富水岩溶坚硬地层盾构掘进施工技术研究

施工技术Construction Technology 建筑技术开发Building Technology Development
第46卷第23期
2019年12月
富水岩溶坚硬地层盾构掘进施工技术研究
周坤，孙和平，李福成，刘冈IJ,孔祥维
(中建铁路投资建设集团有限公司，北京102601)
［摘要］以徐州地铁3号线为工程背景，对区间内存在岩溶不良地质，地层基岩裂隙水发育及长距离穿越全断面坚硬地层情况进行分析，为防止盾构在掘进过程中遇到上软下硬的不均匀地质及全断面高强度硬岩，可能造成刀具及刀盘磨损，提出盾构在施工工程中需采取的相应措施，所得研究成果可为类似盾构穿越富水岩溶坚硬地层施工提供借鉴。

［关键词］盾构隧道；全断面硬岩；刀具磨损；施工控制
［中图分类号］TU74［文献标志码］B［文章编号］1001-523X(2019)23-0100-02
Study on Construction Technology of Shield Tunneling in
Water-rich Karst Hard Formation
Zhou Kun,Sun He-ping,Li Fu-cheng,Liu Gang,Kong Xiang-wei ［Abstract］Taking Xuzhou Metro Line3as the engineering background,the analysis of the poor karst geology in the interval>the development of fissure water in the bedrock and the long-distance through the hard section of the whole section are analyzed to prevent the shield from encountering soft in the excavation process.The hard non-uniform geological and full-section high-strength hard rock may cause the tool and the cutter disc to wear,and the corresponding measures required for the shield construction in the construction project are proposed.The obtained research results may be similar to the shield passing through the water-rich karst hard stratum.The construction of the stratum provides reference.
［Keywords］shield tunnel；full-section hard rock；tool wear；construction control
随着城市化进程的加快，盾构隧道建设呈现蓬勃发展的
趋势，在盾构隧道建设过程中，会遇到各种复杂地层，长距离硬岩地段盾构施工的一大难题。

本文是结合徐州市地铁3号线盾构隧道工程，针对区间富水岩溶坚硬地质情况提岀相应处理方法以及盾构掘进措施，减少刀具异常磨损的概率及避免刀盘磨损，保证盾构隧道高效施工。

1工程概况
徐州市地铁3号线翟一师区间隧道穿越地质为富水岩溶坚硬地层，线路最小平曲线半径为450m,最大纵坡25%。

，区间隧道埋深在9.31-15.72m之间，基岩裂隙水水位埋深9.61〜11.57m,地质勘察报告显示钻孔见洞率为75.7%,区间右线长度为771m,左线长度为773.547m（长链2.547m）。

盾构主要穿越地层主要为全断面中风化灰岩，长度约为760m,围岩等级为V级，岩石天然单轴抗压强度28.81-122MPa,平均值为46.7MPa,属于较硬岩，局部为坚硬岩或软岩。

2盾构硬岩段掘进遇到的问题
盾构长距离穿越硬岩地层，掘进推力大，速度低；根据统计参数，在全断面中风化灰岩地层中盾构平均掘进速度不超过lOmm/min（图1）。

其次掘进刀具异常磨损严重，刀具损坏频繁（图2）,盾构机在左线357环位置因刀盘、刀箱受到磨损造成长时间停机。

图1中风化灰岩岩样
收稿日期：2019-09-15
作者简介：周坤（1989—）,男，湖北十堰人，助理工程师，主要研究方向为轨道交通关键施工技术。

3）
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图2滚刀非正常磨损情况
3全断面坚硬地层的掘进控制
全断面硬岩地层中，掘进存在的问题是刀具磨损频繁严重，掘进速度慢，且在控制不当的情况下易造成刀具非正常损坏，同时可能对刀盘、刀箱及刀座等造成磨损或损坏。

因而在施工中对刀具进行科学管理，盾构施工中有效地减小换刀频率、提高刀具使用寿命、降低工程成本、减少异常停机时间、提高掘进效率是施工控制的要点。

3.1掘进管理
（1）详细记录掘进参数，准确判断掌子面岩层性质及稳定性，合理选择掘进模式（敞开式掘进、半敞开式掘进、气压模式掘进）并针对全断面硬岩制订施工措施。

（2）刀具的异常磨损（刀圈崩刃、断裂，刀轴变形等）在于刀具所受的正面挤压力及横向剪切力过载，刀圈局部应力过大，造成刀圈脆性损坏。

所以推进总推力控制在1000-13001,刀盘扭矩1500~2000kN-m.刀盘转速1.4~1.6r/min,刀盘贯入度控制在10mm以内，加快刀圈的旋转而减少刀具的正面挤压力及横向剪切力，可减小刀具异常磨损的概率且能保持稳定的掘进速度。

（3）溶洞的存在会使得局部刀具开挖地层面临软硬不均的情况，极易造成刀具偏磨或啃齿的状况，增大刀具异常磨损概率。

因而应加强地质补勘及岩溶预处理工作，并在掘进穿越溶洞区域时注意掘进参数的调整。

减小掘进总推力，调整推进油缸推力均匀，避免过大油压差造成刀具受力不均。

（4）区间地下水丰富，掘进断面涌水量大，易造成推进喷涌等情况，所以会减少泡沫的使用，但应注意泡沫管路的保护，避免因管路未使用而造成堵塞，使得该区域掌子面未能得到泡沫改良而与刀具干磨，增大刀具磨损的情况。

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建筑管理
Building Management
建筑技术开发
Building Technology Development
第46卷第23期
2019年12月
房建工程施工管理与质量控制研究
赵静
(中交一公局集团北京建筑分公司，北京100018)
［摘 要］近年来的房建工程行业实现了飞速发展，然而，现实的房建施工管理中依然有许多问题有待改进。

文章首先阐述 了房建工程中的关键技术，其次分析了当前房建工程管理的问题所在，提出了落实施工准备工作、严格图纸会审、规范材料管理、 加强人员监管的施工管理与质量控制措施，并进一步探索了管理机制与制度、质量管理责任制、质量控制方法等方面的完善策略， 旨在全方位保证房建施工质量和安全，提升整体建设效率和效益，促进房建工程事业实现更长远的发展。

［关键词］房建施工；施工管理；质量控制［中图分类号］TU73 ［文献标志码］C ［文章编号］1001-523X (2019) 23-0101-03
Study on Construction Management and Quality Control of
Housing Construction Project
Zhao Jing
［Abstract ］ In recent years, the real estate construction industry has achieved rapid development.However, there are still many problems to be improved in the real estate construction management.This paper first expounds the key technologies in housing construction projects, then analyses the problems existing in the current management of housing construction projects, puts forward the measures of construction management and quality control to implement construction preparation , strictly review drawings, standardize material management and strengthen personnel supervision, and further explores the management mechanism, system and quality.The perfection strategies of management responsibility system and quality control methods are aimed at guaranteeing the quality and safety of housing construction in an all-round way, improving the efficiency and efficiency of overall construction, and promoting the long-term development of housing construction projects.
［Keywords ］ housing construction ； construction management ； quality control
1 房建施工技术的分析
挖掘、严禁超挖”的原则，同时保证连续作业，以降低无支
1.1深基坑支护施工技术 护环境下的安全隐患，杜绝先挖坡脚等不符安全规定的施工
基金开挖阶段，严格遵循“从上到下、先撑再挖、分层 行为。

基坑开挖应当根据规范要求放坡，确定坡度大小的过
____________________________ 程中需要全面考虑相关影响因素，包括土质情况、排水状况、 收稿日期：2019_07』3______________________________________________________周边建筑物荷载、开挖设计深度、开挖方式、边坡些划留置作者简介：赵静(1983-),女，内蒙古通辽人，工程师，主要研究方向 时间等，最大程度保证边坡的可靠性，为安全地进行基坑施
为建筑工程。

工奠定基础。

(5)注重渣土改良效果，时刻关注渣温变化，控制渣温
在40°以下，保持土仓湿润，往土仓注入泡沫及水，对刀盘及 刀具及时冷却及润滑。

3.2刀具更换管理
(1)加强刀具检查、更换管理，根据地层强度分布制订主 动的开仓计划，及时检查刀具磨损情况及复紧刀具螺栓。

查 询盾构在硬岩掘进的相关论文及本区间地层总结的掘进经验， 拟定刀具开仓检查计划见表1。

(2)优化刀具磨损更换标准边 缘滚刀15mm ，正面滚刀15-20mm.中心双刃滚刀25mm 。

(3) 每次进仓均需进行刀具螺栓复紧，防止振动脱落，有效预防刀 具偏磨。

(4)对于异常磨损的刀具，在进行更换时，需对邻 近刀具进行刀差调整，避免邻近刀差过大。

(5)对异常情况 也需进行开仓检查，如渣温大于40°,低掘进速度3mm/min, 扭矩异常，推力大于1500t 等。

表1开仓计划
岩石强度/MPa
开仓间隔距离/环
<40
100
40〜60
5060-8030
>80
10
3.3其他措施
(1)物资保障:现场随时储存足够数量的硬岩刀具及配件。

(2)施工保证：盾构司机由经验丰富的司机担任，及时判断
盾构施工情况及掘进参数的调整。

同时保证进仓人员的及时 到位。

(3)技术保障：根据掘进参数及进仓情况，准确判断 地层情况，合理选择并优化进仓方案(气压、常压)，复查刀 具安装质量等。

4结论
盾构长距离穿越全断面硬岩地层，易造成刀具磨损严重， 换刀频率增多，施工难度大。

盾构施工过程中通常釆用空仓 掘进或敞开式掘进模式、设定相应的掘进参数和同步注浆参 数、配置适应于硬岩掘进的刀具、制订合理的开仓计划，及 时更换异常刀具和使用泡沫剂改良渣土等措施，来解决长距 离硬岩地层掘进时遇到的问题。

基于本工程硬岩地段盾构施工经验，总结出了一套较为 成熟的盾构长距离穿越富水岩溶坚硬岩地段的施工技术方法, 可为今后类似工程盾构施工提供一定的参考依据。

参考文献
［1］ 杨书江.盾构在硬岩及软硬不均地层施工技术研究［D ］,上海：上海交通
大学，200&
［2］ 王小忠.盾构机在长距离硬岩中掘进的探讨［J ］,铁道工程学报，2006,
94 (4) : 52-56.
⑶张勇智.硬岩隧洞掘进机(TBM)刀具的管理［J ］.现代隧道技术，
2007, 44 (1) ： 70-72.
［4］赵全民.软硬岩条件下土压平衡盾构施工控制要点及对策［J ］.隧道建设，
2005, 25 (S1) : 47-4& 65.
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