顺利出洞，不仅保证工程建设顺利、安全，还有效的缩短了工期，节约大量工程造价。研究成果处于国际领先水平。二、花岗岩风化

32、球探测技术花岗岩风化球，广泛分布与我国花岗岩残积地层。由于其分布范围广、尺寸变化较大、强度高、位置随机，严重制约盾构掘进。应探测其准确位置，对其提前预处理。目前花岗岩风化球探测方法主要有地质测绘、钻探、物探等受段，但由于上述方法的各自局限性，均不能较好解决风化球探测技术问题。该项目运用探地雷达检测技术，通过钻孔、模拟和现场试验等手段，对探地雷达现场观测系统的布置、关键技术参数的设置、野外工作方法及数据处理技术进行了详细研究，总结了信号处理的方法，采用正、反演技术对资料的分析解释进行了详细研究，取得了较好的成果。理论上得到探地雷达频率与探测分辨率的公式，并通过科学模拟比较，给出了深圳地区最佳探测

33、频率与分辨率关系，为探地雷达实地探测提供了理论基础和选型依据。探测结果表明：该场地当选用天线中心频率选择为50MHz，采样记录时窗为150ns，现场探测采用剖面法发射、接收天线以2米的间距沿测线每隔0.2米同步移动。此时探地雷达探测精度和分辨率较高，只要风化球在30米以内探测效果好。针对花岗岩残积地层，研究得出雷达图像有下列几种类型：正常型：图像显示各层反射波同相轴连续性较好，且较为规则，表明相应地层介质较均一、密实，无风化球存在；紊乱型：图像紊乱、同相轴的连续性变差。这是相应异常属各层介质均一性、密实度较差的反映；弯曲分叉型：反射波同相轴呈曲折、分叉特征。这是介质密实度较差和介质中存在物理性

34、质差异较大的局部异常体，是判断风化球存在的依据；带状错断型：反射波同相轴自上而下出现同步错断异常，这类异常是在连续探测过程中由于其他原因导致的采样中断造成的，与地下介质异常情况无关。研究成果在深圳地铁5号线民治五和区间进行雷达探测获得该区间分化球分布准确位置，并在预处理中得到验证。该研究成果目前国内外未见类似报道。三、花岗岩风化球预处理技术花岗岩球状风化球的存在，不仅制约盾构掘进，还严重影响工期，增加工程造价，必须对风化球采取必要的处理和预处理措施，以确保盾构施工的速度。人工挖孔法施工简便，宜用在孤石量较少、隧道埋深浅的地段；冲击破碎法对风化球群采用密排钻孔桩效果良好；直接切削法的适用条件是：

35、盾构能提供足够的切削力，在孤石不能移动，当地层较为软弱时可采取注浆加固地层减小风化球与周边围岩的强度差；地面不具备处理条件或勘探未发现的分化球可采用开舱处理法。带压开舱发则要求开舱位置方土体土体闭气性能好，地下水较少，注浆开舱则用来应对无法带压的地层。该研究成果目前国内、外文献未见类似报道，并在深圳地铁五号线得到成功应用。四、上软下硬不均地层盾构施工关键技术通过对现场盾构施工参数，结合地层分布特征进行数据处理，研究得出上软下硬不均匀地层盾构机掘进基本参数。依据加固与盾构掘进时间关系可分为主动加固和被动加固：一种是为了节省工期，根据工期情况可以合理的预先设置换刀加固区，或者穿越建（构）筑物等地质

36、不明段时，穿越前应设定加固，这就叫主动加固，主要方法有密排钻孔桩法、旋喷桩法、WSS注双液浆法等；另一种是盾构无法掘进，考虑土体加固，这就叫被动加固，主要方法有：带压开舱法、洞内灌浆法等。并分析不同方法的使用条件和施工工艺。深圳地铁5号线左线区间埋深8.525m不等，盾构穿越地层地质较为复杂，并呈现出地层地质互相参杂交融，同一断面的土质为多样性的情况，施工难度非常大，采用课题研究成果，成功指导该工程顺利完成。五、盾构下穿铁路沉降分析针对地铁5号线盾构法隧道下穿南平铁路段施工进行建模，分析研究地铁施工下围岩变形受力特性和管片的内力状态，进一步分析其影响因素，并研究盾构下穿对铁路安全性影响及其控制标准与风险评估，并进一步优化施工参数的设置，提出相应的风险控制措施。盾构下穿产生围岩位移场和应力长变化，通过建立物理模型，利用计算机分析软