含卵石地层盾构掘进防磨损技术.pdf

含卵石地层盾构掘进防磨损技术 Antiwear technique in cobble bed shield excavation 钟志全/ ZHONG Zhi-quan (广东华隧建设股份有限公司，广东 广州 510000) [摘 要] 防磨损是盾构掘进，特别是在含高强度卵石、大粒径漂石地层中长距离掘进施工的重点。本文介 绍了依据成都地铁2号线隧道的地层特点，从盾构改造和掘进控制两方面采取的措施，在800m长 的含卵石地层掘进中只更换了1次外圈的部分耐磨滚刀，取得了良好的效果。 [关键词] 盾构；卵石地层；防磨损 盾构在含高强度卵石、大粒径漂石地层中长 含卵石粘土层为硬塑，局部可塑，含铁、锰质 距离掘进时，刀盘、刀具和螺旋输送机均会受到 氧化物结核，含20%～40%的弱～强风化卵石 严重磨损，造成盾构掘进成本较高、效率低下， 及岩屑，卵石粒径20～50mm为主。4-7-2 因此防磨损是卵石地层盾构施工的重点之一。成 含粘土卵石层稍密，饱和，卵石成分主要为岩 都地铁2号线隧道掘进中所采取的防磨损措施可供 浆岩、变质岩、砂岩等硬质岩组成，磨圆度较 同行参考。 好，呈圆形～亚圆形，分选性差，大部分卵石呈 弱～强风化，手可捏碎；卵石含量65％～75%， 1　工程概况与工程地质 粒径以20～80mm为主，最大可达400mm，如 成都地铁2号线某标段主体工程由1个始发 图1所示，充填物主要为粘性土及圆砾，含量约 工作井和2个盾构区间组成。区间双线总长约 20％～40％。 4180m，隧道内径5400mm，外径6000mm，管片 厚300mm，宽为1.5m和1.2m两种。区间隧道工 程采用2台德国海瑞克公司生产的6250型土压平衡 盾构施工。 由于区间盾构隧道穿越地层中4-7-2含粘 土卵石层所占比例较高，根据以往施工经验，在 粘土卵石地层因卵石在粘土中不易进入土舱，经 挤压会在刀盘前方堆集成群，刀盘、刀具和螺旋 输送机均易被磨损，而且该区段隧道上部普遍为 图1　旋挖钻挖出的4-7-2含粘土卵石层土体 4-7-2含粘土卵石层和4-2粘土层，自稳 性较差，进仓更换刀或维修均存在较高的风险。 2　主要技术措施 针对上述情况在防磨损方面采取了一些特别措 施，尽量减少进舱换刀或维修的次数，以减少施 2.1　盾构改造 工风险和降低施工成本。 为更适合在漂石、卵石地层中掘进，在总结 在盾构始发后的第一个区间线路中有约800m 以往施工经验和咨询几家有丰富刀盘改造经验厂 长的4-7-1含卵石粘土和4-7-2含粘土卵 家基础上，结合成都项目的地层情况对刀盘、刀 石地层，约占该段隧道土层的52.4%。4-7-1 具配置和螺旋输送机进行部分的改造和变动。 2.1.1　合理配置刀具 175mm。二联中心刀用于开挖面中心断面的开 刀盘原配置情况：中心刀具6把，双刃滚刀14 挖，起到定心和疏松部分土体的作用。加强型阶 把，小刮刀64把，左内、左外、右内、右外边缘 梯式中心刀见图3。 刮刀各8把，超挖刀1把。 现刀具配置：中心刀具6把，双刃滚刀14把， 小刮刀64把（四孔定位的形式）、左内、左外、 右内、右外边缘刮刀各8把、超挖刀1把；此外还 有强化先行刀（焊接式）13把、