復合地層盾構隧道施工新技術及案例分析XX有限公司2014年12月2隧道施工技術的發展盾構始發到達接收鋼套筒技術上下重疊隧道施工施工技術各種穿越技盾構空推技術盾構刀具新技術盾構通過復合地層(上軟下硬)花崗巖球狀風化地層(孤石)盾構施工輔助工法新技術（克泥效）

復合地層盾構施工創新技術2013年11月竺維彬黃威然4典型地質剖面與相應的盾構機盾構施工三維控制原理2013年11月竺維彬黃威然6目前全世界最大的泥水平衡盾構機—直徑17.8米。用于XX隧道盾構機設計新技術應用盾構機設計新技術應用盾構機設計新技術應用

盾構機設計新技術應用

盾構機設計新新技術應用盾構機設計新新技術應用盾構始始發施工特點：1.始發豎井一般般比較深，地地下水壓大始始發豎井深度度為20m左右，地下水水壓高達1.5bar左右，且始發發洞門斷面地地質復雜多變變，極易出現現涌水涌砂現現象。2.洞門鑿除危險險系數高，洞洞門鑿除施工工面積大，工工期長，易出出現土體坍塌塌、涌水涌砂砂等事故。施工主要風險險：（1）涌水涌砂（2）掌子面失穩穩（3）洞門密封失失效1.洞口外側安裝裝兩道簾布橡橡膠板止水密密封裝置。2.在洞門鋼環內內安裝三道鋼鋼絲刷，并在在鋼絲刷之間間沿外圈均勻勻布置注漿孔孔。3.盾構出洞時在在三道鋼絲刷刷上及中間涂涂滿油脂，保保證鋼絲刷與與盾構外殼保保持良好的密密封接觸，達達到良好止水水效果。4.在簾布橡膠板板及盾殼外表表面涂抹黃油油，保證盾構構出洞穿過時時止水裝置不不被破壞，處處于良好工作作狀態。保證盾構始發發的施工技術術洞門強化密封封19m2.5m<1-1><3-2><6-1><6-2><11-1>地下水位標高高20.32m，隧道洞身范范圍內<6-2>硬塑狀殘積砂砂質粘土層滲滲透系數平均均0.4m/d。始發加穿越綜綜合施工新技技術上梅林站采用始發鋼套套筒技術下蓋上蓋與預埋鋼板過過渡環（洞門門處密封）下蓋上蓋加強環梁地鐵盾構到達達安全事故地鐵盾構到達達安全事故地鐵盾構到達達安全事故地鐵盾構到達達安全事故地鐵盾構到達達安全事故照片3鋼套筒后端蓋蓋圖片后端蓋盾構機三大核核心技術:自動控制技術術(PLC):計算機技術液壓技術(BHW):油,氣,水密封技術:主軸承密封,鉸接密封,盾尾密封盾構機三大核核心部件:刀盤:包括各種刀具具(滾刀,齒刀,刮刀,仿行刀,超挖刀)管片拼裝機(有線,無線控制)螺旋輸送機(有軸,無軸帶式,直徑,)盾構機刀盤的的形式面板式輻條式以及介于2者之間的幅板板式刀盤。盾構機刀盤的的形式—面板式盾構機刀盤的的形式—面板式盾構機刀盤的的形式—條輻式重型刀盤及刀刀具設計刀盤刀具實際際配置圖刀盤刀具實際際配置圖刀盤刀具實際際配置圖-xx地鐵7號線刀盤刀具實際際配置圖-xx地鐵7號線改進刀盤刀具實際際配置圖-xx地鐵9號線盾構機使用盾構機與地質質條件的博弈弈:刀具好:用的好地質是基礎(土)設備是關鍵(機)管理是根本(人)耐磨刀具的布布置及設計DECREASINGROCKSTRENGTH(144hrworkweek,10rpmcutterhead)推進與啟用率率(恒進刀率曲曲線)(每周144工作小小時,10轉/分分)各種轉速巖石強度減低低設備啟用率月進尺,米米INCREASEPENETRATIONRATE提高進刀率RequiresHighercutterloads對刀具承載力力要求高Needed:Highercapacitycutters需要高承載力力刀具improvedbearing/shaftcapacity改善軸承/主主軸承載能力力improvedcutterhousing改善刀體Needed:Betterringmaterials需要優質刀圈圈材料Improvedmaterialsandprocesses改善材料性能能及生產工藝藝盾構法隧道的的一些原則性性定義1.小凈距小小于0.7D2.淺覆土小小于D3.小半徑小小于40D4.大坡度大大于3%5.長距離大大于4~5KM6.大深度大大于50M盾構機使用的的科學化精細化管理盾構機與地質質條件的博弈弈(盾構選型)設備好亦要用用的好(施工管理)11/24/2022Page41港鐵公公司11/24/2022Page42港鐵公公司11/24/2022Page43港鐵公公司11/24/2022Page44港鐵公公司CutterheadS-62311/24/2022Page45港鐵公公司11/24/2022Page46港鐵公公司

17"SinglecutterDisc29606188SparePartsConsumptionPOS. Art.Nr. Description Qty Unit129606192Shaft12St229600195SealRetainerouter14St329606198Sealretainerinner12St429606201HUB0St529606205(6608)CrushSpacer344St628800191Sealset1855St729603453Cutterring1092St829602436SplitRing1095St929606189Nut28St1029602439bearingcub236St1129606277bearingcone240St1229606278O-ring936St1329606272O-ring937St1429606279O-ring937St1529605563Plug43St1670000001LaborCosts0St1729710068Oil######L1835009177P.C.shaft224LCutterShopManagement11/24/2022Page47港鐵公公司盾構機使用用的科學化化管理盾構機機使用用的科科學化化管理理盾構機機使用用的科科學化化管理理盾構機機使用用的科科學化化管理理盾構機機使用用的科科學化化管理理換刀作作業；；砂漿漿置換換；（（控制制困難難：強強度不不夠；；堵死死土倉倉；卡卡死刀刀盤，，卡死死盾構構機））孤石處處理：：深孔孔爆破破；沖沖擊樁樁沖擊擊；新工法法：克克泥效效盾構施施工輔輔助工工法新新技術術克泥效不會硬硬化的的壁后后注漿漿（克泥效效）黏土與與強塑塑劑以一定的的比例例混合合后，，瞬間間形成成有變變化性性的可可塑性性黏土土添加加材克泥效效的效效果克泥效水量過過多時時添加加可以以防止止噴發發盾構機機被地地表土土壤包包覆性性減低低克泥效空洞過過大時時添加加可以以防止止下陷陷急曲線線鉆掘工法（克泥效效微型型樁工法））三急轉彎之輔助工法

3.4微型固定袋

微型固固定袋袋原狀狀微型固固定袋袋灌漿漿後盾構掘進的的使用用范圍①卵石砂礫層層掘削削時防止噴噴發②抑制盾盾構機上部部的沉沉陷③砂砂礫礫層層掘掘削削時時土土砂砂壓送送的的補助助④掘掘削削停停止止時時的土壓保持持??土倉倉內安安定定⑤盾構機姿姿勢勢控制制⑥盾構機到達達掘掘進進時時的止止水水效效果果掘削削停停止止時時的土壓保持持??土倉倉內安安定定1)泥土土壓壓式式盾盾構機掘掘進進時時的的土土壓壓保保持持2)泥水水??泥泥土土壓盾盾構機長期期停停止止時時的土壓保持持※使用用克克泥泥效效的的話話，，再發進時時土倉倉內沒有有阻阻塞的顧顧慮慮泥土土壓盾盾構機泥水水式盾盾構機①隔壁壁注注入入口口注入入克克泥泥效效②一邊邊確確認認泥土土壓的的情情況況下下從螺螺旋旋機機排排土土③切刃刃盤盤邊邊旋旋轉轉邊邊攪攪拌拌土土砂砂①旁路路運運轉轉（ＭＭＶＶ３３開開））②送送泥泥閥（ＭＭＶＶ１１））開開③掘削削面面水壓安定定確確認認④克泥泥效效注入入（（下方方注注入入）（注入入的的泥泥水水漿漿會會從從泥泥水水管管路路回回流流）盾構機姿姿勢勢控制制在軟弱弱地層或由由于于潛潛盾盾機的長長度度或或重量量之平平衡衡而而導導致致機機頭頭向向下下，，在在此此情情形形下下，，即即使使操作作千斤斤頂頂或或使使用用中中折折裝裝置置，，控控制制也也相相當當困難難。。若是是勉勉強強揚揚起起機機頭頭角角度度的的話話反反而而會會導導致致地盤盤下沈更大。。→一邊邊從從下下方方注注入入克克泥泥效效，，一一邊邊修修正正機機頭頭揚揚起起角角度度。盾構機到達達掘掘進進時時的止止水水在到達達區、一般般會會做做地盤盤改改良良或注注入入藥藥液來達達到到地盤盤強強化化的效效果果。但由由于于盾盾構機掘進進時時的摩擦擦抵抵抗抗等等原因因、地地盤盤改改良良體會會有有裂裂縫縫或或碎碎片片。因此此地地下下水水流流入入，，而而導導致致到到達達區區產產生生噴噴涌涌水水的的現現象象。→因為為克克泥泥效效在在推推進進至至到到達達口口為為止止都都持持續續灌灌注注，，地盤盤改改良良效果可以以達達到到最最大大限限度度的的有有效效利利用用。到達達口口地盤盤改改良良區克泥泥效效①到到達達地地盤盤改改良良區前前，，盾盾構機一邊邊掘掘進進一一邊邊由由潛潛盾盾機機外外周周注注入管管注注入入克克泥泥效效。。②外周周切切刃刃掘掘削削時時產產生生的的外外周周空空隙隙注注入入克克泥泥效效來來充充填填，，止止水水性性因因而而增增高高。。克泥泥效效壁后后注注漿漿材材注入入③盾構機出出坑坑是是一一件件需需要要慎慎