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1、研城市轨道交通究2009年砂卵石地层盾构刀具磨损测试分析1213袁大军胡显鹏李兴高孙立(1.北京交通大学隧道及地下工程教育部工程研究中心,100044,北京;2.北京城建设计研究总院有限责任公司,100037,北京;3.深圳市地铁集团有限公司,518026,深圳∥第一作者,副教授)摘要结合砂卵石地层盾构区间工程掘进,对盾构施工时容易引起开挖面坍塌,给整个工程的工期、造价带来的刀具磨损情况进行了现场测试,计算出土压平衡盾构在砂严重的影响,甚至威胁施工人员的安全。因此,深入卵石地层施工时各种刀具的磨
2、损系数。运用统计回归分析,研究砂卵石地层盾构刀具磨损特征、规律,寻求降低总结出砂卵石地层盾构刀具磨损与其掘削迹长的关系,推算盾构刀具磨损的方法,预先计算砂卵石地层盾构不出砂卵石地层盾构不换刀可掘进的最长距离,可为后续类似换刀掘进的最长距离就具有重大意义。鉴于此,本工程施工提供参考。文结合北京地铁4号线14标段的砂卵石地层盾构关键词盾构隧道;砂卵石地层;刀具磨损;测试分析中图分类号U455.3+9区间施工,进行了盾构刀具磨损的测试研究和分析工作。AbrasionCharacteristicsofS
3、hieldCuttersinSandyCobbleStratum1工程背景YuanDajun,HuXianpeng,LiXinggao,SunLiAbstractBasedonshieldtunnelinginsandycobble北京地铁4号线14标段有双榆树站———学院stratum,thefieldmonitoringandmeasurementofthe南路站、学院南路站———白石桥站、白石桥站———动abrasionofshieldcuttersiscarriedout,andthea
4、brasion物园站共3个盾构区间,采用同一台土压平衡盾构coefficientsofshieldcuttersinsandycobblestratumare机施工。其刀盘形式为辐条式。刀盘上配备的刀具computed.Usingstatisticregressionanalysis,therelation包括:先行刀,切削刀(高、低刀配置),鱼尾刀等。施betweenshieldcutterabrasionsanditsdiggingtracescouldbedrawn,andthelonge
5、stdistanceshieldtunnelingwithout工时加入了泥浆泡沫添加剂以改良土性。区间隧道cutterchangeisestimated,whichcouldprovidereferences所在地层均为大面积砂卵石地层,粒径最大达200forthesucceedingsimilarprojects.mm以上。双榆树站———学院南路站区间隧道的上Keywordsshieldtunnel;sandycobblestratum;abrasion半断面在粉土层中通过,下半断面进入圆砾
6、石层中。ofcutters;measurementsandanalysis其工程地质断面见图1所示。学院南路站———白石First2author’saddressEngineeringResearchCenterof桥站区间隧道通过的地层基本上为全断面的卵石、TunnelandUndergroundEngineering,BeijingJiaotong圆砾石层,其工程地质断面见图2所示。白石桥University,MinistryofEducation,100044,Beijing,China站
7、———动物园站区间隧道通过的地层断面内大部分为卵石圆砾层,部分地段夹杂少量其它砂层,其工程随着我国地铁工程的快速发展,盾构法修建隧地质断面见图3所示。道技术得到了广泛的应用。仅北京地铁5号线、4号线、10号线一期(含奥运支线),盾构法隧道就占了线路总长的40%。其中约有10km的盾构施工处于大面积砂卵石地层中。而北京城市轨道交通新线建设中的盾构法隧道所占比例更大,且大部分隧道全断面或部分断面位于砂卵石地层中。盾构在砂卵石地层中施工,刀具磨耗严重,容易破损、脱落。掘进中一旦出现这类情况,将导致刀盘
8、扭矩上升,盾构推进困难,甚至无法施工而被迫开舱换刀。这就图1双榆树站———学院南路站区间地质断面图·48·©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net第5期施工技术层中主要为剥离式。3刀具磨损的现场量测与分析为研究刀具的磨损规律,在北京地铁4号线对刀具磨损情况进行了现场量测。刀具磨损量采用游标卡尺测量,通过测出刀具高度的实际尺寸与刀具初始尺寸相比就可得出刀
