地铁谈盾构隧道施工

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1、地铁谈盾构隧道施工　　1、工程概况　　广州市轨道交通三号线[天~华]区间盾构工程分为两个区间，主要由两条圆形盾构隧道为主组成，双线长。隧道标称内径为5400mm；埋深为11~28m；平面最小曲线半径为350m；最小竖曲线半径为3000m；最大坡度为19‰；最小坡度为3‰。　　天~五区间隧道主要是在残积层和全风化层中穿过，顶底板差异不大，在中部偶见夹有球状微风化岩石。近五山段顶板出现少量砂层。隧道洞身天然单轴抗压强度最大值为。　　五~华区间隧道主要是在强风化层中穿过，顶底板岩土分层有一定差异，存在上软下硬或有夹层现象。中部为瘦狗岭断层破碎带，以北均为花岗岩、花岗片麻岩带或风化层，以南为白垩系红层

2、岩系。靠近华师站段隧道全断面在微风化层中穿过。地表地形地貌变化也比较大。白垩系红层隧道上方发育有较长段含水砂层。　　2、盾构掘进　　刀具配置　　地质情况对刀具配置起决定作用，隧道围岩为I、II类(按《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范》中隧道围岩分类)时，一般采用刮刀(俗称羊角刀)，而对于III~VI类围岩则使用盘形滚刀效果较好。盘形滚刀又有单刃和双刃之分，单刃滚刀适合较硬岩或强度不均匀的围岩，而双刃滚刀适合一般硬岩及强度均匀的围岩。针对本工程的地质情况，均配置单刃盘形滚刀。　　掘进参数控制　　(1)、控制刀盘扭矩。根据保护刀具、降低刀具磨损的要求，必须将刀盘扭矩控制在某一容许范围内，而控制扭

3、矩的主要依靠以下方法：　　　　◆减小推力：这是最简单、有效的方法，但同时也会降低掘进速度。　　◆减小刀具的贯入度：即在保持掘进速度基本不变的情况下，提高刀盘转速，一般达~3r/m左右。当开挖面为全断面硬岩时，减小刀具贯入度，能显著降低刀盘扭矩。但刀盘高转速不适用有孤石的围岩，因为孤石很容易造成刀具崩裂。　　◆向开挖面、土仓内加入土质改良剂：　　常见的土质改良剂及适用地层　　膨润土适用砂~砂砾地层发泡剂适用粘土~粗砂地层高吸水性树脂适用固结粘土~砂砾地层　　其中发泡剂较为常用。　　另外，在全断面硬岩或孤石地层，可以向开挖面、土仓内加入冷却水，以降低刀盘、刀具的温度来保护刀具。　　(2)、保持适当

4、的土压。若隧道围岩能够自立，则可以采取空仓掘进的模式；若隧道围岩无法自立，为了保持开挖面的稳定，则必须保持适当的土压以稳定开挖面，控制地面沉降。土压过低，则可能出现超挖；土压过高，则有效推力降低，掘进速度降低，且地面可能隆起，造成后期沉降较大。土压的确定与隧道埋深、地质情况、地面建筑物情况有很大关系，可以采用库仑或朗肯等理论估算。在实际施工中，也可以根据出土量的情况来确定适当的土压。在本工程掘进过程中一般保持~的土压。　　(3)、在刀盘扭矩、土压、出土量满足要求的情况下，尽可能加大推力，以提高掘进速度(80mm/min以上)，加快工程进度。而在掘进速度较快的情况下，则要注意控制好盾构机的姿态、

5、保持土压稳定、同步注浆量。　　同步注浆及二次注浆　　由于刀盘的直径为Φ6280mm，而管片外径Φ6000mm，所以在管片离开盾尾后，理论上管片与围岩之间将会有宽度为140mm的空隙，为控制地面沉降，必须用砂浆将空隙填满。　　(1)、盾尾同步注浆。　　出现的主要问题：　　◆　　堵管　　出现堵管的情况，其原因主要是以下几方面：　　①砂浆配比不好，以致砂浆初凝时间太短、砂浆易沉淀离析、砂浆流动性差　　②原材料不好，如砂太粗　　③盾尾浆管回砂　　④长时间停注前未注射膨润土液洗管　　◆漏浆　　主要原因及处理办法：　　①盾尾间隙过大。控制好盾构机姿态，选择适当的管片，以保持良好的盾尾间隙。　　②尾刷损坏。

6、在管片迎水面垫厚约15cm左右的海绵或者更换尾刷。　　③盾尾油脂注入量不够。加大油脂注入量。　　(2)、二次注浆。　　当地面沉降较大或隧道下坡且地下水丰富时，可以进行管片背后二次注浆来稳定地面或堵水。　　注浆材料可以用纯水泥浆、砂浆或双液浆。注浆设备可以采用注浆机或盾构机台车上的同步注浆泵。注浆时应注意监控注浆压力，如果压力过大可能造成管片错台或纵裂。　　常见问题及处理办法　　(1)、若螺旋输送机被卡住(即扭矩超限)，无法正常出渣，可反复伸、缩螺杆并同时正、反转，如低速正转同时伸、缩螺杆，若超限则反转同时伸、缩螺杆，如此反复，基本上都可以脱困。　　(2)、若启动刀盘时刀盘被卡住，则将部分推进千

7、斤顶收缩，使土压力、刀具贯入度减小即可以转动刀盘。　　(3)、在非粘性地层，如砂层，若铰接千斤顶拉力较大，说明刀盘的扩孔能力较差，则要检查刀盘的边缘刀是否磨损过量而应该更换。　　3、管片拼装　　管片型号的选择　　一般主要根据盾尾间隙、线路特点、推进千斤顶行程来确定管片型号。选择适当的管片可以有效地调节盾尾间隙，保证盾尾间隙和千斤顶行程比较均匀，有利于管片的受力。若盾尾间隙过小，则可能造成管片难以安