复合地层盾构施工技术ppt课件

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1、复合地层盾构施工技术复合地层盾构施工技术 中国中铁一局集团城市轨道交通工程有限公司中国中铁一局集团城市轨道交通工程有限公司许建飞 2011年4月寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多目目 录录1、定义2、孤石、上软下硬地层盾构施工技术3、岩溶地层盾构施工技术寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多一、定义一、定义1、均一地层、均一地层 1.1 均一地层的概念均一地层的概念 均一地层是指在开挖断面范围内和开挖延伸方向上，由一种均一地层是指在开挖

2、断面范围内和开挖延伸方向上，由一种或若干种地层组成的，或岩土力学、工程地质和水文地质等特性或若干种地层组成的，或岩土力学、工程地质和水文地质等特性相近的地层或地层组合。相近的地层或地层组合。（1）单纯的软土地层）单纯的软土地层 江苏、无锡、南京、宁波等地铁选用了适应软土地层的盾构机，江苏、无锡、南京、宁波等地铁选用了适应软土地层的盾构机，其刀盘为平面直角型的，大开口率，只安装刮刀其刀盘为平面直角型的，大开口率，只安装刮刀（2）单纯的硬岩地层（如西安）单纯的硬岩地层（如西安安康铁路秦岭安康铁路秦岭线隧道）。隧道线隧道）。隧道断面范围内全部以岩石为主，选用的是典型的硬岩掘进机，刀具断面范围内全部以

3、岩石为主，选用的是典型的硬岩掘进机，刀具全部安装滚刀，无需任何刮刀（见图全部安装滚刀，无需任何刮刀（见图3）。）。寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多1.2 均一地层中盾构工程的主要特点均一地层中盾构工程的主要特点：（1）施工过程中盾构机的模式基本上不需要变化。在软土地层中，）施工过程中盾构机的模式基本上不需要变化。在软土地层中，若采用土压平衡模式，一般无需变化成开胸模式；在硬岩地层，若采用土压平衡模式，一般无需变化成开胸模式；在硬岩地层，若采用开胸模式掘进，一般无需变化成土压模式。若采用开胸模式掘进，一般无需变化

4、成土压模式。通常，在均一地层中的盾构机，在设计和制造时，一般不考虑模通常，在均一地层中的盾构机，在设计和制造时，一般不考虑模式的变化。式的变化。（2）盾构机的结构不需受施工过程中进行改变。比如，在软土均）盾构机的结构不需受施工过程中进行改变。比如，在软土均一地层中，刀盘采用软土刀具，在施工过程中不需考虑是否会碰一地层中，刀盘采用软土刀具，在施工过程中不需考虑是否会碰到硬岩而增加滚刀的问题。到硬岩而增加滚刀的问题。寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多2、复合地层、复合地层 2.1 复合地层的概念复合地层的概念 将开挖

5、断面范围内和开挖延伸方向上，由两种或两种以上不将开挖断面范围内和开挖延伸方向上，由两种或两种以上不同地层组成，且这些地层的岩土力学、工程地质和水文地质等特同地层组成，且这些地层的岩土力学、工程地质和水文地质等特征相差悬殊的地层组合，定义为复合地层。征相差悬殊的地层组合，定义为复合地层。复合地层的组合方式是非常复杂多样的，但总的来说可分为复合地层的组合方式是非常复杂多样的，但总的来说可分为三大类：一类是在断面垂直方向上不同地层的组合；一类是在水三大类：一类是在断面垂直方向上不同地层的组合；一类是在水平方向上地层的不同组合；另一类是上述两者兼而有之。平方向上地层的不同组合；另一类是上述两者兼而有之

6、。寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多（1）复复合合地地层层在在垂垂直直方方向向上上的的变变化化。最最典典型型的的垂垂直直方方向向上上的的复复合合地地层层就就是是所所谓谓“上上软软下下硬硬”地地层层，即即隧隧道道断断面面上上部部是是第第四四系系的的松松软软土土层层，而而下下部部是是坚坚硬硬的的岩岩石石地地层层。再再有有一一种种是是孤孤石石地地层层，及及在在隧道开挖范围存在花岗岩球状风化体。隧道开挖范围存在花岗岩球状风化体。（2）复复合合地地层层在在水水平平方方向向上上的的变变化化。在在一一施施工工段段当当中中，可可

7、能能分分布布着着不不同同时时代代、不不同同岩岩性性或或不不同同风风化化程程度度，从从而而表表现现出出不不同同岩岩土土性性质的地层。比如广州地铁五号线草陶区间的地层。质的地层。比如广州地铁五号线草陶区间的地层。寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多2.2 复合地层中盾构工程的主要特点复合地层中盾构工程的主要特点：（1）经常变换盾构施工模式。在软土地层或以软土地层为主的）经常变换盾构施工模式。在软土地层或以软土地层为主的“上软下硬上软下硬”地层施工时，一般要采用地层施工时，一般要采用“闭胸模式闭胸模式”，而在以岩石，而在

8、以岩石地层，特别是自稳性较好的（包括风化程度不一）岩石地层施工地层，特别是自稳性较好的（包括风化程度不一）岩石地层施工时则可采用半开胸式（欠土压平衡模式）或开胸模式；在以砂层时则可采用半开胸式（欠土压平衡模式）或开胸模式；在以砂层或以砂层为主的或以砂层为主的“上软下硬上软下硬”地层中采用土压平衡模式施工时，地层中采用土压平衡模式施工时，可能需要通过加注膨润土等工艺转化为可能需要通过加注膨润土等工艺转化为“泥水平衡泥水平衡”模式等等。模式等等。经常根据地层结构来转换盾构机模式，是在复合地层中施工的一经常根据地层结构来转换盾构机模式，是在复合地层中施工的一大特点。大特点。（2）盾构机的配置需要做出

9、适当的调整。在硬岩段施工时，通常）盾构机的配置需要做出适当的调整。在硬岩段施工时，通常要采用全断面滚刀破岩模式，采用的刀盘开口率会较小；当掘进要采用全断面滚刀破岩模式，采用的刀盘开口率会较小；当掘进在软岩或软土地段时，通常都要将部分或全部滚刀换成适应软岩在软岩或软土地段时，通常都要将部分或全部滚刀换成适应软岩或软土的刮刀，此时的开口率也相应增大。或软土的刮刀，此时的开口率也相应增大。（3）采用的施工工艺和施工参数也要根据地层的变化而变化。这）采用的施工工艺和施工参数也要根据地层的变化而变化。这些变化主要表现在不同地层需要的添加剂的种类和数量的不同；些变化主要表现在不同地层需要的添加剂的种类和数

10、量的不同；需要的辅助设备（比如破岩机、超前钻机）的不同；盾构机姿态需要的辅助设备（比如破岩机、超前钻机）的不同；盾构机姿态控制的不同等等。控制的不同等等。寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多二、孤石、上软下硬地层盾构施工技术二、孤石、上软下硬地层盾构施工技术2.1 孤石、上软下硬地层的概念孤石、上软下硬地层的概念 在盾构施工中，在盾构施工中，“孤石孤石”是指花岗岩球状风化体，是花岗是指花岗岩球状风化体，是花岗岩不均匀风化的产物，在广州、深圳地区施工普遍存在的不良地岩不均匀风化的产物，在广州、深圳地区施工普遍存在的不

11、良地质，存在于花岗岩全、强风化层和砾质粘土层中。质，存在于花岗岩全、强风化层和砾质粘土层中。“上软下硬上软下硬”是指在隧道断面的下部为岩石，上部为软土，是指在隧道断面的下部为岩石，上部为软土，在同一掘进面形成了巨大反差，该地层在邻近山区的地方比较常在同一掘进面形成了巨大反差，该地层在邻近山区的地方比较常见。见。寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多2.2 孤石、上软下硬地层的危害孤石、上软下硬地层的危害 “孤石、上软下硬地层孤石、上软下硬地层”对对盾构施工影响极大，是盾构施工中的盾构施工影响极大，是盾构施工中的灾害性

12、地质，主要体现在以下几个方灾害性地质，主要体现在以下几个方面：面：（1）极大的降低掘进速度，）极大的降低掘进速度，造成工期延误。造成工期延误。（2）极易造成盾构刀具、刀）极易造成盾构刀具、刀盘的损害导致长时间停机处理，费用盘的损害导致长时间停机处理，费用高昂，而且容易出现安全风险。高昂，而且容易出现安全风险。（3）还容易造成地面坍塌事）还容易造成地面坍塌事故，社会影响也非常大。故，社会影响也非常大。寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多2.3“孤石、上软下硬孤石、上软下硬”地层的处理思路地层的处理思路 根据我们在广州

13、和深圳地铁施工的情况，并结合相关兄弟单位根据我们在广州和深圳地铁施工的情况，并结合相关兄弟单位施工经验教训，我们把盾构过基岩和孤石的方法分为六步。施工经验教训，我们把盾构过基岩和孤石的方法分为六步。第一步：第一步：“补探补探”根据详勘图纸情况，对孤石段和基岩段进行加密补充勘察，根据详勘图纸情况，对孤石段和基岩段进行加密补充勘察，详细了解地层情况，便于制定合理的线路方案。同时对附近地面详细了解地层情况，便于制定合理的线路方案。同时对附近地面建筑物、管线和环境状况进行详细的调查，确保制定的方案的可建筑物、管线和环境状况进行详细的调查，确保制定的方案的可行性。行性。第二步：第二步：“调线调线”根据准

14、确的地质勘查情况和建筑物等的调查情况，与设计院根据准确的地质勘查情况和建筑物等的调查情况，与设计院和业主进行沟通，在满足规范和使用功能的前提下进行调线调坡，和业主进行沟通，在满足规范和使用功能的前提下进行调线调坡，尽可能避开上浮基岩和孤石。根据盾构施工情况，盾构掘进通过尽可能避开上浮基岩和孤石。根据盾构施工情况，盾构掘进通过孤石的难度远远小于过上浮基岩，且侵入隧道范围的基岩越少，孤石的难度远远小于过上浮基岩，且侵入隧道范围的基岩越少，盾构通过越轻松。盾构通过越轻松。寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多第三步：第三步

15、：“处理处理“如无条件进行调线调坡或调线后依旧有部分地段无法避开上浮如无条件进行调线调坡或调线后依旧有部分地段无法避开上浮基岩和孤石，在地面条件许可的情况下要对孤石进行处理。目前基岩和孤石，在地面条件许可的情况下要对孤石进行处理。目前比较好的处理方法是采取爆破，对基岩进行适当破碎，降低岩石比较好的处理方法是采取爆破，对基岩进行适当破碎，降低岩石的完整性。其次就利用冲孔破碎，该方法速度较慢，但也能达到的完整性。其次就利用冲孔破碎，该方法速度较慢，但也能达到效果。再者就利用挖孔桩破除孤石和矿山法处理基岩。效果。再者就利用挖孔桩破除孤石和矿山法处理基岩。第四步：第四步：“预设换刀点预设换刀点”如无条

16、件采取有效方法对孤石进行有效处理，或进行处理后如无条件采取有效方法对孤石进行有效处理，或进行处理后依旧有大量石块残余，需要提前设置盾构换刀点。比如周边建筑依旧有大量石块残余，需要提前设置盾构换刀点。比如周边建筑物多，居民多，无法采用爆破，且即使有条件爆破后，隧道内残物多，居民多，无法采用爆破，且即使有条件爆破后，隧道内残余大量石块，仍然对刀具有较大的磨损和破坏作用，所以需设置余大量石块，仍然对刀具有较大的磨损和破坏作用，所以需设置一定的换刀点检查和更换刀具。一定的换刀点检查和更换刀具。寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷

17、阱很多第五步：第五步：“盾构机选择与参数控制盾构机选择与参数控制”控制掘进参数，对于盾构过孤石和基岩施工非常重要，可有控制掘进参数，对于盾构过孤石和基岩施工非常重要，可有效防止刀具的损坏，保证盾构刀具一次掘进较长距离。其控制精效防止刀具的损坏，保证盾构刀具一次掘进较长距离。其控制精髓在于控制刀具的贯入度和土仓压力。控制贯入度能有效防止刀髓在于控制刀具的贯入度和土仓压力。控制贯入度能有效防止刀圈断裂破坏的情况，控制土仓压力能有效控制地面沉降，保证地圈断裂破坏的情况，控制土仓压力能有效控制地面沉降，保证地面安全。同时掘进过程中注意扭矩变化量，可通过扭矩变化量判面安全。同时掘进过程中注意扭矩变化量，

18、可通过扭矩变化量判断刀具是否有损坏。断刀具是否有损坏。第六步：第六步：“停机处理停机处理”盾构非正常停机处理。在盾构过孤石和基岩期间，可能存在盾构非正常停机处理。在盾构过孤石和基岩期间，可能存在未探明的孤石，或可能因刀具质量原因或个别盾构司机操作不当，未探明的孤石，或可能因刀具质量原因或个别盾构司机操作不当，导致盾构机在孤石段因刀具损坏非正常停机。由于盾构过孤石和导致盾构机在孤石段因刀具损坏非正常停机。由于盾构过孤石和基岩段震动大，速度慢，盾构机上方会存在一定的塌空区，有可基岩段震动大，速度慢，盾构机上方会存在一定的塌空区，有可能无法保压。碰到该情况，处理的思路是先进行保压试验，看能能无法保压

19、。碰到该情况，处理的思路是先进行保压试验，看能否压气换刀，如不能保压，则采取置换换刀方法。否压气换刀，如不能保压，则采取置换换刀方法。寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多2.4、工程实例讲解、工程实例讲解2.4.1 补充勘察补充勘察 以深圳地铁五号线宝翻区间盾构施工为例，并结合深圳地铁一号线以深圳地铁五号线宝翻区间盾构施工为例，并结合深圳地铁一号线4标、标、5标盾构施工的经验教训进行总结和探讨。标盾构施工的经验教训进行总结和探讨。宝安中心站翻身站区间，设计起讫里程宝安中心站翻身站区间，设计起讫里程DK3+400.5

20、13DK+986.240，区间左线长，区间左线长550.646m，右线长，右线长550.484m，区间总长，区间总长1101.13m。区间为。区间为“人人”字形坡度，最大坡度为字形坡度，最大坡度为25。隧道顶部覆土。隧道顶部覆土9.1m-17.8m，左右线中心间，左右线中心间距距 13.2m。根据设计图纸和详勘报告，隧道开挖面以砾质粘性土为主，局部存在上浮根据设计图纸和详勘报告，隧道开挖面以砾质粘性土为主，局部存在上浮基岩和孤石。其中左线在里程基岩和孤石。其中左线在里程3+7833+834共共51m范围存在上浮基岩，局部范围存在上浮基岩，局部强度最高达强度最高达146Mpa，最大侵入隧道，最大

21、侵入隧道1.8米，该区段隧道上覆地层以淤泥和地面米，该区段隧道上覆地层以淤泥和地面杂填层为主，杂填层夹杂大量石块。隧道上覆地层以淤泥和地面杂填层为主，杂填层为主，杂填层夹杂大量石块。隧道上覆地层以淤泥和地面杂填层为主，其中杂填层夹杂大量石块。右线在里程其中杂填层夹杂大量石块。右线在里程3+7653+814共共49m范围存在上浮基范围存在上浮基岩，局部强度最高达岩，局部强度最高达162Mpa，最大侵入隧道，最大侵入隧道3.5米，该区段隧道上覆地层以淤米，该区段隧道上覆地层以淤泥和地面杂填层为主，杂填层夹杂大量石块，隧道上覆地层以淤泥和地面杂填泥和地面杂填层为主，杂填层夹杂大量石块，隧道上覆地层以

22、淤泥和地面杂填层为主，其中杂填层夹杂大量石块。层为主，其中杂填层夹杂大量石块。寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多 在基岩和孤石区，在原详勘孔的中间按照在基岩和孤石区，在原详勘孔的中间按照5m间距加设补勘孔，准确掌握岩面和岩间距加设补勘孔，准确掌握岩面和岩性，并更多的发现孤石。在发现孤石的钻孔周边按照性，并更多的发现孤石。在发现孤石的钻孔周边按照1m间距外扩增加钻孔，钻孔深度间距外扩增加钻孔，钻孔深度至隧道底板至隧道底板1m。布置如图：。布置如图：寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而

23、有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多宝安中心翻身区宝安中心翻身区间间左左线线地地质纵质纵断面断面图图寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多宝安中心翻身区宝安中心翻身区间间右右线线地地质纵质纵断面断面图图寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多项目类别项目类别具体描述具体描述基岩段里程、长基岩段里程、长度、侵入隧道最度、侵入隧道最大高度大高度孤石数量及孤石数量及侵入隧道数侵入隧道数量量详详勘勘情情况况左左线线隧道开挖断面以砾质粘土为

24、主，局部存在孤石，在隧道开挖断面以砾质粘土为主，局部存在孤石，在里程里程3+7833+834段存在上浮基岩。隧道上覆地层段存在上浮基岩。隧道上覆地层以淤泥和地面杂填层为主，其中杂填层夹杂大量石块。以淤泥和地面杂填层为主，其中杂填层夹杂大量石块。里程里程3+7833+834长度长度51m，最大侵入，最大侵入隧道隧道1.8m孤石孤石3个个均在隧道外均在隧道外右右线线隧道开挖断面以砾质粘土为主，局部存在孤石，在隧道开挖断面以砾质粘土为主，局部存在孤石，在里程里程3+7653+814段存在上浮基岩。隧道上覆地层段存在上浮基岩。隧道上覆地层以淤泥和地面杂填层为主，其中杂填层夹杂大量石以淤泥和地面杂填层为

25、主，其中杂填层夹杂大量石块。块。里程里程3+7653+814长度长度49m，最大侵入，最大侵入隧道隧道3.5m孤石孤石3个个均在隧道外均在隧道外补补勘勘情情况况左左线线隧道开挖断面以砾质粘土为主，局部存在孤石，在隧道开挖断面以砾质粘土为主，局部存在孤石，在里程里程3+767.43+830.6地段存在上浮基岩。隧道上覆地段存在上浮基岩。隧道上覆地层以淤泥和地面杂填层为主，其中杂填层夹杂大地层以淤泥和地面杂填层为主，其中杂填层夹杂大量石块。量石块。里程里程3+767.43+830.6，长度，长度63。2m最大侵入隧道最大侵入隧道5.3m孤石孤石5个个其中隧道内其中隧道内4个个右右线线隧道开挖断面以

26、砾质粘土为主，局部存在孤石，在隧道开挖断面以砾质粘土为主，局部存在孤石，在里程里程3+764.73+815.3地段存在上浮基岩。隧道上覆地段存在上浮基岩。隧道上覆地层以淤泥和地面杂填层为主，其中杂填层夹杂大地层以淤泥和地面杂填层为主，其中杂填层夹杂大量石块。量石块。里程里程3+764.73+815.3，长度，长度50.6m最大侵入隧道最大侵入隧道3.6m孤石孤石6个个其中隧道内其中隧道内5个个寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多 左线里程左线里程3+4403+750范围为调整为范围为调整为25上坡，坡长上坡，坡长3

27、10m；3+7503+950范围范围调整为调整为11.195下坡，坡长下坡，坡长204.116m.右线里程右线里程3+4303+750范围调整为范围调整为25上坡，坡上坡，坡长长323.510m；3+7503+950范围调整为范围调整为13.015下坡，坡长下坡，坡长200m.其余线路坡度保持不其余线路坡度保持不变变。2.4.2 调坡调线调坡调线寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多线线路路坡度坡度对对

28、比比基岩段基岩段长长度及度及侵入隧道范侵入隧道范围围对对比比已已发现发现侵入隧道开挖范侵入隧道开挖范围围孤石数量孤石数量对对比比掘掘进进断面地断面地质对质对比比调调坡坡前前左左线线见见上上图图63.2m63.2m侵入隧道侵入隧道5.3m5.3m4 4个个隧道开挖断面以隧道开挖断面以砾质砾质粘粘土土为为主，无砂主，无砂层层和淤泥和淤泥右右线线50.6m50.6m侵入隧道侵入隧道3.5m3.5m5 5个个隧道开挖断面以隧道开挖断面以砾质砾质粘粘土土为为主，无砂主，无砂层层和淤泥和淤泥调调坡坡后后左左线线29.3m29.3m侵入隧道侵入隧道2.3m2.3m2 2个个隧道开挖断面以隧道开挖断面以砾质砾

29、质粘粘土土为为主，无砂主，无砂层层和淤泥。和淤泥。侵入隧道基岩隆起区侵入隧道基岩隆起区长长度减少度减少右右线线0 03 3个个隧道开挖断面以隧道开挖断面以砾质砾质粘粘土土为为主，无砂主，无砂层层和淤泥。和淤泥。侵入隧道基岩隆起区侵入隧道基岩隆起区长长度减少度减少 可从表看出，通过调坡调线，侵入隧道的孤石和基岩都有大幅度的减少，已大大降低可从表看出，通过调坡调线，侵入隧道的孤石和基岩都有大幅度的减少，已大大降低了盾构施工的难度和风险。了盾构施工的难度和风险。寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多2.4.3、孤石、基岩的

30、提前处理、孤石、基岩的提前处理 对于孤石和基岩的处理方法，主要有以下几种：对于孤石和基岩的处理方法，主要有以下几种：处理方法适用范围效果费用冲孔处理冲孔处理适合孤石处理和基岩处适合孤石处理和基岩处理，且地面具备施工条理，且地面具备施工条件，岩石界面不超过隧件，岩石界面不超过隧道一半。道一半。处理效率较低，处理处理效率较低，处理效果较好，处理后的效果较好，处理后的残余岩体或孤石对盾残余岩体或孤石对盾构施工基本无影响构施工基本无影响费用较高费用较高人工挖人工挖竖井处理竖井处理适合孤石和小范围基岩适合孤石和小范围基岩处理，对地面环境条件处理，对地面环境条件要求较小。竖井穿砂层要求较小。竖井穿砂层的位

31、置小心使用。的位置小心使用。处理彻底，但效率太处理彻底，但效率太低。低。费用很高费用很高爆破处理爆破处理周边无重要建筑物，并周边无重要建筑物，并与居住区距离较远。适与居住区距离较远。适合大范围基岩的处理。合大范围基岩的处理。处理速度快，处理后处理速度快，处理后残余石块较多，对盾残余石块较多，对盾构施工仍然有一定的构施工仍然有一定的风险。风险。单位长度处理费单位长度处理费用较低。用较低。寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多 几种处理方法：几种处理方法：1、冲孔处理 a、根据岩石在隧道断面的位置，确定冲孔的平面位置和冲

32、孔深度。b、冲孔后，孔位最好采用低标号素混凝土回填，如采用其他材料回填肯能会出现地面冒气、冒浆现象。寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多 几种处理方法：几种处理方法：2、挖竖井处理、挖竖井处理 a、准确探明孤石的位置和大小，便于确定竖井的准确位置。、准确探明孤石的位置和大小，便于确定竖井的准确位置。b、开挖至孤石或岩面位置后，采用钻孔后埋静态炸药的方式处、开挖至孤石或岩面位置后，采用钻孔后埋静态炸药的方式处理或利用液压岩石劈裂机处理。理或利用液压岩石劈裂机处理。c、竖井的形式一般为矩形。、竖井的形式一般为矩形。寒假

33、来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多 几种处理方法：几种处理方法：3、爆破处理、爆破处理 在计划爆破处在计划爆破处理的孤石或基岩区理的孤石或基岩区域，采用地质钻机域，采用地质钻机地面垂直钻孔，土地面垂直钻孔，土层钻孔孔径为层钻孔孔径为100mm，进入岩，进入岩层钻孔直径为层钻孔直径为89mm。在孔内装。在孔内装填炸药后，按照一填炸药后，按照一定的顺序起爆，将定的顺序起爆，将孤石或基岩碎裂为孤石或基岩碎裂为小块，便于盾构机小块，便于盾构机推进。推进。寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意

34、义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多 几种处理方法：几种处理方法：寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多2.4.4预设换刀点加固预设换刀点加固 由于宝翻区间经调线后侵入隧道的基岩和孤石已减少，项目部前期计划对孤石和基岩采取冲孔处理，但由于地面有电力、燃气、给水、通信、排水等多条管线，项目部多次协调未能获得同意，后决定采取地面预先加固，盾构机直接通过的方法。通过加固降低地层的透气性。盾构机到达加固区后，可在气压模式条件下对刀具进行检查并更换，通过盾构机直接破岩通过。加固点的选取：加固点的选取：根据施工经验，在参

35、数控制合理的情况下，配备硬岩刀盘的德国海瑞克盾构机，加上庞万利单刃刀具，可有效处理两个以上直径34m的孤石，也可掘进长度不小于15m，岩石在断面高度不大于2m的上浮基岩。寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多2.4.5 2.4.5 盾构机的选择与参数控盾构机的选择与参数控制：制：1、根据目前国内几种盾构机、根据目前国内几种盾构机施工的情况，配置硬岩刀盘的海瑞施工的情况，配置硬岩刀盘的海瑞克盾构机对该地层

36、有良好的适应性。克盾构机对该地层有良好的适应性。根据该标段的地质情况，采用铲刀、根据该标段的地质情况，采用铲刀、滚刀和刮刀混合配置的方案，既能滚刀和刮刀混合配置的方案，既能有效开挖各种粉质粘土、软土层等，有效开挖各种粉质粘土、软土层等，又能适应各种强、中、微风化岩破又能适应各种强、中、微风化岩破碎的需要，刀盘的形状采用防堵塞碎的需要，刀盘的形状采用防堵塞设计，刀具型式和安装位置便于切设计，刀具型式和安装位置便于切割岩石和清除土碴。割岩石和清除土碴。2、要选择质量过硬的刀具，、要选择质量过硬的刀具，确保一次能推进更长的距离。确保一次能推进更长的距离。寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去

37、打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多掘进参数控制：掘进参数控制：1、地面沉降控制、地面沉降控制 盾构施工沉降分为两个阶段。第一个阶段为盾构到达及通过过盾构施工沉降分为两个阶段。第一个阶段为盾构到达及通过过程中的地面沉降，该沉降控制主要受掘进土仓压力控制。第二个阶程中的地面沉降，该沉降控制主要受掘进土仓压力控制。第二个阶段为盾构通过后后期的沉降，该沉降主要由注浆控制。控制沉降要段为盾构通过后后期的沉降，该沉降主要由注浆控制。控制沉降要从两个方面着手。从两个方面着手。由于孤石和基岩区掘进速度慢，对土体扰动大，很容易造成地由于孤石和基岩区掘进速度慢，对土体扰动大，很

38、容易造成地面沉降或坍塌。该情况在目前的盾构施工中普遍存在，其关键原因面沉降或坍塌。该情况在目前的盾构施工中普遍存在，其关键原因在施工过程中没稳定控制土仓压力。根据宝翻孤石基岩区的区间线在施工过程中没稳定控制土仓压力。根据宝翻孤石基岩区的区间线路埋深和地层情况，掘进压力控制在路埋深和地层情况，掘进压力控制在1.8bar-2.0bar。注浆材料要采用活性浆液，每方水泥含量控制在不小于注浆材料要采用活性浆液，每方水泥含量控制在不小于150kg，注浆量不小于，注浆量不小于6方，注浆压力不小于方，注浆压力不小于2.5bar。注浆过程中压力和。注浆过程中压力和量两个指标均需要达到。量两个指标均需要达到。寒

39、假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多掘进参数控制：掘进参数控制：2、推进参数控制推进参数控制 推进贯入度控制：对于岩石在推进贯入度控制：对于岩石在80MPa的微风化岩石，速度控制的微风化岩石，速度控制7mm/min,对于岩石在对于岩石在100MPa的微风化岩石，速度控制的微风化岩石，速度控制5mm/min，对于岩石在，对于岩石在120MPa的微风化岩石，速度控制的微风化岩石，速度控制3mm/min 扭矩控制：刀盘油压在扭矩控制：刀盘油压在100bar120bar之间，扭矩波动在之间，扭矩波动在20bar之内。之内。如

40、掘进过程中发现扭矩波动频繁超过如掘进过程中发现扭矩波动频繁超过30bar，则反映刀具已经，则反映刀具已经存在偏磨，不适合继续推进，必须进行刀具更换。如发现盾构机姿存在偏磨，不适合继续推进，必须进行刀具更换。如发现盾构机姿态不受控制，则表明边缘刀具磨损过大或偏磨，也必须停机换刀。态不受控制，则表明边缘刀具磨损过大或偏磨，也必须停机换刀。掘进过程中使用泡沫剂，改善碴土性能，降低土仓温度。掘进过程中使用泡沫剂，改善碴土性能，降低土仓温度。在盾构机由软土地段快接近孤石或上软下硬区域时，提前降低在盾构机由软土地段快接近孤石或上软下硬区域时，提前降低速度，防止在地层过渡段因速度过快导致刀具损坏。速度，防止

41、在地层过渡段因速度过快导致刀具损坏。寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多2.4.6 盾构非正常停机处理盾构非正常停机处理 盾构机每推进至拟定换刀点，即进行开仓检查和换刀。开盾构机每推进至拟定换刀点，即进行开仓检查和换刀。开仓前首先进行保压实验，若保压试验成功，则进行压气换刀，若仓前首先进行保压实验，若保压试验成功，则进行压气换刀，若保压实验失败，则进行土仓填充、注浆的方式进行常压换刀。保压实验失败，则进行土仓填充、注浆的方式进行常压换刀。寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒

42、假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多土仓置换换刀的施工流程如下：土仓置换换刀的施工流程如下：第一步：土仓内置换第一步：土仓内置换洞内通过土仓壁上的球阀，利用盾尾同步注浆系统对土仓内进行充洞内通过土仓壁上的球阀，利用盾尾同步注浆系统对土仓内进行充填砂浆。通过顶部球阀泄水。填砂浆。通过顶部球阀泄水。浆液采用水泥砂浆，浆液配合比为：水泥：膨润土：粉煤灰：砂浆液采用水泥砂浆，浆液配合比为：水泥：膨润土：粉煤灰：砂50kg：120kg：180kg：660kg，注浆量约，注浆量约30m3.填充过程中控制土仓压力在填充过程中控制土仓压力在1.5bar3.0bar之间，避免压力过小或之间，避免压力过小或过大

43、。压力太小地面出现沉降，压力太大对主轴承不利。过大。压力太小地面出现沉降，压力太大对主轴承不利。填充过程中以不大于填充过程中以不大于0.8的转速转动刀盘，将土仓内的泥浆和浆液进的转速转动刀盘，将土仓内的泥浆和浆液进行拌合。行拌合。填充过程中反转螺旋，确保螺旋不被浆液凝固，否则很难清理。填充过程中反转螺旋，确保螺旋不被浆液凝固，否则很难清理。寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多第二步：超前注浆进行地层加固第二步：超前注浆进行地层加固1通过盾构机前方的超前注浆孔，利用二次注浆机进行超前注浆。选择通过盾构机前方的超前注浆

44、孔，利用二次注浆机进行超前注浆。选择1点和点和11点的超前点的超前注浆孔进行注浆。注浆位置示意如下：注浆孔进行注浆。注浆位置示意如下：2在在6m长长80mm的钢管上进行梅花形布孔，孔径的钢管上进行梅花形布孔，孔径8mm，纵向间距为，纵向间距为10cm，制作成钢花，制作成钢花管。管。3浆液采用浆液采用P.O 32.5R水泥浆液和水泥水泥浆液和水泥-水玻璃双液浆。水玻璃双液浆。4将制作好的钢花管打入超前注浆孔进行注浆。先注水泥浆，注浆压力控制在将制作好的钢花管打入超前注浆孔进行注浆。先注水泥浆，注浆压力控制在0.30.4Mpa，压力稳定后持续进行注浆，直至压力上升后，再注，压力稳定后持续进行注浆，

45、直至压力上升后，再注2030min，然后注，然后注双液浆封孔。双液浆封孔。寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多第三步：施工降水井、抽水第三步：施工降水井、抽水(有地面条件时有地面条件时)当地面有条件时，可以在刀盘前方施工降水井降低掌子面水压力，更有助于清仓和换刀的当地面有条件时，可以在刀盘前方施工降水井降低掌子面水压力，更有助于清仓和换刀的安全进行。安全进行。第四步：开仓清理、换刀第四步：开仓清理、换刀 根据降水井抽水的情况，开仓前首先对土仓进行检查。先打开土仓壁上上的两个球阀，根据降水井抽水的情况，开仓前首先对土

46、仓进行检查。先打开土仓壁上上的两个球阀，利用粗细利用粗细10mm左右的钢筋向土仓内砸入，根据砸入的情况判断凝固的情况，如浆液左右的钢筋向土仓内砸入，根据砸入的情况判断凝固的情况，如浆液已变为塑状且无水流出，则表明可进行下一步的开仓工作。已变为塑状且无水流出，则表明可进行下一步的开仓工作。打开人闸内的土仓门，观察仓内土体情况，用钢钎打孔若干后，观察有无喷涌现象。若无打开人闸内的土仓门，观察仓内土体情况，用钢钎打孔若干后，观察有无喷涌现象。若无喷涌现象且掌子面情况稳定，则直接对土仓内的土体进行人工清理，清仓顺序如下图喷涌现象且掌子面情况稳定，则直接对土仓内的土体进行人工清理，清仓顺序如下图所示：所

47、示：寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多 清仓利用扬镐、铁锹，采用编织袋装土，人工送上皮带清仓利用扬镐、铁锹，采用编织袋装土，人工送上皮带机。再由皮带机送往渣土车。清仓过程中，保留刀盘开口及机。再由皮带机送往渣土车。清仓过程中，保留刀盘开口及切口环处水泥，尽量不扰动刀盘开口和切口环处的土体。如切口环处水泥，尽量不扰动刀盘开口和切口环处的土体。如凿除过程中部分地方过凿，立即用快硬水泥封堵。在清理到凿除过程中部分地方过凿，立即用快硬水泥封堵。在清理到9点位的球阀时，将球阀周围的土体清理干净，将抽风机接点位的球阀时，将球

48、阀周围的土体清理干净，将抽风机接到球阀的外侧，进行土仓内的通风。根据情况，一边清理，到球阀的外侧，进行土仓内的通风。根据情况，一边清理，一边对掌子面薄弱点进行封堵，保证掌子面稳定。在清仓过一边对掌子面薄弱点进行封堵，保证掌子面稳定。在清仓过程中如果底部有水渗出，则及时用水泵抽水。程中如果底部有水渗出，则及时用水泵抽水。在清仓过程中，一边凿除一边对刀具进行拆除和更换，在清仓过程中，一边凿除一边对刀具进行拆除和更换，凿出一把，更换一把。对于难以安装的刀具，先拆除，待土凿出一把，更换一把。对于难以安装的刀具，先拆除，待土仓清理完成后转动刀盘再进行更换。每更换一把刀具要对周仓清理完成后转动刀盘再进行更

49、换。每更换一把刀具要对周围的空隙进行纱布封堵。围的空隙进行纱布封堵。每检查一把刀具，根据刀具磨损情况，要对刀盘整个情况由每检查一把刀具，根据刀具磨损情况，要对刀盘整个情况由有经验的施工组进行分析。该项工作由总工负责组织，盾构有经验的施工组进行分析。该项工作由总工负责组织，盾构队长、盾构司机、技术人员参与分析，及时判断其他刀具情队长、盾构司机、技术人员参与分析，及时判断其他刀具情况及下一步采取的措施。况及下一步采取的措施。寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多第五步：破岩第五步：破岩 由于部分刀具损伤较为严重，必须将岩

50、石破除后方可安装新的刀具。花岗岩球状由于部分刀具损伤较为严重，必须将岩石破除后方可安装新的刀具。花岗岩球状风化体强度高，完整性好。使用风镐破除非常缓慢，风化体强度高，完整性好。使用风镐破除非常缓慢，6天时间破岩不足天时间破岩不足1m3。项目部。项目部采购了一台岩石劈裂机，仅用采购了一台岩石劈裂机，仅用4天时间就将掌子面前方的天时间就将掌子面前方的3块孤石破碎。块孤石破碎。第六步：盾构机脱困第六步：盾构机脱困 由于该处隧道洞身所在范围土体基本为砾质粘性土，抗剪强度较低，不会造成盾由于该处隧道洞身所在范围土体基本为砾质粘性土，抗剪强度较低，不会造成盾构机盾壳被裹死，所以该次盾构机脱困较为容易。但仍

51、需小心谨慎，为防止盾尾铰接构机盾壳被裹死，所以该次盾构机脱困较为容易。但仍需小心谨慎，为防止盾尾铰接压力过大导致铰接油缸断裂，在脱困过程中，在中盾和盾尾之间加焊连接钢板。压力过大导致铰接油缸断裂，在脱困过程中，在中盾和盾尾之间加焊连接钢板。第七步：恢复推进第七步：恢复推进 由于土仓为空仓状态，土仓无法在较短的时间内建立起来。为防止地面沉降，恢由于土仓为空仓状态，土仓无法在较短的时间内建立起来。为防止地面沉降，恢复推进前，首先将土仓内建立复推进前，首先将土仓内建立1.5bar的气压，再进行推进。此工作在砂层中尤为重要。的气压，再进行推进。此工作在砂层中尤为重要。寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多谢谢 谢谢