盾构隧道下穿海底粘土地层快速施工技术.pdf

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1、1盾构隧道下穿海底粘土地层快速施工技术邓金塘，唐纵雄(1．中铁隧道集团有限公司，河南洛阳471009；2．中铁隧道股份有限公司，河南郑州450009)摘要：盾构法修建的隧道粘土含量较高时，采用一般掘进方法，会造成刀盘开口堵塞，影响掘进速度。以台山核电取水隧洞为例，通过工程类比、现场试验和施工实践，重点概括和提炼总结了海底隧洞粘土地层盾构快速掘进施工技术：①改进刀具、增大刀盘开口率；②调整转速和掘进参数降低地层扰动，适应快速掘进；③控制泥浆保证循环顺畅，同时达到绿色环保的作用；④控制掘进姿态以保证隧洞线型。以上措施的采用，保证了隧道

2、安全、顺利掘进。关键词：取水隧洞；海底隧道；粘土地层；泥水盾构；快速施工DOI：10．13219／j．gJgyat．2014．03．016中图分类号：U455．43文献标识码：B文章编号：1672—3953(2014)03—0057—05由于良好的安全防护以及相对较小环境影响，虽然盾构法在我国发展已有十多年，但由于经泥水盾构以其优良的性能、洁净的工作环境，被广泛济和技术条件的限制，海底隧道盾构施工在我国尚的应用于城市地铁、轨道交通以及越江跨海隧道的处于起步阶段，尤其是在海底粘土地层采用泥水平修建，在水下隧道的高水压地层中，泥水盾构

3、的优势衡盾构还没有成功的事例。本文结合台山核电取水更加明显；但因为隧道地质条件复杂，位置处于江隧洞施工，从盾构通过粘土地层、富水砂层的处理过底、海底，一些辅助的施工措施难以实施_2]，制约了海程，总结盾构在海底隧洞粘土地层长距离快速掘进底盾构隧道技术的发展。海底盾构施工的主要控制的关键技术。点在于盾构掘进参数的控制，以及在快速掘进过程1工程概况中通过调整参数和辅助措施，控制盾构机的掘进姿态[I。目前盾构施工海底隧道的工法渐渐完善，开发台山核电站取水隧洞位于陆域腰古咀至大襟岛的新技术新方法也日益增多，如：彭正勇、梁奎生研究之间的海域

4、中，如图1所示，单隧建筑长度4330．6的盾构过软硬不均地层的关键技术l_5；张顶立研究了m，双隧盾构段全长8119m。隧洞两端有陆域侧工海底隧道不良地质体及结构界面的变形控制技术及作井及大襟岛侧工作井各1座，取水隧洞为双洞取分析如何控制沉降等问题[6]。李友兵等从工艺特点、水方式，开挖洞径为9．03m，隧洞埋深11～29m，施工原理、孤石群地层探测、盾构优化改造、孤石群地两洞中线间距为29．2m；洞身两端硬岩段为矿山法层掘进、跟踪注浆、灰岩掘进、安全控制等几个方面，开挖，软岩段、粘土段采用大断面直径为9030mm详细论述了孤石群

5、地层盾构施工技术l_7。。海瑞克泥水平衡式盾构机施工。图1取水隧洞示意图(单位：Il1)盾构隧洞内径O7．3m，外径08．7m，采用盾构收稿日期：2o14—02—17管片和二次衬砌复合支护结构。其中盾构管片厚度作者简介：邓金塘(198o)，男，【程师，主要从事工程技术和管理工作0．4m，作为隧洞的主体结构，二次衬砌厚度0．3m。国防交通工程与技术囫2014第3期·实例分析·盾构隧道下穿海底粘土地层快速施工技术邓金塘等盾构在通过陆域侧矿山法开挖段、硬岩段、基岩3控制措施突起、孤石群段后，进入粘土一富水砂层段，该段地质分为粘土段和粗砾

6、砂混粉质粘土段，地质具体描3．1刀具更换述如下：DK0+325～DK2+100洞身段主要出露花羊角刀适应于切削强度低的岩石，适用于围岩岗岩残积土，全风化花岗岩。残积土呈可塑～硬塑为I、Ⅱ类的地层，通常超前切刀布置，先行切削地状态，全风化花岗岩岩心呈土状，手可捏碎。该段内层，进行冲击和切削，解除地层约束力，然后由超前钻孔揭示全风化岩体内存在中等风化岩状。上覆土量较小的切刀切削剩余部分，在软土地层中的掘进体厚约l1～22m，位于海水位以下。DK2+100～效率比滚刀高。而且羊角刀与刀箱之间的空隙较DK4+170洞身主要出露粘土及粗砾砂

7、，粘土呈可大，有利于渣土通过刀盘排出。塑状态；可塑～硬塑状；粗砾砂多呈稍密～中密状盾构由硬岩层向软岩层过渡掘进期间，要及时态。DK2+593、DK2+793处附近隧洞顶板露出④用羊角刀替换滚刀。在软土地层采用羊角刀掘进，层淤泥质粘土，上覆土体厚约22～25m，位于海水需要在全断面进入软土层时换刀。在地层稳定条件位以下。全隧地质饼状图如图2所示。下，带压进仓逐步将滚刀更换为羊角刀。若地层失花岗岩，198m，5％稳或发生渗水或坍塌，则停止换刀恢复掘进，通过不：·69m，2％丽％稳定区域后继续带压进仓换刀，直至将滚刀全部更砂砾粉质粘土，

8、粘土，2085m，51％换为羊角刀。397m，10％当掘进接近大襟岛，盾构机将由软岩层段进人亟主!一花岗岩风化岩段，岩石较硬。当盾构全断面进入硬268m，7％塑堡：岩层后，同样需要带压进仓，将羊角刀更换为滚刀。857m，21％根据岩层硬度的变化，及