大直徑泥水平衡盾構穿越上軟下硬地層的施工技術研究.pdf

1、隨著我國交通建設的飛速發(fā)展，采用大直徑泥水盾構施工的隧道越來越多，穿越的地層也越來越復雜，盾構在掘進過程中難免會遇到各種不同的地質條件，尤其是在泛珠三角地區(qū)的盾構隧道施工將穿越更多的上軟下硬地層，逐漸成為隧道工程學科研究的熱點和難點。這種地層，不僅增加了盾構的施工難度，易造成盾構偏離軸線、噴涌、開挖面失穩(wěn)、結泥餅、刀盤刀具嚴重磨損、軟硬交界面處刀具的崩裂和導致地面嚴重沉降，同時還延誤施工工期，增加工程整治費用。鑒于目前的情形，對于大直徑

2、泥水平衡盾構穿越上軟下硬地層的施工技術研究就顯得尤為迫切和重要。
　　本文依托獅子洋隧道工程實例，系統(tǒng)總結了FEM數(shù)值模擬、刀盤刀具配置、掘進參數(shù)選擇、姿態(tài)控制技術等上軟下硬地層綜合施工技術，極大的豐富了盾構施工技術，對類似地層的施工有極強的借鑒和指導意義，推廣應用前景十分廣闊。成果如下:
　　1、根據(jù)不同施工工況FEM數(shù)值模擬結果的分析比較，形成以下結論:盾構的開挖施工使得上部土層產生沉降位移，而下部巖層擾動位移場較小，隧

3、道底板附近巖層出現(xiàn)較小上浮，同時，盾構施工參數(shù)對最大沉降位移和最小上浮位移有影響。
　　2、大直徑泥水盾構在上軟下硬地層施工中，盾構刀盤采用面板式，刀盤開口率選30％左右;刀具配置采用:外圈為4～6把滾刀，中外圈為全新旋轉刮刀，內圈為磨損量不超標的旋轉刮刀的混合刀具配置型式，并隨開挖面硬巖比例和強度來調整滾刀所占比例。若上軟下硬地層較長時，應考慮在外圈同一軌跡線上布置一把滾刀和一把刮刀，且刮刀應稍高于滾刀。
　　3、大直徑泥

4、水盾構在上軟下硬地層施工中，盾構的掘進參數(shù)設置:通常情況下，扭矩系數(shù)一般不小于10，扭矩不應大于最大扭矩的80％，不應過分強調掘進速度。在充分注意刀盤的結構強度和盾構設計的最大能力的前提下，采用降低刀盤轉速，轉速在1.1～1.2rpm之間;增大刀盤扭矩，扭矩的范圍基本上分布在5000～11000kNm;降低掘進速度，掘進速度平均在10～12mm/min;推力控制在4000～5000t。
　　4、在上軟下硬地層中，管片的姿態(tài)應適應于