浅谈卵石地层盾构刀盘卡转处理方案

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1、浅谈卵石地层盾构刀盘卡转处理方案林永奇上海三维工程建设咨询有限公司上海市200060摘要：以兰州轨道一号线1期迎门滩站至马滩站区间盾构机脱困为实例，具体介绍了盾构机在卵石地层的停机检查和地层加固施工技术。关键词：盾构机；卵石地层；停机检查；地层加固0引言某泥水盾构机掘进过程中出现刀盘卡转故障，并且在施工处理中由于无法稳定刀盘上方和前方土体，导致刀盘清理无法正常进行，为解决刀盘周围土体塌落问题，拟采用特种油性聚氨酯对刀盘上方土体进行加固，和竖井+挖孔桩对掌子面进行支护，再进仓人工清理堆积物，恢复刀盘正常转动。1工程概况及现状调查兰州轨道一号线1期迎门滩站一马滩站区间共

2、配置2台泥水盾构机，分别从迎门滩站始发，沿银安路南行，穿越黄河后到达马滩站。区间右线盾构施工自2014年11月1日始发至2015年1月7日临时停机，共掘进195环，里程为13+388.647。盾构机临时停机位置所处地质为3-11卵石层，覆土厚度14.6m01丄盾构刀盘周边环境1.1.1刀盘卡转位置盾构机卡转位置里程为13+388.647,距始发竖井230m,距黄河453m,距离风井350m,平面所处位置为银安路辅道与人行道交叉口位置。1.1.2刀盘卡转位置地质条件盾构机临时停机位置，刀盘断面所处地质为3・11卵石层，刀盘上方土体组成为：杂填土(1.0m)s2・10砂

3、卵石地层(11.8m)、砂卵石地层(1.2m),刀盘顶部覆土总厚度约为14m,根据地勘报告，刀盘顶部覆水高度为7.2m。另根据施工日志，刀盘所处位置曾出现地面冒浆和坑洞，先后进行了3次回填，回填骨料分别为：砂卵石及杂填土20m?,C15混凝土17m?,CIO砂浆48m?。1.1.3刀盘卡转位置地面管线刀盘卡转位置地下管线有雨水、污水、通信、电力等管线，地上管线有10KV高压线。1.2盾构掌子面情况根据开仓检查的情况，在充分降水的条件下，仓内掌子面除刀盘顶部开口处有卵石塌落需通过模板支护外，其他部位的砂卵石都较密实。2制定方案2.1洞内解决面临的问题1、刀盘顶部土体不

4、稳定，在清仓完毕撤除支护措施后，顶部渣土重新塌落到开挖仓内。2、顶部土体塌落，导致开挖仓V17、V18冲洗管堵塞，并进一步导致泥水循环无法通过开挖仓正常建立。在试验的过程中，掌子面压力的剧烈波动进一步扩大了塌方的体积。3、由于盾构机目前是以28‰的坡度向下掘进，仅清理刀盘底部渣土，刀盘是否能够转动不确定。而刀盘试转的过程中，可能会重复导致1、2两个问题，形成恶性循环。分析判断，刀盘前方堆积了大量卵石和杂填物，影响了刀盘的正常转动，人工进仓清除堆积物风险大，无法作业，需要对土体进行加固或者支护。2.2处理方案从仓内对刀盘顶部土体进行注聚氨酯加固，同吋在刀

5、盘上部施作一个竖井,井底靠刀盘前方施作一排挖孔桩，对掌子面进行支护，在刀盘的顶部和前方为清仓创造一个保护壳。再从仓内清除堆积物，恢复刀盘转动。3聚氨酯加固方案3.1HK-9105油性聚氨酯介绍3.1.1产品概述HK-9105油溶性聚氨酯化学灌浆材料，是一种能快速防渗堵漏、补强加固的单组份环保型灌浆材料。浆液在快速反应吋会产生很大的膨胀压力，促使浆液二次扩散，推动浆液向裂缝、孔隙深入渗透，故有更大的扩散和固结范围。由于它无刺激性气味，因此特别适用于密闭环境内施工，已在上海、杭州、南京等城市地铁工程中大量使用。3.1.2适用范围富水土层的快速加固及土壤稳定处理。3.2聚

6、氨酯加固方法3.2.1浆液配制1、浆液配比：A：B=10：1（重量比），即A组分聚氨酯10kg,B组分催化剂lkg。如在实际使用中发现固化速度过快，则适量减少催化剂用量即可延长固化吋间。2、灌浆前先将确定用量的催化剂加入聚氨酯浆液中，搅拌均匀，待用；带有催化剂的浆液不会反应，直到接触水才会开始反应。3、由于聚氨酯混合液遇水即开始反应发泡，因此在未使用前，混合液应避免接触水。3.2.2注酯范围注酯范围：根据实际开仓检查情况，刀盘中心以下区域的卵石堆积非常密实,不需要进行加固，仅对刀盘中心以上部分进行局部加固，具体加固范围为：刀盘直径外1.5m范围内的上半圆，注酯宽度为

7、刀盘面板正前方1.5m,盾体切口后0.5rm（目前聚氨酯的扩散半径尚无计算公式或经验数据，实际的扩散半径由现场根据压力及注入量判断，同吋可辅以注酯试验。）注酯加固范围图3.2.3注酯步骤1＞确定需加固的区域，并在加固区域埋设直径25mm,长度1.5m的PVC或PPR注酯管。管壁上设置直径5mm的注酯孔。注酯孔的数量根据实际情况设定，一般不应少于3排。埋设注酯管吋，可使用钢套管或使用钻孔机在降水的条件下进行布设。也可使用钢性注酯管，但钢性注酯管必须在注入完毕后，浆液上强度前拔出，以免妨碍盾构机恢复工作。2、将聚氨酯泵连接到注浆管，通过注浆管加注聚氨酯；3、在泵口压