关于南昌地铁1号线石英条带的研究以及施工建议

李琴琴　熊得意

[摘要]本文主要介绍了南昌地铁1号线双港大道站～北一环站区间的地形、地貌，场地的地层岩性，专门研究了石英条带的分布频度，及其在施工中的影响，并提出了相关施工建议。

[关键词]石英条带 分布频度 施工建议

[中图分类号] P62 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-8-426-2

1工程概况

南昌市轨道交通1号线一期工程（桩号CK0+000～CK10+993.835），线路大致呈北南走向，起点为双港大道（含），终点为秋水广场站（含），沿线经蛟桥经济开发区，而后沿东北-西南走向穿越红谷滩中心区，在世贸路站转折为东西走向。线路走向为：规划孔目湖路-黄河路-丰和北大道-卫东大道-世贸路。详见图1“拟建工程地理位置示意图”。

2场地的地形、地貌

双港大道站～北一环站区间场地地貌类型为构造剥蚀岗地地貌单元（桩号CK0+371.71m～ CK1+417.522m），主要由残坡积成因的粉质粘土和前震旦系双桥山群千枚岩、千枚状板岩组成。岗顶高程20～50m，相对高差5～15m，地形坡度5～15°，自然地面标高21.26～35.72m。

双港大道站～北一环站区间场地近似长条形，位于南昌市昌北经济开发区双港大道和枫林东大道之间，近南北走向，沿老昌北铁路支线、江西省交通职业技术学院地下展布。由北至南主要穿越中化化肥国营南昌制革二厂、江西省林业物资公司、墓地、菜地、交通学院。场地近貌见图2。

3地层岩性简介

场地地层由人工填土（Qml）、第四系中更新统坡残积层（Q2edl）、下伏基岩为前震旦系双桥山群（Ptsh）褐黄、灰绿、紫红色千枚岩和青灰色千枚状板岩，为软质岩，全、强风化强烈，风化厚度变化大，节理裂隙发育。按其岩性及其工程特性，自上而下依次划分为①1杂填土、①2素填土、④1粉质粘土、⑥1全风化千枚岩、⑥2强风化千枚岩、⑥3-1中风化上段千枚岩、⑥3-2中风化下段千枚岩、⑦3中风化千枚板岩。

4石英条带（γ）

在千枚岩岩体内因受多期构造运动影响，节理裂隙发育，并不规则发育多条陡倾角灰白色石英条带，坚硬，石英条带宽度5～35cm不等，在基岩露头点或勘探孔内时有分布，但延伸性较差，局部呈断续发育，条带胶结程度一般，部分条带呈散体状、颗粒状分布；在勘探孔内不同深度、各个风化层中均有揭露，揭露厚度0.2～9m，层顶高程-3.38～31.91m，层底高程-5.18 ～ 29.21 m，层顶埋深为0～28.2m，经钻探机械破碎后取样的石英颗粒粒径一般为2～100mm，最大达15cm以上，经点荷载换算的岩石最大天然极限抗压强度为133Mpa。基岩露头出露的陡倾角石英条带见图3。

5石英条带分布频率

区间共21个钻孔，经统计有石英条带揭露的钻孔共17个，约占总钻孔数的80.9%，且有同一个钻孔在不同深度多次揭露，揭露频度较高。本次统计的21 个钻孔中共揭露36次，揭露厚度0.2～9m，层顶标高31.91～-3.38m，层底标高29.21～-5.18m，层顶埋深0～28.2m，层底埋深1.3～30m。

在进行区间盾构或矿山法施工时，应考虑石英条带对施工的影响。

6隧道施工方案分析

双港大道站～北一环站区间均为地下线，所穿越的土层中主要为⑥1全风化千枚岩、⑥2强风化千枚岩和⑥3-1中风化上段千枚岩，局部为⑥3-2中风化下段千枚岩，局部穿越不规则发育多条坚硬的灰白色石英条带。全强风化千枚岩粘粒含量高，遇水极易软化，⑥3層中风化千枚岩极软岩，陡倾角裂隙发育。可采用的施工工法有如下两种：

6.1盾构法

当采用土压平衡盾构施工方式时，隧道可穿越强风化和中风化千枚岩，但穿越坚硬的石英条带硬夹层时，施工难度较大，刀盘需采用滚刀，但刀盘磨损较严重，当盾构机滚刀刀盘刮上石英条带时，由于石英条带背后为强风化千枚岩，能提供一定得反力，考虑到石英条带厚度一般不大，初步预计滚刀能破碎石英条带，但盾构机的方向控制难度较大，容易沿石英条带偏离隧道掘进方向。

根据工程地质断面图，该段区间隧道主要在全风化千枚岩、强风化千枚岩，中风化千枚岩通过，盾构推进过程中应注意以下问题：

（1）全、强千枚岩中风化岩土含大量的粘性土，粘性很好，易粘着盾构设备或造成管道堵塞，使掘进困难。

（2）盾构推进段，与盾构推进方向分布不规律的多条石英条带，宽度15～35cm不等，与推进方向呈斜交和垂直状，石英条带岩质坚硬，天然最大抗压强度可取133MPa以上，对盾构掘进有一定的影响；

（3）全、强风化千枚岩遇水极易软化，且具有一定的膨胀性，中等风化千枚岩遇水易软化，故盾构推进过程中注意推进速度。

（4）千枚岩节理裂隙发育，以陡倾角为主，故盾构推进过程中应注意调整盾构施工参数。

6.2矿山法

隧道若采用矿山法暗挖施工，隧洞开挖范围主要为⑥2层强风化千枚岩，围岩分类为Ⅱ类，隧道掘进方向与岩层走向夹角约70-80°相交，隧道围岩稳定性差，施工时围岩易坍塌，应防止三角块体滑塌现象产生。需采用管棚法导管短进尺掘进，每施工50cm就同步采用全断面钢拱架混凝土全断面支护，施工技术上是可行的，但施工速度慢，支护成本高，但穿越坚硬的石英岩硬夹层较容易。

7建议

（1）根据工程线路沿线的工程地质条件、线路埋设深度、掘进岩土层分布情况以及目前常用的施工工艺，建议区间地下隧道对盾构法和矿山法施工工法进行比选后择优选用。

（2）隧道若采用矿山法暗挖施工，隧洞开挖范围主要为⑥2层强风化千枚岩，隧道围岩稳定性差，施工时围岩易坍塌，需采用管棚法导管短进尺掘进，每施工50cm就同步采用全断面钢拱架混凝土全断面支护，施工技术上是可行的，但施工速度慢，支护成本高，但穿越坚硬的石英岩硬夹层较容易。

（3）当采用土压平衡盾构施工方式时，隧道可穿越强风化和中风化千枚岩，但穿越坚硬的石英条带硬夹层（最大抗压强度可达133MPa）时，施工难度较大，且盾构机的方向控制难度较大，容易沿石英条带偏离隧道掘进方向。该工法造价上较矿山法经济，建议选择石英条带较分布地段进行试推进，以决定是否采用该工法。