一、基本概况

昆明市轨道交通3号线为昆明主城区东西方向的骨干线，本科研成果直接依托眠山站～沙沟尾站区间和沙沟尾站～西苑立交站区间盾构法隧道工程，盾构直径6.34m，衬砌管片外径6.2m，内径5.5m，环宽1.2m。该工程位于昆明盆地中心区，为梁家河、海源河等地表径流所形成的洪积扇与滇池湖滨相交汇区，隧道穿越泥炭质土地层、围岩软弱层深厚、下穿河流水体、地表周边环境复杂。

二、疑难问题

2.1  盾构法施工穿越泥炭质土层。泥炭质土具有孔隙比大，重度小，含水量高，压缩性大、灵敏度高的显著特征，盾构穿越其中，可能会出现开挖面土体稳定困难，土体变形大，沉降明显、盾构磕头、管片上浮等问题。

2.2  围岩软弱层深厚。其中全新统冲湖积层以软塑状为主，厚度高达10多m，最厚达20m以上，具高压缩性，强度较低，性质软弱，给盾构施工及控制地表沉降带来很大难度。

2.3  下穿河流水体。工程附近分布的地表径流属金沙江水系支流，均汇入滇池。这些河流均对该区间地下水形成一定补给关系，地下水含量较丰富，对该区间盾构施工不利。另外，隧道下穿河流，对上覆土层产生变形和沉降，甚至出现裂隙，改变土体水的渗透条件，造成不利影响。

2.4  区间地下构筑物多。眠沙区间下穿西边小河桥，沙西区间下穿董家沟桥、新运粮河桥，该三处桥梁存在桥桩基础侵入隧道轮廓范围，经过查阅相关资料及现场勘查，该几座桥梁桩基直径在1.0m左右，深度均已侵入隧道范围，盾构施工时，必须对现有桥梁桩基进行托换处理。

三、解决方法

3.1  根据区间隧道所处地层环境，以岩土力学理论为基础，计算盾构施工参数，并根据区间盾构施工的实际数据统计分析盾构施工参数之间的相对关系，从数值和理论上探讨盾构法隧道开挖的机理，确定开挖工法的适应性，同时针对泥炭质土土层中盾构姿态、管片拼装质量控制提出了具体的控制措施。

3.2  基于现场实际采用的施工工法，通过隧道施工peck横断面经验公式及纵向沉降经验公式预测地表最大沉降值，并基于现场监测数据，分析隧道施工过程中泥炭质土地层的变化发展过程和规律，同时分析盾构施工参数对地表沉降的影响量，以优选泥炭质土、有机质土土层施工参数。

3.3  旋喷桩施工工艺对泥炭质土加固效果有显著影响，研究表明两次喷浆成桩，第一次喷射粘土浆，14d后再喷射掺适量添加剂的水泥浆的施工工艺能够大大提高加固桩的强度，达到良好的加固效果，相对于传统工艺提高了168%的效果;

3.4  对地下构筑物处理通常采用先行桩基托换后，再行盾构掘进施工，本项目对先行盾构隧道施工、待隧道贯通后再进行桩基托换施工的可行性进行了分析论证并得到成功实施，同时对小间距桩基施工的隧道防护措施进行了明确

四、成果形式

4.1.工法

2013年度安徽省工法：盾构穿越炭质土等软流塑地层施工工法(AHGF50-13)

4.2.发明专利

1、盾构法施工地铁隧道中盾构机顶推调头法(ZL201110443429.4 )

4.3.实用新型专利

1、一种设有钢丝绳套卡具的地下桩基拔除装置(ZL201320323399.8)

2、设有门板夹的地下桩基拔除装置(ZL201320322648.1)

3、一种可移动式的倒土装置(ZL201320420357.6)

五、成果持有单位

中铁四局集团有限公司城市轨道交通工程分公司