广州市轨道交通三号线客.doc

广州市轨道交通三号线客摘要文章简要地介绍了盾构法施工的基本概念和工法 要点，对广州轨道交通三号线客-大区间盾构施工的技术方 案做了初步总结与评价，并根据施工过程中的实际体会，深 入研究了技术要点和管理方法,可为今后进一步提高盾构法 施工技术水平作参考关键词盾构隧道盾构机施工技术1工程概况客-大（客村至大塘）区间为两条平行的分离式单线圆形 盾构隧道,左右线总长为（其中盾构隧道长），共设3个联络 通道、1个泵房、1个中间风井及左右线扩大段矿山法隧道、 8个接口洞门线路最大坡度为30%曲线半径为1000m,隧道覆土厚 度〜24m o客-大区间圆形隧道外径，内径，管片厚度300mm,管片宽 度，分块数为6块，釆用错缝拼装环间采用三元乙丙橡胶 止水条止水，同步注浆填充管片与地层空隙管片混凝土强 度等级为C50 ,抗渗等级不小于S1 2该区间隧道沿线建筑物密集，有17 0多栋楼房,其中确 定房屋桩基底到隧道顶面之距小于3m的共有1 4座区间YCK 7+至YCK8+23 0段围岩主要为强风化和中等风 化岩石，围岩级别为III〜IV级，岩质较均一，岩性强度较高, 自稳能力较好，但节理裂隙较发育，局部易碎裂坍塌。

区间Y CK8+230至YC K8+段围岩主要为全风化和可塑至 硬塑状残积层，围岩级别为I〜II级，土层自稳能力较好，但 强度较低，且隧道埋深较浅，整体稳定性相对较差盾构隧道釆用一台海瑞克①复合式土压平衡盾构机从 大塘站北端头右线盾构工作井下井拼装始发，向北掘进，在 客-大区间暗挖段洞室内调头后，返回向南掘进左线，在大塘 站北端头盾构工作井解体吊出盾构隧道掘进过程示意见 图1本工程的主要特点和难点是盾构在密集建筑群下的推 进和盾构机在暗挖地下洞室内的调头客-大区间盾构施工场地分为两个阶段,右线施工为第 一个阶段，施工场地在大塘站北部；左线施工为减小轨道运 输的运距和便于附属结构施工，将盾构场地转至客-大暗挖 区间的施工竖井场地盾构机于XX年4月18日进场，经组装、调试,采用软 岩刀具于5月26日始发，推进480m后于8月9日至8月15 曰更换硬岩刀具继续推进至609m,于8月31日到达已完工 的矿山法隧道和中间风井9月16日由风井二次始发，推进 898m,于XX年元月2日贯通右线XX年元月至2月完成在 地下洞室内的调头,2月26日左线始发，在8月19日贯通左 线，到达大塘站，符合实施性施工组织设计进度安排。

施工 过程中未发生坍塌现象，隆降控制良好，隧道上方受影响范 围内的170幢房屋安全无恙总体讲基本顺利，虽未创岀高 的掘进水平，但基本掌握了盾构法施工技术工程进度、安 全、质量、施工技术与管理得到业主、监理的充分肯定，被 广州地铁总公司评为优秀项目经理部，创出良好的信誉2客-大区间盾构施工的总结与探讨在客-大区间盾构施工过程中，针对工程的特点、地质 情况和现有的施工技术水平，借鉴兄弟单位的成功经验，认 真研究优化,提出并实施了不少的成功的方案盾构机盾构机的选型原则盾构机是盾构施工的关键,一般的选型原则是要适合隧 道设计的特点、地质特点、环境特点，选型要有针对性但 是一台盾构机价值几千万元人民币，又有10hn的寿命，对施 工区域广阔的企业，在选型时不能仅看到眼前的项目，还要 应对可能出现变化的条件（尤其是地质变化），所以，盾构机 的主要技术参数选择要考虑一定的通用性盾构机的使用情况与问题海瑞克盾构机在广州轨道交通二号线工作良好,成为首 选客-大区间盾构经过的掘进，其主要技术性能、参数基 本满足施工要求，但对付硬岩很困难随着施工中的体会和广泛了解,海瑞克盾构机还存在许多需改进的地方1) 盾构机的推力和刀盘的扭矩盾构机的设计总推力为342 10kN,但在实际使用中未超 过12000 kN0软土地层一般采用土压平衡模式，推力为 5000〜6000 kN;在其他岩石单轴抗压强度超过100M Pa的地 段，总推力也未超过15000kN，海瑞克现场指导人员也不主 张采用超过12 OOOkN以上的推力。

推力的设计首先要保证 能够使刀具按设定贯入量(刀盘每转刀具贯入岩石的深度) 贯入一定强度的岩石，但盾构机破岩机理是刀盘旋转带动滚 刀滚动挤压破岩,所以扭矩必须足够刀盘的扭矩设计为4500kN・m,脱困扭矩为5300kN・m 实际使用中，在软岩、软硬不均地层中，常有超过设定扭矩 值而自动停机的问题尤其在采用土压平衡模式粘性土层 中掘进时，扭矩也很大，经常超过设定值从目前使用情况来看，推力与扭矩的设置是不匹配的， 即推力可减小，扭矩还应适当增加，应详细地计算验证，修正 设计2) 刀盘的转速按海瑞克的设计，刀盘的转速设定为两档,低档为0~ 3r/min,高档为3〜6r/mi n使用高档(3〜6 r/min)是通过 加大液压油流量来实现的,从而影响了机械寿命和设计强度 实践证明，刀盘转速只需要3r /min以下就可以满足施工要 求3) 刀盘与刀具刀盘的开口率客-大盾构机刀盘的开口率不能变化，且中心区开口率 小，不适应有粘性软土地层的需要，易形成泥饼拉瓦特、 海瑞克都已制造了开口率可调的盾构机，不仅能适应各种地 层的掘进，而且为在不良地层下换刀提供了一定的安全保障单刃滚刀、双刃滚刀及刀间距海瑞克的双刃滚刀设计从实践看来对付4 OMPa以上的 岩石已十分困难。

双刃滚刀要同时破200mm左右范围的岩 石,肯定不如单刃滚刀破100mm范围岩石的效果好在软硬 不均的岩层中，应采用单刃滚刀及相应的刀盘设计，刀间距 应取85mm左右4) 变频电机直接传动和液压传动海瑞克釆用液压传动，但随着变频技术的日益完善，釆 用变频电机直接传动比液压传动优点多，首先是变频电机直 接传动的机械效率高;其次可以减少发热环节，减少冷却水 用量，减小噪音，且使用维护相对简单,所以应选择变频电机 直接传动5) 便于操作维修的人性化设计威尔特、小松盾构机在通道、管片拼装工作台的设计 上大大优于海瑞克，人员可以直接在通道上从操作室到盾体 前部6) 注浆系统注浆系统要保持同步，二次注浆设备也应设计在后拖台 车上，并要求在不影响正常掘进的情况下，可以进行二次注 浆施工以上仅就盾构机的一些问题进行分析，结论是:海瑞克 应做出设计理念的清理和设计方案的改进盾构机的国产化与零部件的代用盾构机应有大量的结构部件可国产化，现已国产化的绝 大部分是钢结构件，对于许多泵(如泡沫泵、膨润土泵等)及 液压管路、空压机、皮带输送机，国内已有成熟的电器设备、 零部件可直接代用，但国产刀具还需进一步研究辅助性的 螺栓、挡板进口一件动辄几百元,而代用自制产品仅几十元。

盾构机的保养与维修做好盾构机的保养与维修是保证盾构机正常工作，尤其 是保证盾构机使用寿命的关键建立强制保养制度十分重 要,但根本的保证是要培养一班稳定的熟练维修保养人员， 包括技术干部和技术工人盾构施工的主要配套设备施工平面设计是配套设备选型的前提关键设备龙门吊的起重能力、跨距、提升高度、卸土 方向及方式是决定龙门吊设计和造价的重要参数客-大盾 构始发井洞口大且长，周围还有风亭和出入口，平面布置给 龙门吊设计和造价带来很大的影响，功能复杂、造价高、故 障率也高管片摆放、下井的位置也影响管片龙门吊或汽 车吊的配置管片进场摆放既要便于管片运输车的进场卸货,又要便 于及时选择管片的点位和下井实践证明，平面布置应以尽量减小提升土斗龙门吊的压 力为原则，由此才能保证掘进进度运输方案的选择与机车车辆的配置采用一列车将一环確土运完，并足量供应同步注浆浆液 等辅助材料，有利于快速掘进但要求盾构机后配套，即皮 带运输机要足够长，机车牵引力足够（因为地铁线路纵坡一 般较大），机车、车辆制动性能良好实践证明，采用两列车装完一环腿土的方案只要安排合 理，各项工作穿插进行，总体讲不会影响进度这样,可以选 择小吨位的机车，能减少投资。

机车、麓车编组，还有许多 方案可设计，如保证不间断掘进“双机车分部牵引方案”等, 应进一步研究浆液拌合设备对同步注浆浆液的拌合设备及配套设施一定要符合环 保要求，事后采用措施效果不佳本项目因转场后环保要求 高，只能增加一辆运输车，将经初拌的潮料运至场内加水二 次拌合管片模具的选型通用性管片，即采用单一左或右转环拟合隧道线型,K型 块将可能处于隧道底部泥水、淤泥、杂物处，对拼装质量有 一定影响，但不用挑管片、计算安排各类管片的生产等，对 管片宽度为以下可适用采用左、右转和。