01长距离硬岩段盾构掘进施工技术.doc

硬岩段盾构隧道掘进施工技术李谷阳(中铁五局城通分公司)摘要:大连地铁103标七十九中站~西安路站盾构区间右线以中风化钙质板岩为主,岩石强度在50Mpa左右,属于中硬质岩层,局部为辉绿岩,强度在90Mpa以上。盾构在长距离硬岩中推进存在很多困难,我单位也缺乏相应的施工经验。因此,本文试图通过对该区间盾构施工的实践,摸索出一些经验,以提高我们的盾构施工技术水平,指导我们的下一步的施工。关键词:硬岩掘进盾构1工程概况大连地铁103标盾构隧道区间起于七十九中学站后端,经长兴街沿西南方向至西安路站前端,,,在中间设联络通道一处。区间沿线原始地貌为马栏河二级阶地,现为街道。沿线高层建筑物密集,管线、管道众多。本区间范围内上覆第四系人工堆积层()、第四系上更新统冲洪积层、下伏震旦系长岭子组钙质板岩、中生代燕山辉绿岩等。右线主要穿越的地质条件为中风化钙质板岩,天然抗压强度在50MPa以上。地下水按赋存条件主要为孔隙水及基岩裂隙水,局部地段基岩裂隙水与海水相互连通。该工程选用了具备三种模式的复合式土压平衡盾构机,由中铁隧道装备有限公司生产。2刀盘***,选择合理的盾构机设计是盾构隧道施工成败的关键,而其中最关键的是刀盘***的设计。大连地铁103标七~西区间根据地质条件,对刀盘***进行了合理的设计。刀盘设计为辐条加面板结构,设六个主刀梁和六个副刀梁(面板),刀盘的开口率为28%。刀盘前面共设置了5个添加剂注入口,其中3个为专用泡沫口,另外2个为专用的膨润土注入喷口。在磨损较多的部位,如刀盘进土口、刀盘开挖面、搅拌棒、刀盘边缘等处,大量堆焊了网格状耐磨硬质合金,大大提高了刀盘的耐磨性能和使用寿命。***的布置刀盘共布置了4把中心滚刀(8刃)、32把单刃滚刀,滚刀直径为432mm;配置了切刀48把,刮刀12把,切削***采用大块硬质合金结构形式***。滚刀的刀间距为90mm,***采取高低搭配,滚刀伸出量为165mm,刮刀伸出量为120mm。滚刀高出齿刀45mm,以便在硬岩地段掘进时保护切刀,掘进中以滚刀先破开岩层,刮刀将破碎的岩石刮进土仓。***采用耐磨性能和冲击性能都非常优越的E5(日本标准)类硬质合金头。刀盘、***的布置详见图1和图2。,即土压平衡式、开趟式和半开趟式,各模式可以互换。在硬岩地层掘进中,由于掌子面很稳定,为了加快推进速度,一般采用开趟式推进,盾构机切削下来的碴土进入土仓内后,,即刻被螺旋输送机排出,土仓内仅有少量碴土。掘进中刀盘和螺旋输送机所受反扭力较小,由于不需控制土仓压力,刀盘扭矩较低,掘进推力较低,掘进进度快。***为原则,掘进参数的选择以***贯入度为基准来控制掘进速度和总推力。正常推进时速度宜控制在25mm/min之内,同时根据监测数据适当加快或放慢推进速度。在此原则下,对该区间硬岩掘进参数设定如下:(1)盾构推进速度控制在0~25mm/min之间;(2)总推力控制在8000~12000kN之间;(3)刀盘扭矩控制在1000~2000kN·m之间;(4)~2r/min