成都地铁富水砂卵石地层泥水平衡盾构-杨书江.ppt

(3) 刀盘驱动扭矩 泥水盾构刀盘驱动扭矩3050kN.m，脱困扭矩3500 kN.m。由于砂卵石地层渗透性强，泥浆极易冒出地面，开挖面坍塌的卵石堵满泥水仓，由于刀盘脱困扭矩明显不足，刀盘被卡难以转动，只能加固地层后人工清仓，影响了掘进效率的发挥。土压平衡盾构刀盘扭矩6000 kN.m，脱困扭矩达到7150 kN.m，施工中未发生刀盘被卡现象。 ６、结束语 (4) 排碴效率 从统计数据看，泥水盾构每循环纯掘进时间只有40～60分钟，由于砂卵石地层排碴效率低，循环出碴时间较长，每环掘进一般耗时2.5～3.5h，甚至达到5～7h。施工中不断调整泥浆配比，并增加了排碴泵，但是效果一直不甚理想。 土压盾构采用螺旋机出碴，最大出土量达285m3/h，每环掘进时间40～60min，排碴效率较高。 从监测数据分析，泥水盾构地表沉降控制效果比土压盾构好，在通过重要建（构）筑物时安全可靠性较高。 6.3 地表沉降控制 ６、结束语 6.4 经济指标比较 泥水盾构功率高于土压盾构，还需配置专门的泥水处理设备，要求有足够大的场地面积，施工投入大。本项目泥水盾构每米掘进成本比土压盾构约高38％。 * * * * * * * * * * * * * * * * 中铁隧道股份 中铁隧道集团 杨书江 中铁隧道股份有限公司， 郑州 450000 成都地铁富水砂卵石地层 泥水平衡盾构适应性研究 主要内容 三 、刀盘和刀具的适应性 四 、颚式破碎机的适应性 一 、泥水平衡盾构的适应性分析 二 、泥水控制模式 五 、排碴能力的适应性 六 、结束语 　　成都地铁一号线一期工程盾构隧道长18.5Km，分为4个标段，其中盾构4标总长4900.43单线延米，含省体育馆站～倪家桥站～桐梓林站～火车南站站三个区间。区间隧道下穿火车南站民房、股道群、机场高速立交桥、二环路人南立交桥等建筑物，地下管线密集。 　　隧道主要穿越〈3-7〉卵石土层，部分地段穿越〈4-4〉卵石土层，卵石含量高达55～80%，卵石成分主要为中等风化的岩浆岩与变质岩，单轴抗压强度65.5 ～ 184?MPa，最大值为206?MPa。卵石粒径以30～70mm为主，局部80～120mm，地层中粒径大于200mm的漂石含量占0～22.3%（重量比），全线已发现最大漂石粒径达670 mm，大粒径卵石含量较高且局部富集成群。 　　地下孔隙水主要赋存于砂卵石土层中，含水层总厚度18.2～23.8m，为强透水层，渗透系数?12.53 ～ 27.4?m/d，枯水期地下水位埋深?3 ～ 5?m，丰水期?2 ～ 4?m。 　　为了研究盾构法施工在富水砂卵石地层中的适应性问题，为后续地铁工程的施工提供借鉴经验，盾构4标左线隧道采用土压平衡盾构施工，右线隧道采用泥水平衡盾构施工。下面以海瑞克S367泥水平衡盾构机为例，探讨其在砂卵石地层的施工适应性。　　 1.１具备良好的稳定地层能力 　　泥水平衡盾构的工作机理是：泥水在压力作用下渗入地层，在开挖面形成不透水泥膜，泥膜有效隔离地层并起密封作用，均质易流动的泥水把压力均匀的传递到开挖面，从而确保开挖面的稳定，防止地表沉降。 　　盾构机采用面板式刀盘，控制进入泥水仓的卵石粒径，对开挖面起到一定的支撑作用，具有稳定开挖面的功能。 １、泥水平衡盾构的适应性分析 图为泥浆拌合站 　　S367盾构机提高了刀盘、刀具的耐磨损性能。另外泥水的冷却润滑作用，理理论上可以延长刀具的使用寿命。 　　盾构长距离掘进时，为满足检查更换刀具的要求，盾构机具备带压进仓功能。砂卵石地层透气性强，泥水盾构能够有效形成泥膜，保持泥水仓内压力的稳定，带压作业安全性相对于土压平衡盾构要高。 1.2具备长距离掘进的能力 １、泥水平衡盾构的适应性分析 1.3具备处理大卵石和漂石的能力 配备双刃盘形滚刀做为破岩的主要刀具，同时可与撕裂刀、羊角刀等互换。在气垫仓内排泥管的前端安装了双颚板式碎石机，可对进入仓内的卵石进行二次破碎，防止泥水输送管路堵塞。 对刀具不能破碎的漂石，采用带压进仓的方式处理。 １、泥水平衡盾构的适应性分析 1.4具备良好的密封功能 主轴承有两套密封系统，具备自动润滑、密封和检测功能。 盾尾密封采用三道钢丝刷及八个油脂注入管道，在密封刷中注入密封油脂以防止盾壳外面的水或砂浆进入盾构。 2、泥水控制模式 2.1泥水控制模式分类 (1) 直接控制模式 直接控制模式下，泥水仓泥浆压力通过调节送、排泥泵转速或调节送、排泥管路上的控制阀开度来进行。当泥泵控制距离长而产生延迟效应不便于控制泥浆压力时，常用调节控制阀来进行泥浆压力调节。 泥水控制模式分为两种，欧洲盾构机以间接控制为主，日本盾构机以直接控制为主。 　　 (2) 间接控