地铁盾构带压开舱关键问题研究

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1、地铁盾构带压开舱关键问题研宄广州地铁设计研究院有限公司510010摘要：随着我国各大城市（如：上海、北京、广州、南京等）地铁隧道和过江过河隧道的相继建设，盾构隧道施工工法已经得到广泛的应用并积累了丰富的工程经验。由于维修刀盘、更换刀A、清理盾构前方障碍物等原因，地铁盾构常需要带压开舱，频繁开舱检修是我国盾构隧道施工的一个显著特点。木文通过对盾构开舱的工法进行比选研宄，总结各种盾构开舱的优缺点，重点分析了带压开舱的优势，指出泥膜闭气性的问题，以供设计施工参考。关键词：地铁盾构；开舱；工法；泥膜；闭气性引言：

2、近年来，随着我国各大城市（如：上海、北京、广州、南京等）地铁隧道和过江过河隧道的相继建设，盾构隧道施工工法已经得到广泛的应用并积累了丰富的工程经验。由于维修刀盘、更换刀其、清理盾构前方障碍物等原因而导致的盾构带压开舱作业逐渐普遍，北京铁路地下直径线、狮子洋隧道、武汉长江隧道等工程均成功实施带压进舱，频繁开舱检修是我国盾构隧道施工的一个显著特点。1、开舱的原因盾构机是一种庞大而复杂的施工机械，施工时面临的水文地质条件也千变万化，因此需要经常性地进行检修，进入工作舱内进行检修（即开舱）是其中最重要的一环，也是

3、最危险的一环。开舱一般分为主动开舱和被动开舱，盾构开舱的主要原因，可以分为以下几点：1.1刀盘、刀•的磨损或其他原因导致更换刀其盾构机在长距离掘进的过程中，因为刀盘、刀其与地层之间的长期摩擦导致其发生不同程度的磨损，特别是在石英含量较高的地层中，这种磨损十分严重。刀盘刀具的磨损在盾构机掘进的过程中几乎是不可避免的问题，艽导致的后果就是刀具掘削效率降低、刀盘扭矩增大，严重时甚至无法进行正常的掘进。另外，由于隧道穿越地层的地质条件复杂多变，且地质勘查准确程度受到各种条件的限制，因此盾构机在掘进过程中可能会遇到

4、不明地层。在设计盾构机时，刀具的材质、强度、形状都是与地质条件相匹配的，若是地层的变化与原勘查资料出入较大，那么原先配置的刀具将不能适应新的地层，需要进行更换，以保证掘进的顺利进行。1.2清除刀盘上的泥饼盾构机在通过粘土地层时，粘土容易附着在刀盘表面，粘结成饼，糊裹刀盘，从而影响刀盘掘削效力。刀盘结饼是盾构施工过程中比较常见的技术问题，除了在刀盘上配备冲刷系统，通过泥浆的冲洗防止结饼以外，必要吋还是需要人工进行清理。1.3排除开挖面前方障碍物盾构机在掘进的过程中，可能会遇到地下古木、超大块石、漂石等，特别

5、是在穿越古河床的隧道掘进过程中，刀盘前方遇到异物的概率很人。这种超出刀具处理能力的障碍物，如不及吋进行清除，也会阻碍正常的掘进。2、开舱的常用方法及比选2.1开舱常用方法(1)带压开舱法：带压开舱是指利用压缩空气以平衡开挖面的土水压力，维持开挖面的稳定，之后，通过盾构机上的人闸来实现操作人员进舱，在设定气压状态下检查，更换刀具及排出开挖面异物等工作。(2)常压开舱法：当开挖面地层稳定，地下水较少时，可以直接开舱对刀盘刀具进行检查；如果开挖面地层自稳能力差，地下水较为丰富，应预先将刀盘开挖面处地层进行加固，

6、实施降水和止水措施是开挖面具奋一定的强度和稳定性，减少地下水，然后开舱对刀盘刀具进行检査；对刀盘刀具检查所需要的空间进行支护后检查；或者将上述几种方法相结合。(1)带压潜水换刀法：当埋深较大，地下水位较高，幵挖面稳定性差，地下水较丰富，地表条件不允许对开挖面进行加固时，可以选择冇潜水经验的施工人员潜入开挖舱对刀具进行检查更换。2.2带压开舱的优缺点常压开舱由于地层加固成本较高、施工工期较长，还会受到地表条件的制约，因此有一定的局限性。带压潜水开舱需要入舱人员有较高的水下作业能力,人员安全也难以保障。而带压

7、开舱相比其他两种方法而言具有明显的优势：(1)带压开舱不受地表环境的限制。在穿越大江大河的隧道工程中，由于隧道上方覆土高度在水面以下，无法从地表对地层进行加固，因此不具备常压开舱的条件；在城市地铁隧道工程中，考虑到地面上的构筑物、道路以及地面施工对环境的影响，也优先采用带压开舱。(2)带压开舱成本较低。常压开舱采用水泥搅拌桩加固地层，要始终进行井点降水，盾构机埋深越大，加固的成本越高；带压开舱只需要在开挖面上形成泥膜，然后采用气压支护，成本要比常压开舱低得多。(3)带压开舱工期较短。常压开舱工艺复杂，造价

8、高，工期也长。长吋间停机会导致盾构机在软土地基中下沉、再次启动吋千斤顶推力过大等一系列问题，带压开舱方便快捷，避免了长时间停机引发的其他问题。当然，带压开舱也有苏缺点，由于人员需要在高压环境下工作，进出工作舱需要进行频繁的加减压流程，耗费较长的吋间，频繁加减压也容易造成减压病症，事实上，由于加减压耗费较长时间，人员单次进舱实际的工作时间不足lh。相比于潜水开舱法，带压开舱作业面大，对施工人员综合素质要求也较低,更适宜推广。正常