2024-04-19 00:53:27 | 起点排行榜
1、工程概况
广州市轨道交通三号线[天 ~华]区间盾构工程分为两个区间(天河客运站~五山站区间以及五山站~华师站区间),主要由两条圆形盾构隧道为主组成,双线长6259.615m.隧道标称内径为5400mm;埋深为11~28m;平面最小曲线半径为350m;最小竖曲线半径为3000 m;坡度为19‰;最小坡度为3‰。
天~五区间隧道主要是在残积层和全风化层中穿过,顶底板差异不大,在中部偶见夹有球状微风化岩石。近五山段顶板出现少量砂层。隧道洞身天然单轴抗压强度值为153.40MPa.
五~ 华区间隧道主要是在强风化层中穿过,顶底板岩土分层有一定差异,存在上软下硬或有夹层现象。中部为瘦狗岭断层破碎带,以北均为花岗岩、花岗片麻岩带或风化层,以南为白垩系红层岩系。靠近华师站段隧道全断面在微风化层中穿过。地表地形地貌变化也比较大。白垩系红层隧道上方发育有较长段含水砂层。
2、盾构掘进
2.1刀具配置
地质情况对刀具配置起决定作用,隧道围岩为I、II类(按《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范》中隧道围岩分类)时,一般采用刮刀(俗称羊角刀),而对于 III~VI类围岩则使用盘形滚刀效果较好。盘形滚刀又有单刃和双刃之分,单刃滚刀适合较硬岩或强度不均匀的围岩,而双刃滚刀适合一般硬岩及强度均匀的围岩。针对本工程的地质情况,均配置单刃盘形滚刀。
2.2掘进参数控制
(1)控制刀盘扭矩。根据保护刀具、降低刀具磨损的要求,必须将刀盘扭矩控制在某一容许范围内,而控制扭矩的主要依靠以下方法:
◆ 减小推力:这是最简单、有效的方法,但同时也会降低掘进速度。
◆ 减小刀具的贯入度:即在保持掘进速度基本不变的情况下,提高刀盘转速,一般达2.5~3r/m左右。当开挖面为全断面硬岩时,减小刀具贯入度,能显著降低刀盘扭矩。但刀盘高转速不适用有孤石的围岩,因为孤石很容易造成刀具崩裂。
◆ 向开挖面、土仓内加入土质改良剂:
常见的土质改良剂及适用地层
膨润土 适用砂~砂砾地层
发泡剂 适用粘土~粗砂地层
高吸水性树脂 适用固结粘土~砂砾地层
其中发泡剂较为常用。
另外,在全断面硬岩或孤石地层,可以向开挖面、土仓内加入冷却水,以降低刀盘、刀具的温度来保护刀具。
(2)保持适当的土压。若隧道围岩能够自立,则可以采取空仓掘进的模式;若隧道围岩无法自立,为了保持开挖面的稳定,则必须保持适当的土压以稳定开挖面,控制地面沉降。土压过低,则可能出现超挖;土压过高,则有效推力降低,掘进速度降低,且地面可能隆起,造成后期沉降较大。土压的确定与隧道埋深、地质情况、地面建筑物情况有很大关系,可以采用库仑或朗肯等理论估算。在实际施工中,也可以根据出土量的情况来确定适当的土压。在本工程掘进过程中一般保持 1.5~2.0bar的土压。
(3)在刀盘扭矩、土压、出土量满足要求的情况下,尽可能加大推力,以提高掘进速度(80mm/min以上),加快工程进度。而在掘进速度较快的情况下,则要注意控制好盾构机的姿态、保持土压稳定、同步注浆量。
2.3同步注浆及二次注浆
由于刀盘的直径为Φ6280mm,而管片外径Φ6000mm,所以在管片离开盾尾后,理论上管片与围岩之间将会有宽度为140mm的空隙,为控制地面沉降,必须用砂浆将空隙填满。
(1)盾尾同步注浆。
出现的主要问题:
◆ 堵管
出现堵管的情况,其原因主要是以下几方面:
① 砂浆配比不好,以致砂浆初凝时间太短、砂浆易沉淀离析、砂浆流动性差
② 原材料不好,如砂太粗
③ 盾尾浆管回砂
④ 长时间停注前未注射膨润土液洗管
◆ 漏浆
主要原因及处理办法:
① 盾尾间隙过大。控制好盾构机姿态,选择适当的管片,以保持良好的盾尾间隙
② 尾刷损坏。在管片迎水面垫厚约15cm 左右的海绵或者更换尾刷。
③ 盾尾油脂注入量不够。加大油脂注入量。
(2)二次注浆。
当地面沉降较大或隧道下坡且地下水丰富时,可以进行管片背后二次注浆来稳定地面或堵水。
注浆材料可以用纯水泥浆、砂浆或双液浆。注浆设备可以采用注浆机或盾构机台车上的同步注浆泵。注浆时应注意监控注浆压力,如果压力过大可能造成管片错台或纵裂。
盾构机
知名的品牌有:
上海隧道工程股份有限公司
、北方重工集团、中国铁建重工集团和
中铁十六局
集团,具体分析如下:
国内具有
自主知识产权
的国产盾构机是上海隧道工程股份有限公司研制的国产“863”系列盾构机;
2007年,北方重工集团董事长耿洪臣与法国NFM公司原股东正式签署了股权转让协议,使北方重工拥有了世界上最先进的全系列隧道盾构机的核心技术和知名品牌;
2015年11月14日,由中国铁建重工集团和中铁十六局集团合作研发的中国国产首台铁路大直径盾构机在长沙下线;起点排行榜
因此可以看出,盾构机的国内知名品牌有,上海隧道工程股份有限公司、北方重工集团、中国铁建重工集团和中铁十六局集团。
扩展资料:
盾构机问世至今已有近200年的历史,其始于英国,发展于日本、德国。通过对土压平衡式、泥水式盾构机中的关键技术,如盾构机的有效密封,确保开挖面的稳定、控制地表隆起及塌陷在规定范围之内;
刀具的使用寿命以及在密封条件下的刀具更换,对一些恶劣地质如高水压条件的处理技术等方面的探索和研究解决,使盾构机有了很快的发展;
参考资料来源:
百度百科-盾构机
地铁盾构机根据其适用的土质及工作方式的不同主要分为压缩空气式、泥水式,土压平衡式地铁盾构机等不同类型。泥水式盾构机是通过加压泥水或泥浆(通常为膨润土悬浮液)来稳定开挖面,其刀盘后面有一个密封隔板,与开挖面之间形成泥水室,里面充满了泥浆,开挖土料与泥浆混合由泥浆泵输送到洞外分离厂,经分离后泥浆重复使用。土压平衡式盾构机是把土料(必要时添加泡沫等对土壤进行改良)作为稳定开挖面的介质,刀盘后隔板与开挖面之间形成泥土室,刀盘旋转开挖使泥土料增加,再由螺旋输料器旋转将土料运出,泥土室内土压可由刀盘旋转开挖速度和螺旋输出料器出土量(旋转速度)进行调节。
地铁盾构是城市地铁施工中一种重要的施工技术,是在地面下暗挖隧洞的一种施工方法。它使用地铁盾构机在地下掘进,在防止软基开挖面崩塌或保持开挖面稳定的同时,在机内安全地进行隧洞的开挖和衬砌作业。其施工过程需先在隧洞某段的一端开挖竖井或基坑,将地铁盾构机吊入安装,地铁盾构机从竖井或基坑的墙壁开孔处开始掘进并沿设计洞线推进直至到达洞线中的另一竖井或隧洞的端点。
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