軟硬不均地層盾構掘進技術交流匯報材料演示文稿現在是1頁\一共有41頁\編輯于星期三優選軟硬不均地層盾構掘進技術交流匯報材料現在是2頁\一共有41頁\編輯于星期三一、工程概況目錄七、結論、結語二、施工重難點分析三、上軟下硬段掘進前技術措施四、小里程段上軟下硬地層掘進五、大里程段上軟下硬地層掘進六、經濟效果分析現在是3頁\一共有41頁\編輯于星期三一、工程概況車~紅區間采取盾構法施工，全長約5.5Km。采用4臺φ6980大盾構由中部始發井向兩端車站掘進。現在是4頁\一共有41頁\編輯于星期三1.1區間大里程段概況深圳地鐵11號線盾構始發井至紅樹灣站起止里程左線總長1869.165米,右線總長1861.604米，該段線路最小曲線半徑600m，線間距13～37.6m；隧道最大縱坡24‰，最小縱坡4‰，區間共設3個聯絡通道，聯絡通道兼做換刀加固區。車紅區間盾構井-紅樹灣站區間平面圖現在是5頁\一共有41頁\編輯于星期三

車紅區間盾構井-紅樹灣站區間地質剖面圖1.2水文及地質情況現在是6頁\一共有41頁\編輯于星期三

1.2水文及地質情況區間隧道穿越地質主要為礫質粘性土、全風化粗粒花崗巖，在左右線里程DK7+480.5~DK7+764.7部位總計284m存在硬巖突起。

從取芯結果顯示，巖體完整性較好，巖層天然抗壓強度為37.3～126.1MPa，平均值為81.7MPa。左線地質斷面圖如下所示：硬巖突起段取芯照片現在是7頁\一共有41頁\編輯于星期三全斷面硬巖總計121m，頭尾兩側均為上軟下硬地層，基巖突起大里程段72m有條件施做預裂爆破注漿處理，該工作已于去年7月完成，小里程段由于地處歡樂海岸酒店綠化帶，未進行預處理。

上軟下硬大小里程段平面位置圖現在是8頁\一共有41頁\編輯于星期三參數名稱單位數值最大轉速rpm3.6最大推力T5060刀盤開口率（中心開口率）%33（38）中心雙聯滾刀（數量）把6中心雙聯滾刀（高度）mm175單刃滾刀（數量）把38單刃滾刀（高度）mm175切刀（數量）把60切刀（高度）mm135最大工作壓力Bar3最大扭矩Kn.m9700盾構機主要參數表1.3盾構機設計概況本區間設計的兩臺盾構機主要參數如下表：現在是9頁\一共有41頁\編輯于星期三盾構機刀盤布置圖1.3盾構機設計概況針對軟硬不均地層掘進，盾構機制作前已做如下設計優化1、主驅動采用大功率設計。2、中心部位設有面積足夠大的開口率。3、6個泡沫口，2個膨潤土口，單管單泵。4、軸式雙碴門設計。現在是10頁\一共有41頁\編輯于星期三1.4施工進展情況區間左線于2013年7月始發，右線9月始發，截止4月7日左線已累計完成826環，占總量66%，右線完成642環，占總量的52%。左右線盾構已全部通過硬巖段及上軟下硬地層，上軟下硬地層平均掘進速度2.2m/d，單臺盾構月平均掘進67m。盾構機吊裝下井現在是11頁\一共有41頁\編輯于星期三

二、施工重難點分析①軟硬不均地層掘進易造成地表沉降②軟硬不均地層掘進刀具磨損嚴重現在是12頁\一共有41頁\編輯于星期三

二、施工重難點分析③硬巖段掘進邊滾刀磨損快，容易出現盾構卡殼④軟硬不均地層掘進需頻繁開倉檢查刀具，開倉風險大現在是13頁\一共有41頁\編輯于星期三

二、施工重難點分析⑤軟硬不均段地處下坡，對掘進不利⑥爆破區掘進時，由于原有地表注漿孔可能存在封堵不密實，將會出現螺機噴涌、地表冒漿等問題⑦硬巖段人工換刀困難現在是14頁\一共有41頁\編輯于星期三

三、軟硬不均地層掘進前技術措施3.1加密補勘在詳勘基礎上，加密布孔，保證沿線每5m有一個地質取芯資料，充分了解巖面變化情況，盡可能排查孤石分部情況。現在是15頁\一共有41頁\編輯于星期三

三、軟硬不均地層掘進前技術措施3.2孤石處理補勘過程中發現孤石，采用以下步驟處理。在歡樂海岸別墅區內，我部在前期補勘施工過程中發現4處疑似孤石，證明該區段球狀風化體非常發育，對孤石我部均提前采取破碎處理。發現取芯異常周邊加密勘察探孔大致確定孤石形狀沖樁機破碎砼回灌封堵沖樁機破碎孤石現在是16頁\一共有41頁\編輯于星期三三、軟硬不均地層掘進前技術措施3.3小里程上軟下硬段預裂爆破及注漿處理上軟下硬段大里程部位前期具備預處理條件，設計采用地表鉆孔預裂爆破+深孔袖閥管預注漿工藝。要求預裂爆破后巖石塊徑≤30cm，滿足螺機出渣要求，現場爆破后檢驗孔顯示爆破效果滿足要求。爆破作業施工現場預注漿施工現在是17頁\一共有41頁\編輯于星期三11號線車紅區間人工湖在建別墅局部爆破范圍硬巖分布范圍補勘范圍V6V14V15V12V13孤石發育范圍上軟下硬地層爆破施工平面示意圖現在是18頁\一共有41頁\編輯于星期三巖面線右線隧道7m284m巖面線左線隧道6m271m補勘（間距5m）揭示微風化巖抗壓強度為70～90MPa，極值為122Mpa。補勘范圍補勘范圍詳勘揭示微風化巖天然抗壓強度為71～125MPa。地層分布從上到下主要為：素填土、砂層、淤泥層、礫質粘性土層、全強中微風化粗粒花崗巖。隧道洞身主要位于微風化粗粒花崗巖中。15m15m現在是19頁\一共有41頁\編輯于星期三V13棟別墅右線隧道10m左線隧道V13棟別墅16m15m10m袖閥管注漿袖閥管注漿26m80×8060×60換刀加固122MPa65m58MPa70MPa90MPa50×50換刀加固60×6080×8080×8073m現在是20頁\一共有41頁\編輯于星期三別墅區內人工湖蓄水現場照片別墅區人工湖現場照片現在是21頁\一共有41頁\編輯于星期三3.4換刀點的設置及加固措施區間聯絡通道范圍均設計為換刀檢查點，換刀點采用旋噴樁提前對隧道范圍進行預加固處理。采用旋噴樁密排孔對隧道范圍內進行預加固。硬巖段前后換刀檢查點如下所示換刀檢查點平面位置圖爆破區換刀檢查點9#聯絡通道換刀檢查點預加固施工照片現在是22頁\一共有41頁\編輯于星期三換刀加固區面積為9.1m*5.2m，加固高度為隧道底部下1米至隧道頂部上3米，施工平面圖和斷面圖如下所示：現在是23頁\一共有41頁\編輯于星期三四、小里程段上軟下硬掘進4.1推進參數專家會擬定參數：上軟下硬段刀盤轉速≤1.2r/min，推力＜2000t，扭矩不超過2000KN·m。貫入度不小于5mm進行控制。邊滾刀最大磨損＜15mm，中心刀最大磨損＜25mm，超過該指標立即更換。實際推進參數：左右線在上軟下硬地層中實際刀盤轉速1.5rpm，掘進速度8mm/min，貫入度4～6mm，上部土倉壓力1.0～1.3bar，扭矩1700~2000KN·m，實際掘進參數基本不脫離擬定值。現在是24頁\一共有41頁\編輯于星期三四、小里程段上軟下硬掘進4.2刀具磨損情況小里程段上軟下硬地層中新更換的單刃滾刀可以使用約15-20環，中心刀15環左右。其中內圈滾刀較多出現偏磨，外圈滾刀除偏磨外，還有斷刀圈及缺口等現象。刀具嚴重偏磨照片（單刃滾刀）現在是25頁\一共有41頁\編輯于星期三刀具嚴重偏磨照片（中心滾刀）現在是26頁\一共有41頁\編輯于星期三中心刀更換作業中心刀更換比較困難，遇螺栓斷裂時更換速度約2天/把。新刀安裝需掏挖刀槽，高強度微風化巖層中，風鎬作業效率低。我部采用取芯機取芯的輔助方式，提高了掏挖刀槽的效率。現在是27頁\一共有41頁\編輯于星期三改良后渣土情況四、小里程段上軟下硬掘進4.3渣土改良碴土改良采用優質泡沫+膨潤土泥漿，泡沫原液比例1%，氣流量600L/min，注入率30%，膨脹率12%。膨潤土流量3m3/h。現在是28頁\一共有41頁\編輯于星期三螺機噴涌及現場處理照片4.4防噴涌措施由于掌子面地下水含量豐富，隧道位于下坡段，盾構外部水體匯集刀盤及土倉內，為防止坍塌又需要保證較高土壓力，造成螺機噴涌。現在是29頁\一共有41頁\編輯于星期三掘進過程中高粘度泥漿配合比4.4防噴涌措施①加入了高粘度泥漿，改變碴土的附著性，噴涌現象得到改善，碴土可以順利通過皮帶機輸送。鈉基膨潤土制漿劑1型制漿劑3型水粘度70102080093②縮短同步注漿初凝時間，調整后的漿液初凝時間為2.5h，基本吻合硬巖段每環純掘進時間3h。鈉基膨潤土水泥粉煤灰河砂水96120290400400調整后同步注漿配合比現在是30頁\一共有41頁\編輯于星期三4.4防噴涌措施③及時進行二次注漿，管片外部每5環一道雙液漿止水環封堵。由于地層含水量豐富，同步注漿容易被稀釋，為保證二次注漿質量，采用如下措施控制注漿效果

a:高粘度膨潤土泥漿填滿土倉b:高濃度膨潤土填充盾殼,從尾盾至前盾c:打開管片吊裝孔注漿，由下至上，由掌子面向后延伸至第五環d：間歇性注漿，注漿壓力小于1兆帕e：相鄰管片頂部吊裝孔打開，保證壓力不會瞬時過大造成管片受損。現在是31頁\一共有41頁\編輯于星期三4.5小里程段上軟下硬掘進出現問題①地表沉降，尤其是管片脫出盾尾時尤為明顯，主要原因是同步注漿無法有效填充管片與土體空隙。左線ZK7+550脫出盾尾沉降照片現場注漿回填照片現在是32頁\一共有41頁\編輯于星期三4.5小里程段上軟下硬掘進出現問題②刀具損壞嚴重，致使推力突然變大，推進速度降低主要原因為中心刀及外圈滾刀磨損嚴重，但該段區域地表無加固條件，帶壓進倉由于地下水影響，亦無條件作業，現場對地質情況估計不充分。出現問題時刀盤位置該段地層地質剖面圖現在是33頁\一共有41頁\編輯于星期三刀具磨損照片填倉處理照片現在是34頁\一共有41頁\編輯于星期三

小里程段上軟下硬地層施工小結①同步注漿效果不好，二次注漿要有及時跟進，做到常態化。②不斷嘗試渣土改良工藝，達到最佳效果③保證二次注漿工藝質量的同時避免雙液漿對盾構機的損害④不能盲目相信地質情況，遇到異常情況時及時停機處理⑤刀具磨損量大，應盡可能多的設置換刀加固區，進行常壓換刀。現在是35頁\一共有41頁\編輯于星期三五、大里程段上軟下硬掘進5.1推進參數專家會擬定參數：刀盤轉速≤1.5r/min，全土壓掘進，貫入度不大于5mm進行控制。邊滾刀最大磨損＜15mm，中心刀最大磨損＜25mm，超過該指標立即更換。實際推進參數：

刀盤轉速：1.5R貫入度8～10mm，扭矩<2300KN·m，推力＜2200t。現在是36頁\一共有41頁\編輯于星期三五、大里程段上軟下硬掘進5.2大里程段上軟下硬掘進出現問題（1）保壓困難爆破處理以后，圍巖裂隙發育，地表處理過程中封孔不到位，掘進時土倉內經常出現漏氣等情況，在人工湖內出現冒泡、冒漿。地表冒漿、湖面冒泡情況現在是37頁\一共有41頁\編輯于星期三五、大里程段上軟下硬掘進5.2大里程段上軟下硬掘進出現問題（2）碴土中有鉆桿爆破及注漿過程中有殘留的鉆桿未完全排除，在盾構掘進過程中，從螺機出來有鉆桿和鉆頭導致螺機故障，所幸未發生重大機械事故。螺機內撿出的地質鉆桿及鉆頭現在是38頁\一共有41頁\編輯于星期三五、大里程段上軟下硬掘進5.2大里程段上軟下硬掘進出現問題（3）該段球狀風化體非常發育爆破區及延后300m區域，球狀風化非常發育，在前期補勘過程中已發現4處，由于布孔密度有限，不能完全探明，該區域掘進進度指標遠低于正常效率。螺機及渣車內撿出的球狀風化體現在是39頁\一共有41頁\編輯于星期三大里程段上軟下硬地層施工小結①由于硬巖處理段土倉壓力無法有效控制，無法進倉換刀和檢查刀具，若爆破區過長，可能會影響盾構順利通過，建議在爆破區中部設置一處換刀檢查點，該部位無需進行預處理。②由于炸藥殘留，掘進過程中，洞內硝氨味道比較濃，應加強通風和有害氣體的檢查。③螺機雙閘門設