在江底修复盾构机刀盘实例

1、梁兴林：在江底修复盾构机刀盘实例在江底修复盾构机刀盘实例梁兴林（广州市地下铁道总公司广州）摘要：小松盾构机在广州地铁四号线小新盾构区间段穿越珠江的过程中，虽然频繁换刀，刀盘仍然磨损严重，而江底的地质状况又不具备修复刀盘的条件，本文正是针对珠江江底这种特殊的地质条件，讨论如何在江底创造敞开式开仓条件，以修复刀盘、更换刀具。关键词：盾构机；刀盘；刀具；敞开式开仓条件（，）：，：；广州地铁四号线小谷围新造盾构区间隧道穿越珠江新造海段，右线采用德国海瑞克盾构机掘进，左线采用日本小松盾构机掘进。右线海瑞克盾构机历时天成功穿越珠江新造海段，而此时左线小松盾构机只掘进了，还剩余隧道洞顶为软弱地层，故不具备敞

2、开式开仓修复刀盘的条件。本文正是针对这种地质状况，讨论如何在江底创造敞开式开仓条件，以修复刀盘、更换刀具。，相对于右线盾构机的掘进进度，左线盾构机的掘进进度严重滞后。并且左线小松盾构机由于受江底“上软下硬”地质的影响，虽然频繁换刀，刀盘仍然严重磨损（局部磨损达到）；此时，若不及时焊接修复刀盘，不但掘进速度缓慢，甚至会磨坏刀盘，最终导致盾构机“死”在江底，前进不得，后退不能。若修复刀盘，必须具备敞开式开仓条件本区间工程概况本区间隧道全长双线延米，主要由明挖始发井、两个盾构隧道区段、中间风井和一段矿山法隧道构成。两台盾构机分别从新造站明挖盾构始发井开始掘进，下穿宽的珠江新造海，最后到达小谷围站盾构

3、吊出井。本区间隧道洞顶从上至下的地层主要为砂质粘性土、全风化混合岩以及强风化混合岩；隧道洞身范围内从上至下的地层主要，而左线新造海段地质情况揭示该区间地下水丰富、涌水量大、水压高，广州建筑年第期为砂质粘性土、全风化混合岩、强、中风化混合岩风化混合岩以及微风化混合岩地层。隧道地层软硬不均，变化频繁，且普遍为“上软下硬”的复合地层环时（此时在江底已带压换刀次，共耗时近天），刀盘、刀具严重磨损，特别是刀盘磨损约，修复刀盘、更换刀具迫在眉睫，而小松盾构机前方左线江底地质不具备敞开式开仓条件，故必须采取其它措施，满足开仓条件以便修复刀盘。盾构机前方环环段的开挖断面地层分布情况如图所示：下部为中风化混合岩

4、，。隧道需要穿越的珠江新造海段较深，且深度变化较大，过新造海段的水深一般为，最深处可达，河床底部到隧道顶部最小覆土厚度为，隧道上方覆土厚度一般为，最大覆土厚度为。微风化混合岩地层，上部为强风化混合岩 ，局部全风化混合岩，涌水量大，水压高。刀盘修复方法刀盘修复方案年月日，当左线小松盾构机掘进到图加固区域及洞室段左右线地质纵断面图为创造刀盘修复条件，从右线环对左线相同位置的地层进行加固，采用钻机钻孔，施作水平袖阀管注浆盘修补及更换刀具作业。 ，对左线上部断面盾构机上部竖向、横向左右各范围内的软弱地层进行加固处理，纵向加固长度。加固后，从右线环左侧中部开挖截面为×的通道至左线，在左线中下部

5、形成一个×的洞室，左线洞室一直施工至离盾构机计划停机处位置（预留处理下部硬岩的条件），开挖通道以及修理洞室的位置如图所示。待盾构机到达小洞室前的加固区域进行降压试验图开挖通道及修理洞室平面图，试验成功刀盘修复施工方法修复刀盘的施工工序如图所示。后再人工开挖剩余部分，打通洞室，开始进行刀梁兴林：在江底修复盾构机刀盘实例璃双液浆，理论的双液浆的配合比为。双液浆拌浆材料为普通硅酸盐水泥（）和水玻璃（浓度），浆液凝结时间为左右，注浆压力控制在（油压）以内。施工过程控制：管片开孔应由小到大，如果发生大的喷水，要立即采取措施；注浆镀锌管尾端至少进入吊装孔内以上，以便能安上堵头和以后进行堵水处理；

6、必须保证注浆过程的连续性；每个孔注浆结束后，应立即关闭吊装孔处的闸阀，待浆液初凝不冒浆时，取掉连接闸阀，然后把吊装孔内的水泥浆等清理干净，在堵头上加个膨胀胶圈后拧紧。（）袖阀管注浆加固施工图 修复刀盘施工工序共布置排计个钻孔，如图所示。注浆采用的袖阀管，布孔间距为，排距为。浆液按水泥水玻璃双液浆和单液水泥浆两种浆液拌制，压密注浆浆液扩散直径为（）管片背后注浆加固施工工序：打开管片吊装孔堵头用冲击钻和凿子将吊装孔后部的砼打穿钢管插入吊装孔内双头连接闸阀安装到吊装孔上连接注浆管路开始注浆。注浆位置：环号为环，对管片按时钟：和：（包括：和：）以上的吊装孔进行补充注浆，块吊装孔不注浆。通道口前后各两环

7、要求全环注浆。注浆顺序：注浆按从后往前的顺序，每环管片注浆顺序为从下往上，左右对称，保证管片受力均匀。浆液拌制与注浆控制：注浆浆液为水泥水玻。施工工序：钻孔布置角度计算及钻机定位开孔钻孔的方向控制（地质钻探）下袖阀管封口注套壳料等强注浆。施工顺序：钻孔和注浆都按、排的顺序进行（如图所示），每排选取个孔作为地质钻探孔，根据钻探结果对施工方案进行调整，钻孔每排可连续进行，但注浆时每排孔应按单双数错开进行，与钻孔保持一定距离。钻孔控制：根据钻孔的位置计算角度，保证图广州建筑年第期钻机定位、开孔准确，钻孔过程中注意控制方向，保证孔底的偏差不大于。下管、封口及注套壳料：分节（每节）将袖阀管下入孔内，相邻

8、两节袖阀管采用套箍联接。袖阀管接至孔后，用封口盖盖紧袖阀管管口，然后选用细石混凝土或砂浆并掺加适量速凝剂进行封口作业。封口达到一定强度后，芯管下至孔底，低压注入水泥和膨润土的混合浆液作为套壳料。最后拆除芯管，必要时进行洗孔。注浆控制：封孔后小时，再次下入注浆芯管。注浆浆液为水泥水玻璃双液浆和单液水泥浆两种浆液。双液浆拌浆材料为普通硅酸盐水泥和水玻璃（浓度），浆液凝结时间为，每步距注浆量为，注浆压力控制在（油压）以内。施工过程控制：必须做好钻孔施工详细记录，以便了解岩层情况，调整注浆施工参数。注浆过程中，若出现每步距注浆量能满足设计要求，而注浆压力太低，可采用间歇注浆和减小浆液胶凝时间，同时增加

9、浆量为设计量的两倍，以保证此段注浆效果；注浆过程中，若出现注浆压力能满足设计要求，而注浆量不能满足设计要求时，认可此步距达到注浆要求。注浆过程中，注意观察附近的管片有无变形情况，出现异常应立即停止注浆。（）右线至左线通道施工施工工序：管片加固管片切割通道口加固钻爆初支出碴支护。钻爆控制：施工过程中控制好药量，防止突水等事故的发生。（）左线洞室施工施工工序：钻爆初支出碴支护与刀盘贯通。里程确认：敞开式开仓前，保证掌子面与刀盘间有的间距。（）刀盘破损区域的修复及更换刀具作业年月日点开始了刀盘破损区域的修复工作，至年月日点完成了刀盘破损区域的修复工作。刀盘修复工作内容如下：恢复三个受损区域（、中心刀

10、区域）的把齿刀座及相应的齿刀座支撑，并对这些刀筒进行焊接加强（见图）。图小松盾构机刀盘、刀具布置图焊接加强了、滚刀筒。焊接修补三个受损区域（、滚刀区域）的面板、辐板。新增焊接把贝壳刀。恢复四路泡沫管路输送泡沫功能。更换滚刀、把齿刀、块边刀区域的方形刮板。清洗所有刀孔，确认所有滚刀能转动。刀盘修复成果（）恢复了刀盘破损、受损区域原有的功能，即此区域的软土切削、排土屑（碴）、碴土改良、滚刀刀体保护等功能，同时对此区域的刀盘结构进行了加强（指被磨损的刀筒）。（）焊接过程中的防潮、防锈、清理、清洁、焊接次数、保温降温是严格按照二氧化碳保护焊的工艺进行的，焊缝质量可靠。（）刀盘磨损区域的结构强度得到了加

11、强，但不可能恢复到出厂刀盘的受力要求。（）整个焊接工作达到了预期目的。（）小松盾构机修复刀盘后顺利地完成了剩余新造海段盾构施工，确保了地铁四号线大学城专 线按时开通的目标。年月日右线水平加固、洞室及掌子面封闭工作已施工完成，小松盾构机已到达既定位置，减压试验也已成功，掌子面稳定，已具备敞开式修复刀盘条件。建设信息建设部发布建设事业“十一五”重点推广技术领域的通知为加强“十一五”建设科技推广工作，充分发挥科技对建设事业发展的支撑和引领作用，根据建建设部推广应用新技术管理细则（建科设领域推广应用新技术管理规定（建设部令第号）和建设事业“十一五”重点推广技术领域（以下简称“重点推广技号），建设部组织

12、编制了术领域”）并发布了通知，通知要求各级建设主管部门应当紧密围绕重点推广技术领域，结合本地的实际，对推广应用新技术支撑本地区“十一五”建设事业发展进行规划布局；积极引导和组织重点技术领域技术的优化集成研究，组织编制省、自治区、直辖市建设领域技术公告，逐步形成适合在当地推广的完整技术体系，整体提升相关领域的技术水平；加强相关技术经济政策和法律法规的研究和制定，整合各类相关资源，营造推广应用新技术的良好环境和市场氛围，大力推进重点推广技术领域在本地区的实施工作。各有关科研院所、大专院校、生产企业和勘查设计、施工安装、监理、质量安全监督、房地产开发等单位，以及各科技推广机构、科技中介机构，应当紧紧

13、围绕重点推广技术领域，充分发挥市场主体积极性、能动性和科技进步主体的有效作用，对本单位“十一五”期间的技术创新和科技进步工作做出全面安排，有计划地组织加强本单位的推广应用新技术工作，努力提高本单位的技术创新能力和科技进步水平。建设事业“十一五”重点推广技术领域包括：一、建筑节能与新能源开发利用技术领域（一）建筑外围护结构保温隔热技术与新型节能建筑体系重点推广：墙体、屋面、楼（地）面、建筑门窗、建筑幕墙保温隔热技术，建筑遮阳技术和新型节能建筑体系。（二）供热采暖与空调制冷节能技术重点推广：新型高效采暖空调与制冷技术，供热设备、空调制冷设备、输配管网节能技术，温度控制与计量技术，供热采暖与空调制冷系统综合节能技术。（三）可再生能源与新能源应用技术重点推广：太阳能、浅层地能、生物质能及其它能源利用技术。!结语在江底修复小松盾构机刀盘需要冒很大的风险，总结这次工程实例有两点体会：（）针对不同地区地质特点，盾构机的选型是非常重要的。相对于左线掘进的日本小松盾构机，右线采用德国海瑞克盾构机更适合