膨胀土掘进施工总结

欠压
500-800
15-30
1.5-2
0.8-1.2
5-10
40-60
70
6.2严格控制出土量
盾构机开挖外径为6300mm，每一环1500mm宽管 片掘进理论出渣量为46.73m3。为严格控制出土量，保 证掌子面稳定，控制地表变形，我们采取了丈量土箱 渣土体积，龙门吊土箱称重等方式来确定每环掘进的 出土量70m3 ，得出每环出土是比较合适的，渣土松散 系数为1.5。
二OO九年十二月 成都
碴土改良对于盾构施工至关重要。选择与膨胀性泥岩相 适应的碴土改良参数，正确匹配泡沫系统CF、FRE、FIR参 数，才能有效改良。 盾构掘进至75m左右时，发现盾构推进压力及刀盘扭矩 均增大，决定开仓检查，结果发现土仓内结有泥饼。 处理措施： 1、开仓进行了人工清理泥饼； 2、对盾构机的泡沫系统进行了重新设置和调试，重点调 整了泡沫剂在不同地层中的注入率，调试后明显改善了碴土 的流动性，避免了再次出现结泥饼现象的发生。
站东广场站～东洪路站区间地质纵断面
Q4ml
填土
Q2-1fgl
粘土、砂卵石土
K2g
风化泥岩
2.1 本区间膨胀土特性
区间内（4-2）粘土自由膨胀率（Fs）=40～82%，平均 值为51%；蒙脱石含量M=7.6～18.9%，平均值为12.5%； 阳离子交换量CEC(NH4+)=152～293mmol/kg，平均值为 224mmol/kg。粘土按膨胀潜势分级综合判定为弱膨胀土，地 基涨缩等级为Ⅰ～Ⅱ级。粘土的膨胀力为24～365kpa，标准 值190kpa。 区间内含卵石粘土（4-7-1）自由膨胀率（Fs）=40～ 64%，平均值为51%；蒙脱石含量M=7.5～17.9%，平均值 为12.9%；阳离子交换量CEC(NH4+)=172～273mmol/kg， 平均值为223mmol/kg。含卵石粘土按膨胀潜势分级综合判定 为弱膨胀土。含卵石粘土的膨胀力为75～286kpa，平均值为 155kpa。 膨胀土具有遇水软化、膨胀、崩解，失水裂开、收缩的 特点。
盾构机特点：
1、变频电驱动：控制平稳、功率利用率高； 2、刀盘开口率大：可减少刀盘结泥饼几率、 有利于出渣； 3、主动铰接：盾构机姿态调整更容易，且姿 态调整时可减少对管片的损伤；
罗宾斯刀盘图
刀具数量表
序号 名称 单刃贝壳刀 数量
1
16
2
3 4 5 6
双刃贝壳刀
单刃滚刀 刀箱保护刀 边缘保护刀 喷射头保护刀
8.1 班组建设

掘进工班由班长、盾构司机、机械工程师、电气 工程师、管片拼装手、注浆手、管道安装工、调 车员、司索工、电瓶车司机组成，负责洞内掘进 、设备维护等所有工作。地面工班龙门吊司机、 司索工、拌合站、机修等组成，负责洞内物资供 应和渣土垂直运输。
8.2 盾构监造
8.3 Байду номын сангаас构吊装调试
8.4 盾构掘进
土仓结泥饼
泥岩
三次开仓检查滚刀
三次开仓检查滚刀
三次开仓检查刮刀
三次开仓检查刮刀
改良后渣土
渣土
螺旋机排出的卵石
含粘土卵石
适宜膨胀性泥岩的盾构机选型、合 理的掘进参数及碴土改良措施，是膨胀 性泥岩掘进施工的关键。 通过采取地面预注浆及跟踪注浆等 施工措施后，本区间盾构机已经陆续安 全穿越了两个特别重大危险源（东干渠、 凤凰水产市场）及一个重大危险源（华 西六层住宅楼）。 第三方监测数据表明：地面监测显 示最大沉降量为-4mm。
东洪路站深基坑施工安 全 盾构掘进施工介绍 专项方案
盾构项目部 2010年7月 中铁二十三局集团有限公司 二OO九年六月
一 工程概况
本标段共一个区间，即站东广场站～东洪路站 区间，区间隧道位于成都市龙泉区大面街办东洪社 区三组、九组，起于站东广场站，经过四川拓展特 种气体有限公司、四川弘扬印刷有限责任公司、长 江紫东企业集团、成都市树枫工贸公司生产基地， 穿越惠王陵东路，过凤凰水产市场和东干渠后止于 东洪路站。 区间线路隧道轨面最大埋深30m，最小埋深8m， 最大曲线半径800m，最小曲线半径500m，最小坡度 2‰（车站坡度2‰），最大坡度15‰。设计范围内 盾构区间全长为2785.385m，其中右线为1386.45m； 左线为1398.935m。
2.2 本区间膨胀岩特性
区段沿线下伏的基岩为红层泥岩，属易风化岩，强风化 呈半岩半土、碎块状，软硬不均。具有遇水软化、崩解，强 度急剧降低的特点。 根据室内试验，全风化泥岩<5-1>自由膨胀率（Fs）为 36～47%，平均值为42%；蒙脱石含量M=6.5～12.2%，平 均值为9.0%；阳离子交换量CEC（NH4+）=152～ 215mmol/kg，平均值为187mmol/kg；膨胀力为38～263kpa， 标准值为165kpa。全风化泥岩判定为弱膨胀土。 根据室内试验，强风化泥岩<5-2>自由膨胀率（Fs）为 24～37%，平均值为32%；膨胀力（Pp）12～146kpa，标 准值为141kpa；饱和吸水率10.2～27.5%，平均值为22.1%； 强风化泥岩属膨胀岩。 根据室内试验，中等风化泥岩<5-3>自由膨胀率（Fs） 为22～35%，平均值为26%；饱和吸水率7.7～16.8%，平均 值为12.5%；膨胀力（Pp）13～162kpa，标准值为77kpa； 中等风化泥岩属膨胀岩。

3.与同行及兄弟单位比较
盾构掘进进度较好； * 工艺不成熟，有待提高。
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4.本工地的特殊性
独特的泥岩结构成就了该台设备的掘进进 度； * 左线的经验告诉我们，“从来都没有救世 主，只能靠我们自己。”，盾构领域的专 家的局限性如同对地质的认识一样的局限 。
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谢 谢 大 家 ！ 谢 谢 大 家 ！ 中铁二十三局集团有限公司
区 间 隧 道 总 平 面 图
二 工程地质
区间隧道地处成都平原区与龙泉山低山 丘陵区过渡带的成都东部台地区，处于川西 平原岷江水系Ⅲ级阶地，主要为山前台地地 貌，次为侵蚀、剥蚀型丘、岗、谷地貌。区 间内地形起伏较大，总趋势为由东向西倾伏。 区间隧道上覆土层自上而下依次为杂填 土、素填土、粉质粘土、全风化泥岩、强风 化泥岩、中风化泥岩。盾构隧道穿越地层主 要为强风化泥岩和中风化泥岩。区间隧道下 伏土层主要为中风化泥岩。 盾构穿越地层中含粘土卵石地层占隧道 长度的14%，泥岩占隧道长度的86%。
6.4盾构机姿态控制
本标段盾构机采用PPS导向系统与人工复测 的方式来控制盾构机姿态，PPS系统配置了导向 、自动定位、掘进程序软件和显示器等，能够全 天候在盾构机主控室动态显示盾构机当前位置与 隧道设计轴线的偏差以及趋势。在隧道掘进过程 中误差始终保持在允许的偏差范围内。
PPS界面
6.5 碴土改良
8
7 20 24 6
7
8 9
导向刀
磨损检测刀 刮刀
4
1 102
六 本区间盾构掘进
6.1 确定合理的盾构掘进参数
盾构机在09年12月31日始发，截止到10年5月10日左线已经 掘进1340m，单班最高掘进12环，日最高掘进19环，月最高掘进 305环，月平均335m。 盾构掘进参数表
掘进 模式 推力 （t ） 扭矩 （t.m） 刀盘转速 （rpm） 土仓压力 （bar） 螺旋机转速 （rpm） 掘进速度 （mm/min） 出土量 （m 3 ）
三 水文地质
区间内距东洪路站北端30m左右有一条流向由 东向西的南支三渠东干渠，河宽6.0m，河床深约 2.7m，该区间范围内南支三渠东干渠表面呈封闭状 。勘察期间，河水深约0.5m，流速0.50m/s。南支 三渠东干渠堤身为人工条石U型河堤，边坡稳定。
东干渠
地下水类型
类型 上层 滞水 富水 性 透水性 渗透系数差 异较大 赋存条件 赋存于粘土 层之上人工 填土中 粘土层中赋 存有少量裂 隙水 主要补给源 大气降水、沟渠和 附近居民的生活用 水 特点 水量水位变化大， 且不稳定 水量受季节性变化 明显，粘土裂隙水 对工程影响较 动态变化显著，无 小。 稳定水位，难以形 成贯通的自由水面。 对工程有一定 影响 区段大部分泥 岩的含水量较 小，对地铁开 挖影响较小， 但不排除区段 局部地段有富 水条件，储藏 有一定裂隙水。 备注
8.1 班组建设

首先要培养更多的“子弟兵”，熟悉并精通自己 的岗位，再进行岗位交换，一专多能；其次，培 养更多优秀的农民工，让他们深深的感受到我们 的企业文化，我们施工到哪里，他们就跟随到哪 里。
8.1 班组建设

2009年11月，盾构架子队组建，共70人，其中公 司职工18人，农民工52人，包括学员10名。分为 掘进一班和掘进二班两个班组，每个班组由掘进 工班和地面辅助工班组成。
6.3同步注浆
盾构开挖直径与管片间有150mm间隙，理论同步 注浆量为1.5（6.32－62）/4＝4.345m3，一环同步注浆 量为6.5m3～8 m3。 根据掘进速度，我们对同步注浆浆液配比进行了 调整，调整后浆液凝固速度与管片掘进速度相适应， 保证了成形隧道的稳定。 同步注浆压力控制在1.2bar-1.8bar之间。
四 盾构区间施工总体筹划
吊出 站东 平 广场 移 站
左线长度1398.935m
转场
始 发 二次 始发
右线长度1386.45m
东 洪 路 站
五 盾构机选型
针对本标段膨胀性中风化泥岩及成都较为普遍 的砂卵石地层，经专家论证采用美国罗宾斯 φ6260mm土压平衡盾构机，盾体总长8950mm，盾 尾外径6260mm，盾尾内径6060，盾尾间隙（半径 方向）30mm，盾尾钢板厚度100mm；刀盘驱动采 用变频驱动，刀盘总功率900KW，开口率为33%， 最大允许260mm砾石通过；最大推力3600t，额定 扭矩为5628KN.m；铰接方式采用主动铰接。