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卡机的原因和对策 赵第厚 （山西水利建筑工程局，　太原　） 摘要：某隧洞工程利用进行施工时，由于通过膨胀泥岩地层，出现了卡机现象，严重地影响了施工进度、施工进度、施工质量。文中从地质条件、设备选择和施工现场操作方面分析了发生卡现现象的原因，并提出了解决问题的对策。 关键词：双护盾；地质；设备；施工；对策 中图分类号： 文献标识码： 某隧洞工程施工中采用通过膨胀泥岩洞段时，由于地质问题和设备问题的存在，造成长期卡机，严重影响了的施工进度、施工质量和施工效益，甚至已对在施工的可行性和的推广应用形成威胁，因此，本文从地质、设备和施工方面剖析问题的实质，希望对今后的施工提供有用的参考。 、地质问题 该隧洞工程招标文件中给出的Ⅱ类围岩长度占％、Ⅲ类围岩长度占％、Ⅲ～Ⅳ类围岩长度占％、Ⅴ类围岩长度占％、Ⅴ类围岩长度占％、Ⅴ类围岩长度占％。 实际施工发现，Ⅱ类围岩长度占％、Ⅲ类围岩长度占、Ⅳ类围岩长度占、Ⅴ类围岩长度占、Ⅴ类围岩长度占％。特别是在施工中遇到罕见的长距离膨胀泥岩洞段，在进行的次脱困过程中，地质条件存在明显的膨胀、缩径或崩落现象，现场试验证明存在自重应力和水平构造应力，这种地质条件对施工非常不利。 由于施工地质与招标地质相比，地质条件明显恶化，而选型是针对地质条件进行功能和系统能力设计的，国此，地质的偏差对选型所产生的误导，必然对今后的施工产生不良影响。 设备问题 双护盾简介 双护盾主要结构包括：前护盾、支撑护盾和连接前支撑护盾的伸缩护盾。前护盾内有刀盘、刀盘支撑体、刀盘驱动马达、变速箱和主轴承。前护盾与支撑护盾之间的伸缩护盾由水平主推进液压缸连接。支撑护盾内有主支撑系统和辅助推进系统。支撑护盾后管片安装区上有尾护盾与支撑护盾连接。 本工程使用的生产厂家技术参数，见表 表 双护盾主要技术参数表 项目名称 单位 主要技术参数 制造厂家 — 德国海瑞克公司（） 编号 — 隧洞开挖直径 刀具数量 把 刀具规格 英寸 刀具承载能力 刀盘功率 ，× 刀盘转速 ～ 刀盘最大扭矩 刀盘脱困扭矩 刀盘最大推力 主推进最大推力 主推进油缸数量 个 × 主推进油缸行程 辅助推进最大推力 辅助推进油缸数量 个 × 辅助推进油缸行程 管片宽度 质量 双护盾施工隧洞受力分析 2..1 计算在破碎带中刀盘所需的转矩时，我们假定刀盘只承受塌方围岩（塌方高度为即倍的刀盘直径）的土压力。具体受力见图 图 刀盘受力分布图 图中计算公式根据隧洞采用的进行取值，其中： 护盾长度 12 主机重量 刀盘厚 0.91m 塌方松散体高度 4.8 塌方围岩密度 内摩擦角 Φ ° 因此围岩内摩擦系数 刀盘顶部应力 刀盘底部应力 () 刀盘上部水平应力 刀盘下部水平应力 () 刀盘前平面的摩擦转矩： ＝μ× × × 破碎带刀盘与围岩摩擦系数取，则 μ＝ ， 膨胀岩刀盘与围岩摩擦系数取μ＝时 刀盘周边的摩擦转矩： ＝μ× ×π××× 破碎带刀盘与围岩摩擦系数取，则μ＝ ， 膨胀围岩摩擦系数取μ＝时 在塌方围岩中掘进所需的转矩： 当围岩强度小于，贯入度为0.8cm（每转0.8cm）时 ＝ ·· ＝ 式中： — 滚刀切向力，； —滚刀数量，把； —安装滚刀的平均半径，， ≈ 。 在破碎围岩需要的总转矩： ＝ ＋＋ ＝ ， 如考虑在膨胀围岩总转矩 。 由于在膨胀围岩中掘进所需的转矩为 ＝ ，而在刀盘低速旋转时实际只具有 的转矩，所以，造成在膨胀围岩被困而卡机。 2.. 所需推力的计算如下： ) 总推力： 的总推力是滚刀允许承受的荷载（）、的滑行推力（）以及牵引后配套的力（）之和。 ) 刀盘推力： 可以通过刀盘上所装滚刀的承受荷载来计算，如下所示： × 式中： —每把滚刀允许承受的极限荷载，为； —安装的滚刀数量，为把。 因此 × ) 滑行推力：