盾构试掘进技术总结

1、中铁十局集团有限公司CHINA RAILWAY TENTH GROUP CO. LED中国中铁大连地铁201标盾构100m试掘进技术参数总结中铁十局集团济南铁路工程有限公司二o一一年五月一、工程概况大连市地铁二号线西安路站交通大学站区间，本区间隧道起讫 里程为DK16+803. 630CK18+462. 893。木区间主要采用盾构法施工， 在靠近交通大学站一端采用矿山法。本盾构区间隧道起讫里程为 DK16+803. 630CK18+130. 000,右线全长 1326. 370m,左线全长为 1342. 225m。区间左线设置断链，在左 DK17+616. 398二左 DK17+600. 00

2、0 处设置长链16. 398mo区间在DK16+796. 63处设盾构始发井，在 DK16+992处设区间联络通道，在DK17+481. 662处设区间风井兼联络 通道及泵房，在DK18+135. 5处设盾构接收井。西安路站至交通大学站区间平面线路出西安路站后沿南北向向 南，通过半径为300m的曲线转入偏东西方向，再通过半径450m曲线 接入黄河路，到达交通大学站。区间纵断布置形式呈“V”字形，最 大纵坡为25%。区间为双线地下隧道，左右线路为上下重叠至区间 终点左右线逐渐分离并行。盾构段隧道开挖断面直径为6m,盾构隧 道衬砌的管片采用厚300mm,宽1200mm,每环由6片管片拼装而成， 拼

3、装方式采用错缝拼装。西兒S站眉榊I下井科眩鮒下井1-1西安踣站至交1通大学站区间平面图7#木盾构100m试掘进阶段主要在300m小半径曲线上，下坡段坡度 为5%。右线隧道从始发井开始至100m试掘进主要穿越7中风化钙 质板岩。7中风化钙质板岩岩性特征：灰色，层状结构，层理和节 理裂隙较发育，矿物主要为云母、石英、方解石，遇稀盐酸起泡，局 部夹石英岩脉，岩芯呈柱状。揭露层顶高程-24.909. 70m,层顶埋 深3. 7033.50m。根据岩石抗压强度结果，本场地中等风化板岩为 较软岩，岩芯较完整，局部较破碎，岩石质量等级为IV级。根据设计 院提供的资料，中风化钙质板岩最大天然抗压强度为36Mp

4、ao#含卵石必土 極龙粉磁土I卵石国込庆绿岩圏1-2西安踣站至交通大学站区间地伕纵断面图右线隧道全隧顶板均在水位线以下，全隧穿越地层节理裂隙发 育，地下水类型主要为基岩裂隙水，主要赋存于中风化岩层中，略具 承压性，水量丰富。盾构100m试掘进阶段沿线主要穿越黑石礁洒楼、 和大连市发电厂建筑物群，其中大连市发电厂建筑物群正在进行拆 迁。二、盾构100m试掘进阶段主要施工进展情况1、1月22 H至2月2日：进行后配套台车、主机吊装；2、2月3日至2月18 S：进行盾构调试，并顺利通过盾构始发验收；3、2月20日：进行盾构始发仪式；4、2月21日至3月22日：盾构负环掘进及初始掘进0-47环；5、3

5、月23日至4月3日：盾构掘进至47环后，开始进行负环及反力架拆除;6、4月4日至4月10日：盾构掘进至83环，完成试掘进;三、盾构100m试掘进阶段技术参数始发段隧道埋深为27. 533. 5米。洞身上部为由7中风化钙 质板岩、6强风化钙质板岩、3卵石、1素填土；洞身中部为 7中风化钙质板岩，洞身下部为7中风化钙质板岩。地而状主要 为施工场地、黑石礁酒楼、电厂旧办公楼和电厂场地；(1).盾构掘进基本参数设置(如下表)盾构掘进参数(负环拼装阶-7坏到0坏段掘进基本参数)盾构机姿态水平偏差(mm)水平趋势(mm/m)竖宜偏差(mm)竖直趋势(mm/m)0-10010 +100-1掘进参 数千斤顶总

6、推力(kN)刀盘扭矩(KN. m)刀盘转速千斤顶行 程(mm)掘进速度(mm/min)小于800016001216螺旋机扭矩(KN. m)开挖仓压力(bar)泡沫注入 率钱接千斤顶行程差(mm)30 3500%W50厉尾间隙最小厉尾间隙不小于80m推进千斤顶行程差(mm)W50始发伊始盾构推力全部作用在反力架上，虽然反力架可以承受35000KN的推力，但是考虑到负环管片拼装精度不高推力过大会导致管片受损。系统处于刚开始磨合的阶段不宜用过大的推力。由于始发出土困难，过大的推力导致推进速度过快，不能形成连 续作业，不利于发现处于磨合阶段系统中存在的不足。所以决定推力控制在8000KN以内.由于刚开

7、始掘进，保压状态不容易建立，且岩层状态良好，故选 择敞开模式掘进，土仓压力为Obar.由于始发进洞时,始发托架与岩层的弹性不同，为防止盾构机出 现叩首现象允许的竖直偏差为0+10mm使得盾构机有向上的趋势。盾构掘进参数(0环至10环掘进参数)质构机 姿态水平偏差(mm)水平趋势(mm/m)竖直偏差(mm)竖直趋势(mm/m)02001-20+10-21掘进参 数千斤顶总推力(kN)刀盘扭矩(KN. m)刀盘转速千斤顶行程(mm)掘进速度(mm/niin)7000800026001.01316601750小于20螺旋机扭矩(KN. m)开挖仓压力(bar)泡沫注入 率较接千斤顶行程差(mm)30

8、 3500.5%W90盾尾间隙最小盾尾间隙不小于80m推进千斤顶行程差(mm)W90经过负环拼装时候参数的收集分析以及对反力架受力变形监测(状态良好)，所以推进力保持不变。通过前一阵的掘进，盾壳基本进入岩体，经过对测量数据的分析 发现岩层的刚度足够，未出现叩首和下沉现象，故竖直偏差调整为 - 20+10mm。由于经过负环的掘进，发现刀盘扭矩在推进力在7000KN时就达到2000KN. m,故开始向土仓里加入泡沫剂，初步注入率确定为为0. 5%盾构掘进参数(负环拼装阶0环到60环段掘进基本参数)盾构机姿态水平偏差(mm)水平趋势(mm/m)竖直偏差(mm)竖直趋势(mm/m)0100-1030-

9、2-0掘进参 数千斤顶总推力(kN)刀盘扭矩(KN. m)刀盘转速千斤顶行 程(mm)掘进速度(mm/min)10000以内1600小于25螺旋机扭矩(KN. m)开挖仓压力(bar)泡沫注入 率钱接千斤顶行程差(mm)30 3501%W50厉尾间隙最小厉尾间隙不小于80m推进千斤顶行程差(mm)W50由于进洞一定距离，同步注浆与围岩结合良好，隧道能够承载一 定的推力，加大推力后没有什么不良反应,故推力调整为10000KX.推力加大后刀盘扭矩明显上升故向刀盘前加入泡沫的注入率调 整为1%.围岩状态良好，且地下水量不是太大，还是保持敞开掘进土仓压 力 Obaro因为存有一定的地下水，隧道成型时管

10、片容易产生上浮，故下压 盾构机，竖直偏差调整为0-40。盾构掘进参数(负环拼装阶60环到100环段掘进基本参数)盾构机姿态水平偏差(mm)水平趋势(mm/m)竖宜偏差(mm)竖直趋势(mm/m)01001030-2-0掘进参 数千斤顶总推力(kN)刀盘扭矩(KN. m)刀盘转速千斤顶行程(mm)掘进速度(mm/min)1000030螺旋机扭矩(KN. m)开挖仓压力(bar)泡沫注入 率钱接千斤顶行程差(mm)30 3501.5%W50厉尾间隙最小厉尾间隙不小于80m推进千斤顶行程差(mm)W50考虑到：经过前一段推进管片与围岩接触而积累积增加，隧道抗压能力明显提升能

11、够承受更大的推力。由于前一段岀渣太稀，不方便渣土外运，需要加大推力增大滚刀 破岩效果。决定将推力增大到15000KX,但是当推力超过13000时刀盘扭矩 过尢所以实际推力控制在13000KN以内。7竖直偏差参数经过前一段施工发现适合该种地层，所以不变。 由于推进速度上升适当增加螺旋机转速,使其能跟得上出土。 推力过大势必造成刀盘扭矩增大故调整泡沫注入率为1.5%。经过前一百多米的参数记录与分析基本确定了推力在 10000-13000KN,选用土仓压力为Obar的敞开模式，泡沫注入率根据 刀盘扭矩随时调整，竖直偏差在0至卜30之间，刀盘转速1. 3-1. 5转 /分钟的主要掘进参数。（2）.同步注浆参数砂浆配比：水泥：石灰：砂：水：400： 265： 465： 468注浆 压力：1.02. Obar,注浆量：6至7立方。（10环前注浆配比）砂浆配比：水泥：砂：粉煤灰：水：250： 550： 350： 450注浆 压力：2. Obar左右，注浆量：6至7立方。（10环至83环同步注浆 配比）在同步注浆过程中，要控制注浆压力，注浆量可以做调整，但应 该及时汇报调整情况并做好相应记录