T复合地层盾构隧道施工新技术及案例分析65

复合地层盾构隧道施工新技术及案例分析XX有限公司2014年12月2隧道施工技术的发展盾构始发到达接收钢套筒技术上下重叠隧道施工施工技术各种穿越技盾构空推技术盾构刀具新技术盾构通过复合地层(上软下硬)花岗岩球状风化地层(孤石)盾构施工辅助工法新技术（克泥效）

复合地层盾构施工创新技术2013年11月竺维彬黄威然4典型地质剖面与相应的盾构机盾构施工三维控制原理2013年11月竺维彬黄威然6目前全世界最大的泥水平衡盾构机—直径17.8米。用于XX隧道盾构机设计新技术应用盾构机设计新技术应用盾构机设计新技术应用

盾构机设计新技术应用

盾构机设计新新技术应用盾构机设计新新技术应用盾构始始发施工特点：1.始发竖井一般般比较深，地地下水压大始始发竖井深度度为20m左右，地下水水压高达1.5bar左右，且始发发洞门断面地地质复杂多变变，极易出现现涌水涌砂现现象。2.洞门凿除危险险系数高，洞洞门凿除施工工面积大，工工期长，易出出现土体坍塌塌、涌水涌砂砂等事故。施工主要风险险：（1）涌水涌砂（2）掌子面失稳稳（3）洞门密封失失效1.洞口外侧安装装两道帘布橡橡胶板止水密密封装置。2.在洞门钢环内内安装三道钢钢丝刷，并在在钢丝刷之间间沿外圈均匀匀布置注浆孔孔。3.盾构出洞时在在三道钢丝刷刷上及中间涂涂满油脂，保保证钢丝刷与与盾构外壳保保持良好的密密封接触，达达到良好止水水效果。4.在帘布橡胶板板及盾壳外表表面涂抹黄油油，保证盾构构出洞穿过时时止水装置不不被破坏，处处于良好工作作状态。保证盾构始发发的施工技术术洞门强化密封封19m2.5m<1-1><3-2><6-1><6-2><11-1>地下水位标高高20.32m，隧道洞身范范围内<6-2>硬塑状残积砂砂质粘土层渗渗透系数平均均0.4m/d。始发加穿越综综合施工新技技术上梅林站采用始发钢套套筒技术下盖上盖与预埋钢板过过渡环（洞门门处密封）下盖上盖加强环梁地铁盾构到达达安全事故地铁盾构到达达安全事故地铁盾构到达达安全事故地铁盾构到达达安全事故地铁盾构到达达安全事故照片3钢套筒后端盖盖图片后端盖盾构机三大核核心技术:自动控制技术术(PLC):计算机技术液压技术(BHW):油,气,水密封技术:主轴承密封,铰接密封,盾尾密封盾构机三大核核心部件:刀盘:包括各种刀具具(滚刀,齿刀,刮刀,仿行刀,超挖刀)管片拼装机(有线,无线控制)螺旋输送机(有轴,无轴带式,直径,)盾构机刀盘的的形式面板式辐条式以及介于2者之间的幅板板式刀盘。盾构机刀盘的的形式—面板式盾构机刀盘的的形式—面板式盾构机刀盘的的形式—条辐式重型刀盘及刀刀具设计刀盘刀具实际际配置图刀盘刀具实际际配置图刀盘刀具实际际配置图-xx地铁7号线刀盘刀具实际际配置图-xx地铁7号线改进刀盘刀具实际际配置图-xx地铁9号线盾构机使用盾构机与地质质条件的博弈弈:刀具好:用的好地质是基础(土)设备是关键(机)管理是根本(人)耐磨刀具的布布置及设计DECREASINGROCKSTRENGTH(144hrworkweek,10rpmcutterhead)推进与启用率率(恒进刀率曲曲线)(每周144工作小小时,10转/分分)各种转速岩石强度减低低设备启用率月进尺,米米INCREASEPENETRATIONRATE提高进刀率RequiresHighercutterloads对刀具承载力力要求高Needed:Highercapacitycutters需要高承载力力刀具improvedbearing/shaftcapacity改善轴承/主主轴承载能力力improvedcutterhousing改善刀体Needed:Betterringmaterials需要优质刀圈圈材料Improvedmaterialsandprocesses改善材料性能能及生产工艺艺盾构法隧道的的一些原则性性定义1.小净距小小于0.7D2.浅覆土小小于D3.小半径小小于40D4.大坡度大大于3%5.长距离大大于4~5KM6.大深度大大于50M盾构机使用的的科学化精细化管理盾构机与地质质条件的博弈弈(盾构选型)设备好亦要用用的好(施工管理)11/24/2022Page41港铁公公司11/24/2022Page42港铁公公司11/24/2022Page43港铁公公司11/24/2022Page44港铁公公司CutterheadS-62311/24/2022Page45港铁公公司11/24/2022Page46港铁公公司

17"SinglecutterDisc29606188SparePartsConsumptionPOS. Art.Nr. Description Qty Unit129606192Shaft12St229600195SealRetainerouter14St329606198Sealretainerinner12St429606201HUB0St529606205(6608)CrushSpacer344St628800191Sealset1855St729603453Cutterring1092St829602436SplitRing1095St929606189Nut28St1029602439bearingcub236St1129606277bearingcone240St1229606278O-ring936St1329606272O-ring937St1429606279O-ring937St1529605563Plug43St1670000001LaborCosts0St1729710068Oil######L1835009177P.C.shaft224LCutterShopManagement11/24/2022Page47港铁公公司盾构机使用用的科学化化管理盾构机机使用用的科科学化化管理理盾构机机使用用的科科学化化管理理盾构机机使用用的科科学化化管理理盾构机机使用用的科科学化化管理理换刀作作业；；砂浆浆置换换；（（控制制困难难：强强度不不够；；堵死死土仓仓；卡卡死刀刀盘，，卡死死盾构构机））孤石处处理：：深孔孔爆破破；冲冲击桩桩冲击击；新工法法：克克泥效效盾构施施工辅辅助工工法新新技术术克泥效不会硬硬化的的壁后后注浆浆（克泥效效）黏土与与强塑塑剂以一定的的比例例混合合后，，瞬间间形成成有变变化性性的可可塑性性黏土土添加加材克泥效效的效效果克泥效水量过过多时时添加加可以以防止止喷发发盾构机机被地地表土土壤包包覆性性减低低克泥效空洞過過大时时添加加可以以防止止下陷陷急曲线线钻掘工法（克泥效效微型型桩工法））三急轉彎之輔助工法

3.4微型固定袋

微型固固定袋袋原狀狀微型固固定袋袋灌漿漿後盾构掘进的的使用用范围①卵石砂砾层层掘削削时防止喷喷发②抑制盾盾构机上部部的沉沉陷③砂砂砾砾层层掘掘削削时时土土砂砂压送送的的补助助④掘掘削削停停止止时时的土压保持持・・土仓仓内安安定定⑤盾构机姿姿势势控制制⑥盾构机到达达掘掘进进时时的止止水水效效果果掘削削停停止止时时的土压保持持・・土仓仓内安安定定1)泥土土压压式式盾盾构机掘掘进进时时的的土土压压保保持持2)泥水水・・泥泥土土压盾盾构机长期期停停止止时时的土压保持持※使用用克克泥泥效效的的话话，，再发进时时土仓仓内没有有阻阻塞的顾顾虑虑泥土土压盾盾构机泥水水式盾盾构机①隔壁壁注注入入口口注入入克克泥泥效效②一边边确确认认泥土土压的的情情况况下下从螺螺旋旋机机排排土土③切刃刃盘盘边边旋旋转转边边搅搅拌拌土土砂砂①旁路路运运转转（ＭＭＶＶ３３开开））②送送泥泥阀（ＭＭＶＶ１１））开开③掘削削面面水压安定定确确认认④克泥泥效效注入入（（下方方注注入入）（注入入的的泥泥水水浆浆会会从从泥泥水水管管路路回回流流）盾构机姿姿势势控制制在软弱弱地层或由由于于潜潜盾盾机的长长度度或或重量量之平平衡衡而而导导致致机机头头向向下下，，在在此此情情形形下下，，即即使使操作作千斤斤顶顶或或使使用用中中折折装装置置，，控控制制也也相相当当困难难。。若是是勉勉强强扬扬起起机机头头角角度度的的话话反反而而会会导导致致地盘盘下沈更大。。→一边边从从下下方方注注入入克克泥泥效效，，一一边边修修正正机机头头扬扬起起角角度度。盾构机到达达掘掘进进时时的止止水水在到达达区、一般般会会做做地盘盘改改良良或注注入入药药液来达达到到地盘盘强强化化的效效果果。但由由于于盾盾构机掘进进时时的摩擦擦抵抵抗抗等等原因因、地地盘盘改改良良体会会有有裂裂缝缝或或碎碎片片。因此此地地下下水水流流入入，，而而导导致致到到达达区区产产生生喷喷涌涌水水的的现现象象。→因为为克克泥泥效效在在推推进进至至到到达达口口为为止止都都持持续续灌灌注注，，地盘盘改改良良效果可以以达达到到最最大大限限度度的的有有效效利利用用。到达达口口地盘盘改改良良区克泥泥效效①到到达达地地盘盘改改良良区前前，，盾盾构机一边边掘掘进进一一边边由由潜潜盾盾机机外外周周注注入管管注注入入克克泥泥效效。。②外周周切切刃刃掘掘削削时时产产生生的的外外周周空空隙隙注注入入克克泥泥效效来来充充填填，，止止水水性性因因而而增增高高。。克泥泥效效壁后后注注浆浆材材注入入③盾构机出出坑坑是是一一件件需需要要慎慎