沈阳全断面砂砾地层盾构施工技术研究与应用

《沈阳全断面砂砾地层盾构施工技术研究与应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、沈阳全断面砂砾地层盾构施工技术研究与应用：本文以沈阳市地铁一号线一期土建第十五合同段小什字街~滂江街站盾构区间为背景，针对沈阳全断面砂砾地层这一特殊地质条件，研究全断面砂砾地层盾构施工技术，包括盾构机选型、盾构进出洞土体加固方法、全断面砂砾土体改良、盾构机掘进参数确定等施工技术问题。　　关键词：全断面砂砾层盾构机选型竹筋笼灌注桩土体改良掘进参数　　Abstract:thisarticleallinshenyang,shieldtunneltechnology,includingshieldJiXuantype,shieldina

2、ndoutofthehole,ethodgravelsoilimprovement,shieldtunnelingmachineparameterssuchconstructiontechnicalproblems.　　Keyentcagetypebambooimprovedtunnelingparameters　　　　　　：TU74：A：　　前言：　　随着盾构法研究的深入、工程应用的增多，盾构法施工技术得到了显著提高，但受地区环境和地质条件的限制，各地区在盾构法施工工艺和技术的掌握上也各不相同，上海、北京、广州等地区由于涉及盾

3、构工法较早，在软土和硬岩地质中的施工经验相对较丰富，但全断面砂砾层中盾构技术目前国内还很少遇见，缺少相关经验参数。本文针对沈阳全断面砂砾地层这一特殊地质条件，研究全断面砂砾地层盾构施工技术，包括盾构机选型、盾构进出洞土体加固方法、全断面砂砾土体改良、盾构机掘进参数确定等施工技术问题。　　1工程概况　　沈阳市地铁一号线一期土建第十五合同段工程系沈阳市地铁一号线工程的重要组成部分，其中小什字街~滂江街站盾构区间隧道位于于沈阳市大东区沈海立交桥南端，大致呈东西走向，穿行于中捷友谊厂厂区、珠林路、老龙口酒厂厂区、小东路之下，双线隧道总长

4、3051.588m。该区间位于曲线半径最小为350m、最大为700m的曲线及直线上，线路纵向呈“Ⅴ”形坡，最大纵坡25‰。隧道结构为普通环错缝拼装形式，隧道内径φ5.4m，外径φ6.0m。采用外径为6240mm的加泥式土压平衡盾构机。　　本区间地层结构组成为：杂填土、粉质粘土、粉细砂、中粗砂、圆砾。区间盾构掘进地层为④-4砾砂、④-4-5圆砾、④-5圆砾、④-5-3中粗砂，勘察报告所含颗粒最大粒径约为110mm，施工中实际发现个别粒径达到400mm。地下含水层渗透性好，补给充分，为第四系孔隙水，主要赋存于③~4砾砂、③~5圆砾、

5、④~4圆砾、④~4砾砂、④~5圆砾、⑤~4砾砂、⑤~5圆砾层中，地下水对盾构施工及周围环境存在不良影响。　　2、全断面砂砾层施工盾构机选型　　2.1盾构机选型考虑要素　　根据地质情况有针对性选择合适的盾构机是盾构隧道施工成败的关键，本区间盾构穿越地层主要为砾砂、圆砾和中粗砂，盾构机在此地层中施工较为困难，首先，由于砂砾石的塑流性和抗渗性差，使得排土难以顺畅，从而无法满足掘削面稳定的要求，盾构机密封舱内建立土压平衡比较困难；其次是在这种地质条件下，刀盘(刀具)和螺旋输送机以及密封舱内壁磨损较为严重，盾构机能否长距离在砂砾石地层中顺

6、利掘进。再次本区间地下水类型为第四系孔隙水，局部地区地下水富集，对盾构机的密封和螺旋机的防喷涌提出考验。因此盾构机选型时，必须从如何解决上述三个问题出发，对刀盘形式，刀具形状及耐磨性，加泥系统，螺旋机的等方面认真研究，保证所选机型能在沈阳地质情况下顺利施工。　　依照沈阳地区工程地质、水文条件及沈阳市地铁施工的特点，参考国内外类似盾构工程经验，通过与多个国外盾构机设计制造厂家的交流和论证，遵循安全可靠、适用、经济、先进的原则，本区间隧道选用日本川崎重工生产的φ6.24m复合式土压平衡盾构机。　　盾构机总长度为62.6m，设备包括盾

7、构机和后备台车两个体系，其中盾构机主体长度为7.6m，牵引部分长度为15m，后备台车长度为40m。该盾构机是以沈阳地区典型地层为基础而设计的，采用了当前国内外较为先进的制造技术。　　针对全断面砂砾层的复杂地质条件,我们配置了非常有效的特殊刀盘和刀具。此盾构机刀盘开口率为60%辐条形式，且刀具都镶有硬质合金的刀头、刀具密度较高，具有高强度、超耐磨的主要特点。此外为了进一步保证施工安全与质量，在刀盘圆周、刀盘辅条、刀具支座、土仓内侧和螺旋机叶片上增加堆焊了X状硬质合金耐磨层。　　2.2复合式土压平衡盾构机的适应性　　根据工程全断面砂

8、砾层的施工情况，我们就所选盾构机一些主要部件的适应性做一些研究。　　（1）刀盘　　对于刀盘，考虑到要在砂砾层中要长距离掘进，又要能顺利排除较大砾石，该盾构机采用高耐磨柱状辐条式刀盘，刀盘材质选用高强度钢SS400。在辐条后设有搅拌棒，使砂、土、砾石流动顺畅，不易