复合式土压盾构机在上软下硬地层中掘进浅析[权威资料].doc

1、复合式土压盾构机在上软下硬地层中掘进浅析 权威资料 复合式土压盾构机在上软下硬地层中掘进浅析摘要 : 本文介绍深圳地铁盾构在上软下硬地层掘进分析，着重介绍盾构机操作、参数的设定、掘进过程中出现问题分析及解决措施，这些问题严重影响施工安全和质量。1、工程概况 :1.1 、水文及地质情况深圳地铁 11 号线盾构始发井至红树湾站起止里程左线ZDK7+025.256,ZDK8+851.916，总长 1869.165 米。右线YDK7+029.695,YDK8+854.009，总长 1861.604 米，该区间隧道穿越部分地质主要为砾质粘性土、全风化粗粒花岗岩，在左线里程ZDK7+480.5,ZDK7+

2、764.7存在硬岩突起，其中左线里程ZDK7+480.5,ZDK7+564总计 83.5 米为上软下硬段，岩层单轴抗压强度为 50Mpa,80Mpa，里程 ZDK7+564,ZDK7+685处总计 121 米为全断面硬岩，岩层单轴抗压强度为50Mpa,120Mpa，均值 80Mpa，里程 ZDK7+692.6,ZDK7+764.8处经过预裂爆破注浆处理 ; 右线里程 YDK7+468.410,YDK7+763.614存在硬岩突起，其中里程YDK7+468.410,YDK7+526.147为上软下硬段，YDK7+526.147,YDK7+697.180段总计 171 米为全断面硬岩，YDK7+6

3、97.180,YDK7+763.614段为预裂爆破注浆段，上软下硬及硬岩段位于人工湖下面，人工湖与海连通，此处隧道纵坡 24，该隧道最大坡度为 28。2、掘进参数设定:根据详勘地质资料，在掘进至上软下硬前1 至 2 环，将刀盘转速从1.8r/min降至 1.5r/min ，推进速度从56mm/min,62mm/min降至 24mm/min,28mm/min，安排专人对渣土取样，取样频率要高，对取出的渣土及时进行分析，当出现强风化粗粒花岗岩占的比率逐渐增多，略带中风化粗粒花岗岩，刀盘扭矩随着增大，判断已进入上软下硬地层，将刀盘转速降至 1.2r/min ，推进速度不变掘进。这时在同等土压力及推进

4、速度下，观察刀盘扭矩上下波动范围及导向系统所采集的刀盘滚动角的波动大小，不断调整掘进参数，最终推进速度控制在8mm,16mm/min。2.1 掘进控制 :,6980 盾构机参数表及刀盘刀具配置图如下:盾构机参数表 :序号 项目 参数 单位1 型号 CTE69502 开挖直径 6980 mm3 刀盘开口率 32(37) %4 驱动总功率 1120 kw5 额定转速 1.37 rpm6 最大转速 3.6 rpm7 额定扭矩 7806 KNm8 脱困扭矩 9757 KNm9 最大推进速度 80 mm/min10 最大推力 5060 T11 最大工作压力 3 bar12 最大设计压力 5 bar13

5、水平转弯半径 250 m14 纵向爬坡能力 ?50 刀盘刀具轨迹布置图 :根据每把刀具的承载力，计算整盘刀具的承载力，该刀盘所配刀具为17 寸滚刀，其单把滚刀承载力为25T，刀盘总共布置44 把滚刀， 50 个刀刃，总承载力为50*25=1250T，计算盾构机空推所需推力，推力=开挖仓内土压力对盾构机的阻力+盾构机主机在地层中的摩擦力+后配套的牵引力，根据空推推力和整盘刀具的承载力控制其总推力的大小。采用膨润土泥浆进行渣土的改良及开挖仓的保压，减小泡沫原液比(0.5%) 及泡沫流量保证管路不被堵塞，增大刀盘喷水量，防止刀盘结泥饼现象出现。此段地下水较为丰富，喷涌现象非常严重，导致渣土无法统计，

6、地面沉降无保障，在掘进中控制螺旋输送机转速，双闸门开口大小以及开口时间极为重要，螺旋输送机转速控制在 8,12r/min ，上闸门开 60%左右，下闸门开 10%,20%让水能漏出即可，利用螺旋输送机离心力将开挖仓内渣土抽出，将大部分泥浆及水滤回开挖仓，根据掘进速度掌握闸门的开关，达到正常出渣。盾构机进入上软下硬姿态控制在隧道轴线以下2,5cm 以内进行掘进，推进系统四个区域压力设定使盾构机一直处于隧道轴线以下掘进，盾尾铰接油缸最大行程控制在 50mm以内，铰接位移量于隧道趋势相符。在同等掘进速度及刀盘转速下，由总推力变化趋势及刀盘的扭矩变化来判断刀盘刀具的磨损位置及刀具的磨损情况，组织人员带

7、压进行对刀具检查及更换。3、地层沉降控制措施 :(1) 掘进采用高粘度泥浆 ( 粘度控制在 80,90S) 充满开挖仓，开挖仓顶部压力控制在理论计算压力 ?0.2 左右，保证掌子面顶部强风化粗粒花岗岩及全风化粗粒花岗岩不受掘进扰动松动掉落，不形成空洞。(2) 采用早强水泥配置同步注浆浆液，将浆液初凝时间控制在 3h?10min，配合每环掘进时间为 3.5h?30min 。保证快速有效填充管片背后空隙。(3) 每掘进 5 环停机采用水泥 - 水玻璃双液浆进行管片背部注浆做止水环，在上次止水环和当次止水环之间注入砂浆进行封堵，彻底封堵在掘进过程中同步注浆遗留涌水通道，保证开挖面的稳定，保证盾构正常

8、掘进。(4) 掘进过程中派专人进行 24 小时巡视，当地面出现异常及时进行处理。4、长距离上软下硬地层掘进准备措施:(1) 根据地质资料选择适应该地层的刀具进行储备。(2) 带压进仓人员储备。(3) 对地质资料分析研究，在距离上软下硬地段最近点，地面具备加固条件位置加固，设立常压换刀点对整盘刀具进行更换 ; 若地面不具备，根据地质补勘资料结合详勘资料确定能带压换刀的里程，掘进到此里程进行带压将全盘刀具更换。(4) 刀盘外圆边滚刀最大磨损量为 22,24mm，为了避免盾壳被卡其磨损量最大为12mm，根据长期刀具在同一轨迹上掘进磨损量统计分析，外圆边滚刀掘进20 环基本上磨损量在 12mm以上，在

9、进入上软下硬地层更换刀具时对外圆几把边滚刀有梯次的进行加高，增加刀具的磨损量。(5) 刀具更换结束，对整个设备进行一次全面检修及保养。(6) 施工过程控制必须按照方案和交底严格执行，工序衔接必须组织有序。5、结束语合理控制盾构机掘进参数、建立有效的土压平衡、确保掘进过程中同步注浆效果和后续二次补强注浆的及时性，是盾构施工顺利进行的有力保证。根据盾构操作经验，多思考，多总结，总结出一套合理的盾构操作技术，保证盾构顺利施工。作者简介 :金仲祥男 2007 年毕业于兰州职业技术学院，专科，助理工程师，工作单位:中铁隧道集团二处有限公司。文档资料 : 复合式土压盾构机在上软下硬地层中掘进浅析 完整下载 完整阅读全文下载 全文阅读 免费阅读及下载阅读相关文档 : 园林工程质量制约因素及措施 浅谈如何提高煤矿测量工作的准确性 探讨人力资源管理中的激励策略 红旗岭铜镍硫化物矿床地质 浅析水利工程项目管理工作 城市建筑工程中岩土勘察和施工处理技术研究 水处理机械设备的发展现状及趋势研究 浅谈岩土工程勘察中常见问题及改进措施 斜管脉冲澄清池的运行与管理 住宅小区雨水收集利用工程设计 浅析居住小区给水排水设计规划建筑施工中的主要