广州地铁复合地层盾构技术的探索和突破_1

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1、广州地铁复合地层盾构技术的探索和突破_1广州地铁复合地层盾构技术的探索与突破徐少慧，朱伟宾，袁敏正1引言1997年10月，3台盾构机在广州地铁一号线在广州与在8.9km结束在地铁隧道建设成功的复合形成的，无论是在使用复合地层盾构地铁隧道盾构在广州讨论建设广州市区的地位的确立，奠定了基础为地铁隧道施工1999广州地铁二号线，在三行后，四号线采用盾构技术大大。到目前为止，地铁隧道已在广州用盾构法建造在80km左右（见表1）。在此过程中，处理了大量的技术问题，为复合地层盾构施工积累了宝贵经验。2。广州

2、地区复杂地层的概念及特征广州地区复合地层的最重要的特征是，岩性变化频繁的工程范围、物理力学特性不同，基底风化界面大，断裂带密集分布，和水的含量差异明显。具体表现为：隧道断面横向或横向不均匀的相同里程性能，在纵剖面上表现为硬、软白，隧道断面形成的复合特性，特别是对盾构施工的影响。盾构隧道埋深一般在10米，和隧道段和上覆地层的地表下依次：上部：第四系软土层主要由杂填土、流动塑性软塑淤泥层和富水砂层组成。中间层为第四系残坡积、沉积岩、变质岩、岩浆岩等三大岩石风化残积形成，塑料，硬塑料半固态粘性土、砂、

3、砾质粘性土。大多数地区的下部是由白垩系砾岩，砂岩，粉砂岩，风化程度不同，泥岩及少量泥灰岩；几个组成的花岗岩或花岗片麻岩和花岗岩风化程度不同。2.1根据施工实践，盾构隧道的典型工程地质和水文地质条件受到影响。2.1.1残余粘土和页岩岩石研磨颗粒矿物在压缩，热、湿条件形成后，会形成泥饼刀面或在室。2.1.2硬软或硬软地层不均匀全天候动态平衡控制，容易导致顶部坍塌。2.1.3的软、硬地层和花岗岩球状风化体花岗岩区可引起刀盘变形和刀具断裂突然形成（见图1）。2.1.4富水断裂带和岩石断裂可导致突水和沙子

4、在螺旋输送机喷涌，使施工困难；2.1.5穿过河流或砂层和淤泥层，造成水土流失和干扰大易沉淀；当2.1.6土压平衡是石英含量的地层时，刀具磨损严重。3盾构机对复合地层的适应性研究目前盾构技术的发展水平，试图充分发挥盾构机在广州地区复杂地层盾构掘进的作用，其思路与实际不符，因此，总结了广州地铁多年来的实践与探索，总结了今后盾构机设计制造中值得注意和研究的几个问题，以提高盾构机在复杂地层中的适应性。3.1设计生活盾构掘进机提高盾构机在复杂地层中的设计寿命，大大不同于单一均质地层，在复杂地层中各点最大，

5、盾构机本身必须设计考虑处理不同地层变化。设计寿命是反映盾构机综合性能的重要指标，设计寿命直接关系到各种地质条件的可行性和安全性。例如，在广州地铁盾构机的进口，4000h部分，根据使用3km盾构机寿命设计性能和能力形成不同性质的主轴承是不是那些无聊的设计10000h为好，根据盾构隧道10km主轴承使用寿命。为了保证10公里的使用寿命，盾构制造商有明显的钢结构的强度和主轴承密封系统的优化。3.1.1主轴承密封系统优化：维尔特盾构机主轴承密封和铰接密封采用目前非常独特的和高度可靠的，连续流动密封油系统

6、通过主轴承密封性能的保护，密封系统由5通道用于隧道开挖中的应用和迷宫密封和唇型密封件的设计（见图2）。3.1.2钢刀具的结构强度优化：增加刀盘的厚度（450mm），总重量（从32t到48t当前57t），面板切割焊接周围的网格和HARDOX悍达耐磨材料，充分保证岩石隧道掘进机的刚度和耐磨性。每个刀具的屏蔽可以承受25t的压力，和标准的岩石破碎强度的刀盘和刀具可以达到超过200MPa。3.2主要技术参数盾构机推力和扭矩的大小一直是盾构机研究的重点。对于同一个项目，给出了盾构机主要参数不同的制造商或承

7、包商，如刀盘转速和相应的扭矩相差甚远，这说明在不同制造商的不同理解，同一地区的地质条件。事实上，根据模型的局限性，盾构机参数计算的地质特征是明确的，目前还没有一个或几个数学模型来准确地模拟介质的开挖，即千变万化的广州地质特征。广州盾构施工实践对类似地质条件下盾构掘进机的最大推力和额定扭矩等主要技术参数和隧道直径（6m）都有明确要求。3.2.1总推力：对盾构隧道需要推力的大小由隧道一方面限速。另一方面，它仅限于隧道管片的耐久性。33000~35000kn设计推力能满足要求。3.2.2：从机转矩额定

8、转矩不同3500knm，4360knm性能，5800knm等不同角度对盾构机施工，4500knm妥协是经济合理的；在广州隧道盾构施工表明，设计时考虑的最大扭矩（转矩的转变），将更有利的条件来应付不可预知的。3.2.3刀速度：对于刀盘转速，8保压泵压载系统土压平衡盾构机螺旋输送机保压泵系统是一种辅助泥浆卸压系统。该系统能保持地球的平衡状况，不断地保持土压力，保证渣土车能平稳行驶，防止污染，更有利于隧道的连续施工。该系统的使用在新的四号线区间海瑞克盾构。3.9辅助建筑设施激光制导系统和同步注浆系统等