成都地区含卵石、漂石地层盾构施工的几个关键技术问题(专家修改-缩减版)——徐经理发20139.10解析.ppt

a、盾构机的刀盘形式、刀具选择及布置、排土及盾构密封的设计上； b、掘进过程中渣土改良，开舱换刀、清理泥饼，大漂石的处理等关键技术上。 （C）面板式 为了破碎大粒径漂石，在配刀上可以按破碎中硬岩的方案配刀，用滚刀实现对大粒径漂石和砾石的破碎，切刀和刮刀对滚刀破碎的岩土进行及时收拢到土仓。滚刀刀刃距刀盘面板的高度要比切刀和刮刀距刀盘面板的高度高，这样在遇到大粒径漂石和砾石地段掘进时，滚刀进行破碎从而可以保护切刀和刮刀不受损坏。同时切刀和刮刀及时切割下经滚刀破碎的泥土又保护了滚刀少受泥土的磨削。 a、通过向开挖下来的土体中添加聚合物改良渣土，增加渣土的可塑性，即通过螺旋输送机注入聚合物改良渣土形成土塞，但缺点是对螺旋输送机形成磨损 b、采用多段螺旋输送机从而降低出口处的水压力。 盾构通过膨胀土（岩）、粘土层，含卵石粘土时，土层中主要表现为裂隙水，孔隙水，地下水位低，水压小，盾构掘进时刀盘结泥饼和滚刀偏磨的可能性较高。在盾构掘进施工时需向刀盘前方注入泡沫，对刀盘、刀具与渣土之间全方位的润滑作用（泡沫经充分发泡后扩散到整个刀盘面板）同时在土舱内添加适量水，全面改善渣土和易性（形成土、水、石的混合体），降低渣土粘性。所加泡沫和水的量要根据总推力、土舱压力、掘进速度等各项掘进参数进行综合分析后确定。太多反而不能维持土压平衡，造成地面沉降。 a、在地面不具备加固条件的情况下，利用盾构机上预留的超前注浆孔，对刀盘前方地层进行洞内超前注浆加固后，利用刀具切削或开舱处理大漂石。 b、加固效果不佳难以确保进舱安全时，采用带压进舱方式进行处理。 c、粒径过大开舱无法处理时，可在地面采用人工挖孔桩挖至大漂石、卵石处采用静态破碎。 * 中国中铁四局集团有限公司 成都地铁4号线一期工程土建7标项目经理部 二〇一三年九月 成都地区含卵石、漂石地层盾构施工的 几个关键技术问题 摘 要 本文针对成都市高富水高卵石含量兼漂石地层的特殊地质条件下盾构施工的几个关键技术如盾构机的选型技术、大漂石处理技术、开舱及换刀具技术、泥饼处理技术等进行了研究和总结，为进一步拓展成都地铁盾构施工市场做好技术准备，并供类似工程提供借鉴。 目录 1、成都市区地质构造的特点 2、成都市区地铁盾构施工需要解决 的几个技术关键问题 3、对进一步开展相关问题研究的建议 1、成都市区地质构造的特点 　成都市区主要地质构造为高富水砂卵石且偶含大漂石的地层，为3-8-1松散砂卵石、3-8-4密实砂卵石地层，郊区尤其东部为具有弱至中等膨胀性土（岩）的地层，为5-2强风化岩、5-3中风化岩地层。盾构施工地质条件与我单位在上海、天津、杭州、深圳等地的工程地质有明显差异，其主要不同点表现在： 2、成都市区地铁盾构施工需要解决的几个技术关键问题 1）盾构机的选型问题 （1）刀盘、刀具选择 对于刀盘选型问题，从掌子面稳定方面考虑，采用面板式刀盘是比较好的，但要解决刀盘耐磨性需要提高的问题。另外面板开口率不宜过小，否则稍大砂卵石无法通过开口进入土舱。 从长距离在地层中掘进、排除大砾石方面考虑，采用辐条式刀盘较好，但对于成都市地下水压大、卵石地层稳定性差，易坍塌的卵石地层而言，不易掌握水土压力平衡；小幅面板+辐条式的组合刀盘是比较好的，其刀盘可以减轻切刀的实际负荷扭矩，增大排出开挖土砂的能力，将土舱内的土压有效地传递给开挖面；在耐磨性方面，如果其轮辐为柱式，耐磨性能比面板式好，但其刀盘的外周磨损也是比较严重的。针对成都地铁2号线的地质情况，推荐使用以小幅面板+辐条式的组合刀盘。 （2）排土系统的选定 盾构机排土设备是螺旋输送机，它是一个连续工作的系统，由可旋转的螺旋叶片和静止螺旋外壳组成。螺旋叶片一般是装配在旋转轴上，但也可以设计成没有中心轴的带式出土器，以便在中心输送较大的石块（见下图）。前者的驱动方式是直接驱动叶片中心轴，其优点是止水性好，缺点是可排出的砾石的粒径小；后者的驱动方式是直接驱动装有叶片的外筒，优点是可排出的砾石的粒径大，缺点是止水性差。 对于成都地铁，若采取轴式螺旋输送机，则对处理大粒径漂石就需要采取一定的措施，在螺旋输送机的前端可设置一道闸门，当大漂石进入土舱内时将该道闸门关闭，同时土舱内加气压防止水灌入，从螺旋输送机的前端将漂石取出或打碎后取出。 若采取带式螺旋输送机，带式螺旋输送机在高地下水位、高水压条件下会发生喷涌问题，对于喷涌事故发生最好的预防措施是： 以罗宾斯盾构为例，多级螺旋输送系统包括下述2个系统；1号螺旋机：带式输送(不带轴), 允许最大通过石粒直径500毫米；2号螺旋机：前三个螺距采用带式不含轴, 剩下部分采用带