關于南昌地鐵1號線石英條帶的研究以及施工建議

李琴琴　熊得意

[摘要]本文主要介紹了南昌地鐵1號線雙港大道站～北一環(huán)站區(qū)間的地形、地貌，場地的地層巖性，專門研究了石英條帶的分布頻度，及其在施工中的影響，并提出了相關施工建議。

[關鍵詞]石英條帶 分布頻度 施工建議

[中圖分類號] P62 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X（2015）-8-426-2

1工程概況

南昌市軌道交通1號線一期工程（樁號CK0+000～CK10+993.835），線路大致呈北南走向，起點為雙港大道（含），終點為秋水廣場站（含），沿線經蛟橋經濟開發(fā)區(qū)，而后沿東北-西南走向穿越紅谷灘中心區(qū)，在世貿路站轉折為東西走向。線路走向為：規(guī)劃孔目湖路-黃河路-豐和北大道-衛(wèi)東大道-世貿路。詳見圖1“擬建工程地理位置示意圖”。

2場地的地形、地貌

雙港大道站～北一環(huán)站區(qū)間場地地貌類型為構造剝蝕崗地地貌單元（樁號CK0+371.71m～ CK1+417.522m），主要由殘坡積成因的粉質粘土和前震旦系雙橋山群千枚巖、千枚狀板巖組成。崗頂高程20～50m，相對高差5～15m，地形坡度5～15°，自然地面標高21.26～35.72m。

雙港大道站～北一環(huán)站區(qū)間場地近似長條形，位于南昌市昌北經濟開發(fā)區(qū)雙港大道和楓林東大道之間，近南北走向，沿老昌北鐵路支線、江西省交通職業(yè)技術學院地下展布。由北至南主要穿越中化化肥國營南昌制革二廠、江西省林業(yè)物資公司、墓地、菜地、交通學院。場地近貌見圖2。

3地層巖性簡介

場地地層由人工填土（Qml）、第四系中更新統(tǒng)坡殘積層（Q2edl）、下伏基巖為前震旦系雙橋山群（Ptsh）褐黃、灰綠、紫紅色千枚巖和青灰色千枚狀板巖，為軟質巖，全、強風化強烈，風化厚度變化大，節(jié)理裂隙發(fā)育。按其巖性及其工程特性，自上而下依次劃分為①1雜填土、①2素填土、④1粉質粘土、⑥1全風化千枚巖、⑥2強風化千枚巖、⑥3-1中風化上段千枚巖、⑥3-2中風化下段千枚巖、⑦3中風化千枚板巖。

4石英條帶（γ）

在千枚巖巖體內因受多期構造運動影響，節(jié)理裂隙發(fā)育，并不規(guī)則發(fā)育多條陡傾角灰白色石英條帶，堅硬，石英條帶寬度5～35cm不等，在基巖露頭點或勘探孔內時有分布，但延伸性較差，局部呈斷續(xù)發(fā)育，條帶膠結程度一般，部分條帶呈散體狀、顆粒狀分布；在勘探孔內不同深度、各個風化層中均有揭露，揭露厚度0.2～9m，層頂高程-3.38～31.91m，層底高程-5.18 ～ 29.21 m，層頂埋深為0～28.2m，經鉆探機械破碎后取樣的石英顆粒粒徑一般為2～100mm，最大達15cm以上，經點荷載換算的巖石最大天然極限抗壓強度為133Mpa。基巖露頭出露的陡傾角石英條帶見圖3。

5石英條帶分布頻率

區(qū)間共21個鉆孔，經統(tǒng)計有石英條帶揭露的鉆孔共17個，約占總鉆孔數(shù)的80.9%，且有同一個鉆孔在不同深度多次揭露，揭露頻度較高。本次統(tǒng)計的21 個鉆孔中共揭露36次，揭露厚度0.2～9m，層頂標高31.91～-3.38m，層底標高29.21～-5.18m，層頂埋深0～28.2m，層底埋深1.3～30m。

在進行區(qū)間盾構或礦山法施工時，應考慮石英條帶對施工的影響。

6隧道施工方案分析

雙港大道站～北一環(huán)站區(qū)間均為地下線，所穿越的土層中主要為⑥1全風化千枚巖、⑥2強風化千枚巖和⑥3-1中風化上段千枚巖，局部為⑥3-2中風化下段千枚巖，局部穿越不規(guī)則發(fā)育多條堅硬的灰白色石英條帶。全強風化千枚巖粘粒含量高，遇水極易軟化，⑥3層中風化千枚巖極軟巖，陡傾角裂隙發(fā)育?？刹捎玫氖┕すしㄓ腥缦聝煞N：

6.1盾構法

當采用土壓平衡盾構施工方式時，隧道可穿越強風化和中風化千枚巖，但穿越堅硬的石英條帶硬夾層時，施工難度較大，刀盤需采用滾刀，但刀盤磨損較嚴重，當盾構機滾刀刀盤刮上石英條帶時，由于石英條帶背后為強風化千枚巖，能提供一定得反力，考慮到石英條帶厚度一般不大，初步預計滾刀能破碎石英條帶，但盾構機的方向控制難度較大，容易沿石英條帶偏離隧道掘進方向。

根據(jù)工程地質斷面圖，該段區(qū)間隧道主要在全風化千枚巖、強風化千枚巖，中風化千枚巖通過，盾構推進過程中應注意以下問題：

（1）全、強千枚巖中風化巖土含大量的粘性土，粘性很好，易粘著盾構設備或造成管道堵塞，使掘進困難。

（2）盾構推進段，與盾構推進方向分布不規(guī)律的多條石英條帶，寬度15～35cm不等，與推進方向呈斜交和垂直狀，石英條帶巖質堅硬，天然最大抗壓強度可取133MPa以上，對盾構掘進有一定的影響；

（3）全、強風化千枚巖遇水極易軟化，且具有一定的膨脹性，中等風化千枚巖遇水易軟化，故盾構推進過程中注意推進速度。

（4）千枚巖節(jié)理裂隙發(fā)育，以陡傾角為主，故盾構推進過程中應注意調整盾構施工參數(shù)。

6.2礦山法

隧道若采用礦山法暗挖施工，隧洞開挖范圍主要為⑥2層強風化千枚巖，圍巖分類為Ⅱ類，隧道掘進方向與巖層走向夾角約70-80°相交，隧道圍巖穩(wěn)定性差，施工時圍巖易坍塌，應防止三角塊體滑塌現(xiàn)象產生。需采用管棚法導管短進尺掘進，每施工50cm就同步采用全斷面鋼拱架混凝土全斷面支護，施工技術上是可行的，但施工速度慢，支護成本高，但穿越堅硬的石英巖硬夾層較容易。

7建議

（1）根據(jù)工程線路沿線的工程地質條件、線路埋設深度、掘進巖土層分布情況以及目前常用的施工工藝，建議區(qū)間地下隧道對盾構法和礦山法施工工法進行比選后擇優(yōu)選用。

（2）隧道若采用礦山法暗挖施工，隧洞開挖范圍主要為⑥2層強風化千枚巖，隧道圍巖穩(wěn)定性差，施工時圍巖易坍塌，需采用管棚法導管短進尺掘進，每施工50cm就同步采用全斷面鋼拱架混凝土全斷面支護，施工技術上是可行的，但施工速度慢，支護成本高，但穿越堅硬的石英巖硬夾層較容易。

（3）當采用土壓平衡盾構施工方式時，隧道可穿越強風化和中風化千枚巖，但穿越堅硬的石英條帶硬夾層（最大抗壓強度可達133MPa）時，施工難度較大，且盾構機的方向控制難度較大，容易沿石英條帶偏離隧道掘進方向。該工法造價上較礦山法經濟，建議選擇石英條帶較分布地段進行試推進，以決定是否采用該工法。