盾构穿越特殊(粉细砂-风化岩)复合地层施工控制技术研究

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1、更多专业、稀缺文档请访问——搜索此文档，访问上传用户主页！盾构穿越特殊(粉细砂-风化岩)复合地层施工控制技术研究盾构穿越特殊(粉细砂-风化岩)复合地层施工控制技术研究　　摘要：针对该种地层特殊的地质特性，对包括盾构机选型和刀盘配置等盾构机主要技术参数进行较深入的研究。同时对掘进模式的优选、掘进参数、同步注浆及二次注浆参数的设定、渣土改良和土仓保压等方面的技术措施进行了研究，总结出了一套较为成熟的施工技术要领。　　关键词：粉细砂―风化岩技术参数技术措施　　中图分类号：U455文献标识码：A　　珠江三角洲城际快速轨道交通广州至佛山段施工10标【金融

2、高新区站～龙溪站】盾构区间沿佛山至广州城市主干道――海八路、龙溪路下穿行，本段分布有300米上软下硬的“粉细砂―风化岩”复合地层，该地层施工难度大，施工技术要求高，通过在施工前期进行国内外资料调研，收集在软硬复合地层，盾构隧道修建中的工艺、技术，以及理论、试验研究等方面的资料。其次认真总结国内如上海、南京、广州盾构隧道砂层及复合地层掘进施工中的经验教训，对包括盾构机选型（如刀具配置、渣土改良系统配置、保压设备配置等）以及对掘进模式的优选、掘进参数、盾构机姿态的控制和同步注浆、二次注浆参数的设定等方面的技术措施进行了研究,并根据现场情况及时做出相

3、应的调整，最终快速安全的通过了该段上软下硬地层，同时也总结出了一套较为成熟的施工技术。　　1、工程概况　　珠江三角洲城际快速轨道交通广州至佛山段施工10标【金融高新区站～龙溪站】盾构区间沿佛山至广州城市主干道――海八路、龙溪路下穿行，本段分布有300米上软下硬的“粉细砂―风化岩”复合地层，隧道埋深17米，在隧道断面范围内下三分之一至下三分之二范围内为全或强风化岩层，之上为粉细砂层，拱顶以上分布有较厚的粉细砂层及余泥质粘土层直至地面。　　2、典型施工案例　　曾经在广州地铁三号线盾构施工的过程中引发的较大的地面沉降，特别是几次“塌通天”的沉降，几乎

4、都是在上软下硬地质条件下造成的。形成这类事故的原因，是由于在盾构推进的过程中，刀盘切削工作面土体时上部软地层较易进入土仓，而下部较硬岩体不更多专业、稀缺文档请访问——搜索此文档，访问上传用户主页！易破碎，在这种情况下，往往会使上部软地层过量切削进入仓内，特别是当隧道上部地下水较丰富且为粉砂层时，一旦密封仓内有些许土压失衡，上部的松散地层会很容易造成土体流失而发生较大的沉降，甚至发生“塌通天”事故。　　3、施工难点　　此类地层盾构掘进极易引起地面沉降过大或导致地面塌陷，本段车流量大，给本工程盾构的安全掘进和施工管理带来很大困难，是工程施工中的难点

5、。　　如何对盾构机进行选型以及对掘进模式的优选、掘进参数、盾构机姿态的控制和同步注浆、二次注浆参数的设定等方面成为解决该段地层中施工困难的重点。　　4、盾构机主要技术参数　　4.1盾构机选型　　盾构施工对易液化的粉细砂层产生一些不利因素,尤其是盾构开挖面上部的砂层容易受到扰动而引起局部坍塌，该类地层宜采用闭胸式开挖，同时通过添加材料的辅助工法可以改善渣土的性状，从而避免渣土从出料口喷涌的现象发生。考虑到这一方面，并综合经济合理性的要求，本工程选用了德国海瑞克公司制造的φ6250mm复合式土压平衡盾构，盾构具有敞开式、半敞开式以及全闭胸的土压平衡

6、式EPB式掘进模式，以适应硬岩地层，含水软岩以及软硬混合地层的掘进。同时在EPB模式下，足够的土压平衡调节能力可有效的平衡周围土体的静水压力和土压力，保证开挖面的稳定。配合可靠的同步注浆系统，必要的二次补浆，以及后期地层注浆加固技术等辅助工法，可将地表隆陷控制在规定的范围之内，另外通过泡沫注入系统、膨润土注入系统、高分子聚合物注入系统对渣土进行改良，有效的防止了结“泥饼”、管涌、流砂、冒顶或喷涌等现象，从而确保安全通过上软下硬的特殊地层。　　φ6250mm复合式土压平衡盾构主要基本技术参数如下表　　名称参数　　刀盘直径6280mm　　前盾直径6

7、250mm　　中盾直径6240mm　　盾尾直径6230mm　　管片外径6000mm，内径5400mm，宽度1500mm，管片数量5+1　　刀盘驱动类型液压驱动　　刀盘功率3×315Kw　　刀具齿刀64把，边刮刀左4+右4，双刃滚刀4把，单刃滚刀31把，超挖刀1把　　刀盘开口率28%　　刀盘转速最大4.5rpm　　刀盘扭矩2684.6千牛米　　推进油缸10×双油缸+10×单油缸　　总推进力34210千牛　　螺旋输送机功率200千瓦，速度22.15rpm　　盾尾密封数三排钢丝刷更多专业、稀缺文档请访问——搜索此文档，访问上传用户主页！　　管片安装机

8、机械抓取式　　4.2刀盘配置　　刀盘（右图）是一个带有多个进料槽的切削盘体，位于盾构机的最前部，用于切削土体，刀盘的开口率约为28％，刀盘直径6．28