6-2.中铁隧道局案例盾构.ppt

鼓楼站～鸡鸣寺站区间右线 盾构掘进中刀盘磨损事件情况说明 二○一五年十月 南京地铁四号线工程TA03标 目 录 一、事故情况简述 二、工程概况 三、事件经过及应急处置 四、事件原因分析 五、事件防范措施 一、事故情况简述 鼓楼站～鸡鸣寺站盾构区间右线施工至611环，刀盘进入石英砂岩和粉质粘土的复合地层，为保证盾构顺利通过该段复合地层，采用带压换刀的方式将原有38把撕裂刀更换为滚刀，同时更换部分受损切刀和边缘刮刀。掘进39环后，即650环，出现掘进速度骤降，由12mm/min降至2mm/min，项目部立刻组织人员进行二次带压进仓作业，检查并更换了部分面板及周边滚刀。由于更换8把滚刀之后掌子面不稳定（顶部坍塌高度约2.0米），为了保证人员安全，停止换刀，中心滚刀未检查更换。 为确保盾构机通过掌子面坍塌区后安全换刀，恢复掘进了651、652环。掘进速度2-3mm/mim，推进速度无明显改善，且出现喷涌现象。在掘进过程中，刀盘处地面出现塌陷，直径约2.8m，塌坑区域位于快车道和非机动车道中间的绿化带内。当晚将塌陷处采用混凝土回填控制险情。 经过地面加固后，再次带压进仓检查，发现刀盘磨损范围以1-3#双联滚刀为中心，2.65m直径的圆形区域。 二、工程概况 南京地铁4号线3标工程主要位于南京市鼓楼区、玄武区，沿北京西路（省政府及省属单位）、北京东路（市政府及市属单位）敷设。标段主要施工任务包含云南路站、云南路站～鼓楼站矿山法区间、鼓楼站、鼓楼站～鸡鸣寺站（鸡鸣寺站非本标段施工范围）盾构区间工程，线路全长2.214km。 鼓楼站～鸡鸣寺站盾构区间由鼓楼站出发以半径500m曲线转向东北方向，沿北京东路敷设至鸡鸣寺站，区间进入鸡鸣寺站前采用半径2000m及1500m反向曲线与3号线市政府站相接。 2.1盾构机设计概况 区间施工采用中铁工程装备制造的中铁41号盾构机，刀盘直径6460mm，刀盘开口率37%，刀盘转速为0～3r/min，最大推力3400t，最大掘进速度80mm/min，额定扭矩5500KNm，脱困扭矩6800KNm。 复合地层段盾构刀具配置 序号 名称 数量 刀高mm 1 滚刀 38 165 2 周边刮刀 16 120 3 切刀 40 120 4 周边保护刀 16 2.2工程地质 2.2.1盾构停机位置 鼓楼站～鸡鸣寺站区间隧道右线盾构推进至653环，刀盘位于659环，盾构因刀盘磨损、地面坍陷停机，此处盾构机顶部埋深13.35m。 2.2.2隧道右线详勘地质情况 根据设计提交的详细勘探资料显示，隧道右线从600环到653环范围纵剖面地质从上至下依次为杂填土、粉质粘土、2-3b4淤泥质粉质粘土（厚度为4.7m）、2-4b2粉质粘（厚度4.6m）。盾构机主要穿越3-2b2、3-1b1粉质粘土地层。但从地质详勘右线CK16+254里程横断面图显示，右线盾构区间在本里程前既已进入复合地层，上部地层为粉质粘土，下部地层为石英砂岩，Frb为45Mpa左右。 右CK16+254位置横剖面地质分层图 2.2.3盾构刀盘位置横断面地质分层 地面坍陷点竖井开挖完成后，确定地层情况为：掌子面70％为中风化石英砂岩，平均强度为80MPa，在刀盘的右上处存在3-2b2粉质粘土层。 粉质粘土区域 石英砂岩区域 刀盘位置现场钻孔实测地质剖面图 开挖竖井揭示石英岩照片 层号 取值 直剪快剪 直剪固快 天然休止角 CqkPa φq度 CcqkPa Φcq度 аc аw 3-2b2 平均值 33.2 14.4 34.3 16.7 标准值 28.7 13.5 29.3 15.4 2.2.4主要土体抗剪强度 层号 名称 实测值 杆长修正值 N(击) N(击) 3-2b2 粉质粘土 平均值 10.8 7.6 标准值 10.2 7.2 3-1b1 粉质粘土 平均值 16.8 11.4 标准值 14.5 10.0 2.2.5主要土体标贯指标 2.2.6主要地层工程地质评价 层号 岩土名称 岩性特征 不良地质评价 开挖后稳定状态 ③-2b2 粉质粘土 灰黄、灰 可塑 强度中等，压缩性中等，微透水 （j1）-2xn-3 中风化石英砂岩 浅灰色 较硬 岩芯为长柱、短柱状,取芯率70-90