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全断面硬岩地层盾构机脱困施工技术

熊春林

中铁十一局集团城市轨道工程有限公司，湖北武汉430074

摘要：土压式盾构机在全断面硬岩地层掘进时，同步注浆浆液无法充填开挖面与管片之间间隙，尤其隧道呈下坡趋势，同步

注浆浆液几乎全部流至土仓，导致管片与开挖面之间形成通道，大量地下水沿着管片与开挖面之间的通道流至土仓造成严重

喷涌以及开仓困难，因此一般每隔十环至二十环进行止水环施工。但止水环施工若处理不好，浆液极易裹死盾构机，课题以

莞惠3标上软下硬地层盾构机脱困为背景，研究了盾构机脱困施工技术，达到了预期的效果，为类似情况盾构施工也提供了

借鉴和参考。

关键词：全断面硬岩；盾构机脱困；水泥浆清理；爆破

中图分类号：U455.43文献标识码：A文章编号：1671-5519(2018)12-0073-02

1工程概况根据当时状况及盾构机空间尺寸，经研究加顶7个千斤

莞惠3标盾构东城南站-新城中心站盾构区间采用直径顶，分别为500t的两个，300t的两个，200t的两个，100t

8.83m海瑞克土压盾构机，隧道呈下坡趋势，隧道断面主要的一个，全部焊接在盾尾上。总共增加辅助推力2100t加上

为全风化片麻岩、中风化片麻岩及微风化片麻岩，岩石裂隙推进油缸的7900t推力，累计达10000t推力，但是在尝试

水量大，详细地质图如下图所示。在硬岩段掘进参数为推力脱困时盾构机依然不能脱困。根据分析判断盾构机被浆液完

1800t，速度6mm/min，刀盘扭矩3000kN•m，每隔十五环施全包裹，通过增加辅助千斤顶不能解决问题。

做一次止水环。在一次止水环施工完成后，恢复掘进时推力

达到7900t（额定最大推力）时，盾构机无法推动，启动脱

困措施。

图1硬岩段掌子面图2辅助千斤顶点位布置图

2原因分析及拟采取措施3.3盾尾开孔清理包裹盾体的水泥浆

2.1盾构机裹住原因在以上措施都无法脱困的情况下，通过清理包裹盾体上

盾构机开挖直接大于盾构机直径，施做止水环时因措施的水泥浆成为了唯一可行方式，经过多次专家会议研究最后

不当，双液浆窜至盾体凝固将盾构机裹死。确定盾尾开孔采用凿除、爆破等方式处理包裹在盾构盾体上

3

当时止水环注浆孔距离盾尾5环，注浆量为50m水泥浆，的水泥浆，然后再采用外加千斤顶模式脱困。

最高注浆压力达到2Mpa，且注浆完成时未及时恢复掘进，使在盾尾三、九点位各开一个80×80cm的孔，然后通过

双液浆有足够时间增加强度，因此第二天恢复掘进时盾构机爆破的方式打开工作面，打开工作面后分别向盾尾及刀盘方

已被彻底裹死。向通过凿除或爆破的方式清理裹死在盾构机上的水泥浆，然

2.2拟采取脱困措施后采用外加千斤顶方式脱困。最终在3、9点位各清除长5m，

盾构机脱困围绕“增加推力，减小阻力”来进行，经分高3m的空间后，尝试脱困成功。最后焊接恢复盾尾，恢复

析，现拟采用以下措施来进行脱困：掘进，通过该段位置后注浆填充。

（1）盾体盾尾开孔注入液压油；

（2）外置千斤顶；

（3）盾尾开孔清理包裹盾体的水泥浆。

3盾构机脱困技术

3.1盾体盾尾开孔注入液压油

在盾体及盾尾部开孔焊接接头，利用高压液压泵注入液

压油，利用液压油击穿