1#2盾构机大刀盘改进方案

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1、广州地铁二号线海珠广场至江南西区间隧道盾构工程盾构机改进方案上海隧道工程股份有限公司深圳分公司广州地铁二号线项目经理部二OOO年三月4广州地铁二号线海珠广场～市二宫～江南新村区间隧道盾构工程自2000年2月23日正式破土掘进，至3月29日盾构累计工作日有35天，完成推进负环4环、主隧道15环，共19环。目前盾构切口为位于沿江中路下面，离开工作井约23米。平均日掘进速度不到1m。因此寻找盾构掘进速度缓慢的原因，制定切实可行的解决措施，是当务之急。一、盾构掘进主要实施情况（一）-3环至+11环盾构掘进情况（2月23日至3月

2、17日）1、-3环至+4环（8环）盾构硬土模式掘进根据地质勘探资料，切削面土质为7#、8#风化岩层，故拟定为硬土掘进模式，在盾构机全部进入土体前，以低转速、小扭矩、慢速度的原则进行掘进。在盾构切入土体约40cm左右，即进入冻结区，随着推进的深入，出土含水量明显增大，螺旋机出土口时有大量泥水冲出(螺旋机不转状态)。0环管片脱出盾尾后，马上实施洞门扇形板和管片预埋件的焊接固定。2、+5环至+12盾构软土模式掘进在盾构机拼装＋4环后。开通同步双液注浆系统，+1环处共压双液浆10方左右，基本封住洞圈处的渗漏水，但土仓内的水仍未

3、减少。盾构在推进+10、+11环时发现土仓进土量不足，土体经水浸泡软化，粘性大大增加，总推力和刀盘扭矩增大，掘进速度明显降低。3、掘进过程中采取的主要辅助措施在15环的掘进过程中，根据不同的刀盘扭矩、总推力等情况，采取了加泡沫加水、改变推进模式等各项措施，但见效不大。（二）+12环至+16环盾构推进(3月23日至3月29日)当发现以上情况，总公司派来专家又一次重新制定盾构机推进的施工参数，通过再次试验，对广州地质性能及盾构刀盘对广州地质的适应性，有了进一步的了解和认识。4二、1#盾构掘进速度缓慢原因盾构掘进速度缓慢的情

4、况发生后，我公司领导相当重视，由公司主管生产副总经理、工程部主任、副总工程师到现场掌握第一资料，并多次组织专家、公司主要技术人员及现场施工人员分析原因；迅速通知日本三菱重工（大刀盘的设计、制造厂家）的专家及设计工程师到现场寻找原因，提出解决办法；业主、监理人员在各方面对我公司进行指导，并提出非常好的建议。通过多方面的交流、分析、协商，盾构掘进速度降低的主要原因为：大刀盘刀具对土体的切削能力适应性不够，同时刀具切削下来的土体不能畅顺进入土仓；推进液压系统、刀盘液压系统及控制系统也存在不完善的部分；由于进土量少，土仓内不能

5、建立相应的土压，所以地下水流入的流量较大。三、盾构改进方案（一）2#盾构机刀盘改进方案2#盾构于3月28日通过地铁业主、监理井下验收（按原设计）。吸取1#盾构机初始掘进的经验和教训，对2#盾构机刀盘的改进主要项目如下：1、拆除约一半的滚刀，提高开口率（不包括最外周和中央部的滚刀）。最外周侧滚刀NO.①-1、①－2、②、③是用来防止外周侧的磨损（高＝90mm）。拆下后的滚刀在掘进岩石层时需要再将其设置在面板上。2、设置先行刀目的是补偿拆除滚刀部分的切削能力，推迟切削刀的磨损速度（预计：高80mm,切削宽50mm,共约60

6、～70个）。我方拟采用原一期日本青木三台盾构刀盘上的部分刀具，请业主能予以支持。3、设置中心刀圆锥形中心刀的设置目的是使中央部位的土砂能流畅地出土。4若用中心刀切削岩石层，则中央部分会受到集中荷载，幅条有变形的危险性，故在切削岩石层时需要拆除，并希望尽可能降低其高度。4、在中央开口部追加切削刀为了改善中央部的出土，故要增加切削刀（2-3把，焊接形）。5、坚硬岩层掘进大刀盘的改进在切削坚硬岩层前（市二宫离站掘进9号岩层），大刀盘要恢复到原设计的形式。6、其他方面的改进在刀盘刀具组合诸多方面调整的基础上，相应调整盾构推进液

7、压系统、刀盘驱动系统及控制系统，使之相互匹配。（二）1#盾构机刀盘改进方案1、调查1#盾构机工作面的情况（1）观察正面土体稳定性；（2）详细调查地下水的来源和流量；（3）检查刀盘磨损情况。2、1#盾构机改进时的辅助注浆加固措施如果刀盘正面土体稳定性较差，渗水量较大，应采用注浆加固辅助措施，稳定刀盘正面土体，减小土仓水的渗入量。鉴于目前1#盾构已推进23米，埋置于8#中风化岩层中，为创造刀具改装的安全工作空间，采用注浆加固法隔绝(4-2)砂层的渗透水，减少盾构正面及壳体周边的裂隙水，在盾构机的前方形成一道抗渗稳固的加固土

8、体。注浆管的布设如下：在盾构切口前和切口后处共设置4排注浆孔，其中盾构切口前及两侧注浆管的深度至隧道的底部，壳体上部的注浆管深度至盾构0.5m，孔间距为0.6m详见附图。有关地面注浆加固场地，请业主能予以协调。3、盾构刀盘改进方案在2#盾构机刀盘改进后，根据2#4盾构机实际掘进情况，再制定详尽的1#盾构机刀盘改进的措施。三、工程总