成都砂卵石地层盾构机选型及技术应用

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1、施工技术CONSTRUCTIONTECHNOLOGY成都砂卵石地层盾构机选型及技术应用杨辉，徐寅，王涛（中交天和机械设备制造有限公司，江苏常熟215500）［摘要］研究成都温江区域的地质和水文条件，分析了砂卵石地层盾构施工难点，基于土压平衡的原理，研究盾构机推进时保持土仓内的土压力。研究了盾构机大开口率刀盘及带式螺旋输送机在砂卵石层掘进施工的适应性，探讨并提出了针对盾构机在该区域施工时地面沉降控制不好、刀盘易卡死、螺旋轴卡死断裂等问题及解决方案，提供了盾构机选型方案。［关键词］砂卵石地层；盾构机；刀盘开口率；带式螺旋轴［中图分类号］U455［文献标识码］B［文章编号］1001-554X（

2、2018）07-0089-06Seleation and application of shield machine for sand gravel base in ChengduYANG-Hui，XUYin，WANGTao随着我国社会经济的发展，越来越多的城市泉大道站4站3区间属于温江区域（以下简称黄温区开始规划和修建地铁。在此期间，部分城市在地铁间）。工程线路及主要地质如图1。建设中遇到了地质条件非常复杂的砂卵石土层，特黄温区间主要穿越地层为卵石土如图1（b）。别是成都地区，其中温江区域的地质条件尤为复卵石粒径一般约为210～300mm，最大约为杂。成都17号线黄石站—温泉大道站区间

3、（温江350mm。且卵石土具有自稳性差、富水性良好、区域）隧道几乎全部从卵石土层中穿越，卵石含透水性强等特点。该区间侧穿成都市第五人民医量高，卵石最大粒径可达600mm以上，卵石级配院，成都市第五人民医院为地上19层，地下2层，差，地下水含量丰富且渗透性强。到目前为止国内筏板基础，基础底埋深约7m。距离盾构隧道最近外盾构机在此区域内进行盾构施工时普遍遇到由于水平距离约为10m，侧穿成都五院，下穿4号线二出土方量超方导致地面沉降控制不好、刀盘卡死、期隧道，隧道外径为6m，竖向最小净距约3.2m。刀盘刀具损耗严重、螺旋机卡轴断轴、螺旋机喷涌［1-2］2项目施工重难点分析等问题。本文基于土压平

4、衡盾构机的原理，结合中交2.1卡刀盘且刀具磨损严重天和对砂卵石地层盾构机的设计经验，旨在解决以温江区域区间位于卵石最大含量可能超过上问题，提高盾构机在成都17号线温江区域的施工75%、漂石粒径20～70cm、卵石单轴抗压强度可效率、施工质量，节约施工成本。能超过132MPa的大粒径、高强度、富水砂卵石地层中。与成都其他区域相比，本区域砂卵石地层具1工程概况有漂石粒径大、漂石含量高、部分地段卵石层密实成都号线一期工程线路全长约27.6km，地下程度差等特点，该地层对地铁施工尤其是盾构法及段长约21.4km；最大纵坡坡度31.1‰，最小平面曲暗挖法区间隧道施工影响较大。线半径R450m。区间

5、范围为金星站（含）—九江机（1）目前成都地区大部分盾构机的刀盘开口投镇站（含），其中盾构区间为黄石站—市五医院DOI:10.14189/j.cnki.cm1981.2018.07.012站—凤溪河站—温泉大道站—明光站—九江北站—［收稿日期］2018-03-23白佛桥站—机投镇站，梧桐庙停车场出入线段共7［通讯地址］王涛，江苏省常熟市高新技术产业园义虞南个区间。其中黄石站—市五医院站—凤溪河站—温路75号CONSTRUCTIONMACHINERY89施工技术CONSTRUCTIONTECHNOLOGYN（金星站）（黄石站）510（市五医院站）500凤溪河站（温泉大道站）490（明光站）（

6、九江北站）（机投桥站）480（白佛桥站）470a线路图b地质图图1成都17号线项目线路图及主要地质图可通过粒径≤40cm，盾构机在推进过程中会造成机后地下水涌向土仓，水位上升导致螺旋机底部压刀盘堵塞，使刀盘扭矩超过额定扭矩值，从而造成力增大，重新掘进时会造成喷涌现象。停机；2.5事故案例（2）由于≥40cm的卵石较多，漂石天然抗成都地铁7号线七标神仙树-神仙树西区间土压强度一般为41～200MPa，个别漂石强度达到压平衡盾构机掘进至450环时，刀盘扭矩增加，平299MPa，破碎困难，超过刀盘开口的卵石无法进均扭矩达到5500kN·m。经拆机减速机内行星齿完入刀盘，将造成盾构机无法掘进；全

7、破坏2个，并伴随部分点蚀及变形，摩擦聚合物（3）卵石最大含量超75%、漂石粒径20～相对较多。成都地铁3号线双流西站至三里坝站盾70cm、漂石天然抗压强度一般为41～200MPa，个构区间连续发生3起螺旋机断轴事件，其中右线2别漂石强度达到299MPa，施工时刀盘刀具磨损严次，左线1次，断口均发生在离端部1～1.2m处。重，甚至损坏；3设计思路（4）卵石含量高，自稳性差，卡在刀盘前面的≥40cm以上的卵石，难以通过带压进仓的方式根据