盾構穿越富水硬巖段施工技術淺析

1、盾構穿越富水硬巖段施工技術淺析盾構穿越富水硬巖段施工技術淺析張婷王少鵬王少鵬劉文豪劉文豪摘要隨著城市軌道交通的快速發(fā)展，盾構施工以安全環(huán)保、機械化程度高、施工周期短等優(yōu)勢得到廣泛應用。在廣州、深圳等地區(qū)進行盾構施工時，經常遇到強度較高的花崗巖，掘進速度慢、刀具磨損嚴重，尤其在含水量較大的地層中，易發(fā)生“噴涌”現(xiàn)象，管片易發(fā)生錯臺、破損、滲漏水等質量問題，增加了施工難度。本文針對深圳地鐵七號線（西麗～西麗湖區(qū)間）的富水硬巖段施工情況，詳細

2、介紹了盾構在施工過程中遇到的問題以及處理的措施，并進行分析總結，為類似工程施工提供借鑒經驗。關鍵詞關鍵詞地鐵盾構富水硬巖措施1工程簡介工程簡介深圳地鐵7號線西麗湖～西麗站區(qū)間位于深圳市南山區(qū)，區(qū)間左線全長1662.07m。盾構機在設計里程為DK1655.40～DK1709.60m段時穿越硬巖段，該段巖石基巖中節(jié)理裂隙發(fā)育，揭露的中、微風化花崗巖較為破碎。隧道埋深達26.60m。盾體水平方向上位于半徑為500m的轉彎段，垂直方向上位于10

3、.80‰下坡段。2工程地質與水文工程地質與水文圖1盾構穿越地質圖盾構穿越地質圖該段盾構掘進掌子面地層主要為全斷面中風化花崗巖，局部夾雜微風化巖，全長約84.00m，隧道以上覆土層由上至下依次為0.50～0.70m素填土，5.60～14.80m礫質黏性刀刃距刀盤面板的高度為140mm，滾刀與齒刀層次間距為35mm，以便在硬巖地段掘進時保護齒刀和刮刀。4富水硬巖段主要施工方法簡述富水硬巖段主要施工方法簡述本施工段巖石強度高，掌子面穩(wěn)定，故盾

4、構掘進時采用半敞開式掘進。這種模式下，切削下來的渣土進入土倉后，螺旋機隨即將其排出，土倉內保持少量的渣土，土倉壓力較低，推力小、掘進速度快。掘進時以“高轉速、低扭矩”的思想控制施工參數(shù)，土倉壓力為0.20～1.20bar掘進速度8～20mm，推力900～1100t，刀盤轉速1.70～2.10rmin，刀盤扭矩1.50～2.50MN.m。硬巖段掘進時，由于硬巖段不易糾偏，需要密切注意和控制盾構機的姿態(tài)，防止姿態(tài)發(fā)生過大偏離，掘進糾偏要遵循

5、“勤糾偏、緩糾偏”的原則，杜絕大幅度的糾偏。為保證注漿效果，采取同步注漿完成后，進行二次注漿，二次注漿采用水泥水玻璃雙液漿，確保管片壁后注漿密實。經常對拼裝管片進行變形監(jiān)測檢查，及時了解拼裝完成的混凝土管片變形情況，保證管片成型質量。5遇到的問題及處理措施遇到的問題及處理措施5.1刀具磨損及預防措施5.1.1刀具磨損分析在該硬巖段中掘進時，刀具磨損比較嚴重，共進行了四次開倉換刀，共更換25把單刃滾刀，經統(tǒng)計，均勻磨損刀具18把，偏磨刀具

6、5把，掉塊刀具2把。分析刀具磨損主要原因：（1）盾構在軟巖地層中掘進時，滾刀啟動扭矩小，部分滾刀無法轉動，從而導致偏磨；（2）當在上軟下硬的半斷面巖石中掘進時，刀具撞擊力大，尤其在軟土向硬巖過渡時，造成刀具掉塊；（3）由于刀具在刀盤中位置不同，靠近邊緣的刀具線速度較大，而靠近中心附近的線速度較小，因此邊緣刀具磨損較為嚴重；（4）全斷面硬巖掘進時，巖層分布較為均勻，滾刀能正常轉動，因此刀具的磨損主要以均勻磨損為主；（5）部分滾刀裝配密封性

7、能較差，渣土進入軸承內，使軸承失效，造成刀具偏磨。5.1.2預防刀具磨損的措施根據(jù)刀具磨損機理分析，可采取多種措施預防和減小刀具磨損，主要有：（1）嚴格控制掘進參數(shù)，使盾構掘進時刀具在最佳環(huán)境中運行，尤其刀盤扭矩的設定值和波動范圍不宜過大，一般不大于0.5MN.m，避免發(fā)生刀圈崩裂或掉塊；（2）每次刀具更換完成后，推進一環(huán)后及時檢查刀具螺栓的緊固情況，防止螺栓松動脫落。（3）在盾構機恢復掘進后，掘進推力和速度不宜過大，防止新裝刀具發(fā)生刀