盾构穿越特殊地层施工技术
复杂条件下盾构施工技术(1)-选型及砂卵石地层
盾构选型中的地质因素： 广州地铁沿线的工程地质、水文地质条件比较复杂,其中最重要的特点是工程范围内的岩土均一性差,物理力学特性差异大。地铁围岩既有十分松软富水的淤泥质土、中细沙层,又有较坚硬的砂砾岩、花岗片麻岩、混合岩,以及介于上述两类岩土之间具不同风化程度的软塑～ 硬塑状粘性土层。软硬相间的红色砂泥岩是地铁隧道施工的主要地层。因此选择用于广州地铁施工的盾构时,要求它必须有与上述地质条件相匹配的性能。
7
转速控制 （微调性）
好
差
好
A:由于变频，可控制转速和进行微调 B:由于采用离合器，不能实现无级调速 C:控制液压泵排量，可控制转速和进行微调
8
噪音
小
小
大
C:液压系统的噪音一般大于电动机系统
9
盾构内 温度
低
较低
较高
C:液压系统功耗大，故温度较高
10
维护保养
易
易
较困难
B:维护保养工作较少 C:液压系统的维护和保养一般较复杂，要求较高。
3．盾构机选型的其它条件 除了地质条件以外的盾构机选型的制约条件还很多，如工期、造价、环境因素、基地条件等。 工期制约条件 因为手掘式与半机械式盾构机使用人工较多，机械化程度低，所以施工进度慢。其余各类型盾构机因为都是机械化掘进和运输，平均掘进速度比前者快。 造价制约因素 一般敞口式盾构机的造价比密闭式盾构机低，主要原因是敞口式盾构机个象密闭式盾构机那样有复杂的后配套系统，在地质条件允许的情况下，从降低造价考虑，宜优先选用敞口式盾构机。 环境因素的制约 敞口型的盾构机引起的地表沉降大于网格式盾构，更大于密闭式的掘进机。
盾构类型与颗粒级配的关系
一般来说，细颗粒含量多，碴土易形成不透水的塑流体，容易充满土仓，在土仓中可以建立压力，平衡开挖面的土体。粗颗粒含量高的碴土塑流性差，实现土压平衡困难。 盾构类型与颗粒级配的关系详见下图，图中蓝色区域为淤泥粘土区，为土压平衡盾构适应范围，绿色区域为粗砂、细砂区，即可使用泥水盾构，也可经土质改良后使用土压平衡盾构，黄色区域为卵石砾石粗砂区，为泥水盾构适用的颗粒级配范围。
盾构穿越上软下硬复合地层施工技术措施浅析
盾构穿越上软下硬复合地层施工技术措施浅析摘要：随着城市化的不断推进，地下空间的建设越来越重要。
然而，盾构施工在穿越上软下硬复合地层时面临着许多困难和挑战。
本文对盾构穿越上软下硬复合地层的施工技术措施进行了分析和探讨。
通过文献资料梳理和案例分析，提出了有效的技术措施，包括钻探勘探、风险评估、地质预测、管片配合、地质应急处理等。
这些技术措施可以提高盾构施工在上软下硬复合地层中的施工质量和安全性。
关键词：盾构施工，上软下硬复合地层，技术措施，风险评估，地质预测1.背景介绍盾构法是一种在地下施工中应用广泛的技术。
由于其施工速度快、施工质量高等优点，越来越多的城市地下工程采用盾构法进行施工。
然而，在穿越地下复合地层时，盾构施工面临着许多困难和挑战。
上软下硬复合地层尤其复杂，需要采取有效的技术措施来保证施工质量和安全性。
2.上软下硬复合地层的特点上软下硬复合地层指的是在盾构施工过程中，先穿越软弱地层，然后进入硬岩地层的一种地质条件。
这种地质条件具有以下特点：①上软层往往存在不稳定性和变形性，易导致管片不对称和开裂；②下硬层中存在较硬的岩层，盾构掘进面容易出现断层、刀盘损坏等情况；③软硬层之间的转换容易导致地面沉降、管片损坏等问题。
④地质条件复杂多变，难以准确预测和评估，施工过程中容易出现意外情况；⑤对盾构施工的技术要求较高，需要采取特殊的技术措施来保证施工质量和安全性。
由于上软下硬复合地层的特殊性质，盾构施工在这种地质条件下需要采取更为精细和复杂的技术措施来确保施工质量和安全性。
必须全面了解地质情况和岩土力学参数，针对性地设计和选择管片类型和配合方案，预测和评估施工中可能出现的问题和风险，并采取相应的措施进行预防和应对。
同时，还需要具备丰富的经验和专业知识，以应对复杂多变的地质条件和意外情况。
总之，上软下硬复合地层是盾构施工面临的一种特殊地质条件，具有较高的风险和难度。
但是，通过合理的技术措施和施工方法，可以有效地解决这些问题，提高施工质量和安全性，为城市基础设施建设提供有力支撑。
盾构机穿越上软下硬地层及全断面硬岩地层质量控制
1〕做好补充地质勘探，在地层起伏交界处进行钻孔，查清上软下硬地层的位置和长度；掘进过程中不断观察出土情况，并结合推力、扭矩、速度、土压，以及渣土中石块的比例和大小，判断硬岩的比例，及时调整掘进参数。
2〕在岩层和土层同时存在的地段，应以硬岩的强度来进行刀具配置；掘进时采用土压平衡掘进模式，根据隧道顶部地质情况选择适宜土压力，适当降低土压有利于提高刀具的寿命。
3〕盾构机在上软下硬地层中掘进时，盾构姿态容易向上抬，为了保持正确的掘进线路，应该合理控制上下千斤顶的推进油压；此时边缘滚刀承受最大的破岩压力，应选用重型破岩刀具。
4〕在上软下硬地段应该采用低转速，以减少滚刀与岩土分界面的冲击。
5〕加大发泡剂比例，以改善土体的流动性和土仓的温度，降低土仓温度有利于减少刀具磨损和偏磨；6〕下部是硬岩，掘进速度受硬岩制约而变慢，容易多出土，应该以盾构机进尺来控制出土量，防止超挖，同时保证盾尾回填注浆。
2.2穿越全断面地层硬岩段的掘进措施本段长度为90m，该地层天然单轴抗压强度最高达89.9MPa，受此硬岩影响，盾构掘进时可能会遇到以下困难：1〕掘进速度慢；2〕刀具磨损快，换刀频繁，工作量大；3〕盾构容易出现“卡壳〞现象，推进困难；4〕盾构姿态不好控制，造成隧道质量缺陷；5〕管片上浮；6〕地下水流失。
针对本区间的硬岩地质条件，盾构掘进中采取了以下措施：1) 施工前进行详细的补充勘探，进一步查清硬岩的分布及特性；2) 根据岩石的强度，选择匹配的硬岩刀具和耐磨刀具，掘进时，通过提高刀盘转速，减少贯入度，来保证掘进速度；3) 每3～5环检查一次刀具，做到勤检查、勤更换，特别是边缘滚刀要及时更换，以保证盾构的开挖洞径。
现场准备足量的刀具，以便需要时能及时更换刀具。
4) 在中、微风化岩层中采用敞开式掘进模式；5) 开启刀盘加泡沫、加水装置，改进正面土体，降低刀具和土体的摩擦力，减小扭矩，降低刀盘和土体温度，减小刀具的偏磨；6) 在掘进过程中，根据滚动角的大小，及时通过调整刀盘转向〔左转或右转〕来防止盾体产生扭转；三、具体的技术措施3.1进入全断面前，在上软下硬的区域预加固盾构机进入全断面硬岩段前，在里程SK35+501.250～SK35+485.640范围下半部是岩层，上半部是软土层。
盾构穿越上软下硬地层施工关键技术分析
盾构穿越上软下硬地层施工关键技术分析摘要：本文通过笔者多年工作经验。
重点就盾构穿越上软下硬地层施工关键技术分析。
并运用现场实践进行深入解析。
充分探索大型盾构穿越作业特点。
为同行提供建设性意见。
关键词：往复式；压缩机；曲轴；修复1引言地铁盾构是城市地铁施工中一种重要的施工技术，是在地面下隧洞的一种施工方法。
它使用地铁盾构机在地下掘进，在防止软基开挖面崩塌或保持开挖面稳定的同时，在机内安全地进行隧洞的开挖和衬砌作业。
其施工过程需先在隧洞某段的一端开挖竖井或基坑，将地铁盾构机吊入安装，地铁盾构机从竖井或基坑的墙壁洞门处开始掘进并沿设计线型推进直至到达洞线中的另一竖井或隧洞的端点。
2盾构穿越施工前期工作盾构法施工之前需要对地质进行勘察工作。
由于在盾构机的施工过程中，常常会出现高地应力、围宕大变形和软弱夹层等不能确定的地段，所以在施工中必须进行地质勘查工作，地质勘查工作需要达到周密、完善的目的，以便确保施工的安全性。
在盾构机不断掘进过程中，液压钻机可以在每天的停机维护期间进行超前勘探，以便及时的发现施工中的情况。
如果盾构机的日进速度在20m以上时，也可采用地质雷达进行探测。
3盾构穿越上软下硬地层施工要点3.1施工优越性盾构穿越施工首先需要施工人员了解施工技术的优越性。
随着近年来中国越来越多的城市的建设，对配套交通系统的需求越来越高。
在这一过程中，地铁以其便利、环保、高效的特点，在日益紧张的城市交通中起到了缓解交通压力的作用。
应用盾构穿越上软、下硬地层的施工计算，可以有效地避免对地面交通造成较大影响，也可以充分保护周围建筑物，具有很强的优势。
盾构穿越施工的同时，通过软硬地层在建的计算应用程序可以有效地适应复杂多变的环境，并且可以参考实际情况的基础上，结合刀盘扭矩和推力油缸的参数值进行合理优化推力降低，因此在推进速度也有良好的应用效果。
3.2强化设备维护盾构穿越的关键是设备的维护和性能。
在设备的早期维护过程中，施工人员应采取有效措施，确保盾构机在施工中运行平稳、正常；其次，对所需要的施工设备，包括二次灌浆机、搅拌站等进行综合性能测试，以确保其能保持最佳运行状态，最终达到快速通过施工危险区的效果。
盾构穿越特殊地层施工技术
2#盾构机沿线地质纵断面图
素填土 粉质粘土
全风化混合片麻岩 强风化混合片麻岩 弱风化混合片麻岩
颜色呈褐黄色， 颜色褐黄色，岩芯 黄褐色；单轴饱 颜色青灰色，节理 呈碎石状、短柱状、 和抗压强度 裂隙交发育；单轴 节理裂隙发育；单 ≤5Mpa 轴饱和抗压强度 5饱和抗压强度 ≥ 60Mpa 30Mpa
地表密集房屋
狭小的街道和简易、 脆弱的老旧房屋
密集的建筑群
2.2复合盾构
• 在复合地层中进行盾构施工，需要盾构机刀盘 具有广泛的适应性。对于盾构机来说，最关键 的问题就是采用什么刀盘结构形式和刀具配置 才能够使盾构机在整个隧道掘进过程中达到最 小的刀具磨损、最少的换刀次数和最快的掘进 速度。 • 左线施工由中铁二十局施工，采用法国NFM技 术北方重工生产的直径φ8.83m土压平衡式盾 构机，右线施工由中铁十六局施工，采用德国 海瑞克生产的直径直径φ8.83m土压平衡式盾 构机
刀盘结构形式
开口率 重量 支撑形式 主动搅拌棒 驱动形式 功率 转速 扭矩 添加剂注入口 单刃滚刀 刀 具 配 置 双刃滚刀 滚刀间距 滚刀轨距 刮刀 滚刀与刮刀高差 超挖刀
三、复合地层盾构施工
始发井 端头加 固
特殊构 筑物加 固
全断面 软岩掘 进控制
上软下 硬段掘 进控制
全断面 硬岩掘 进控制
复合地 层中带 压作业
左线盾构刀盘
右线盾构刀盘
刀盘配置 开挖直径
左线盾构刀盘 8860mm 刀盘整体采用辐条面板式，边缘采用 平面斜角式；刀盘面板由左、右两部 分拼接而成；滚刀布置在辐条上，刮 刀布置在辐条两侧 30% 110T 中间支撑,6个牛腿 3根 变频电机驱动 9*220KW 0-4.07r/min 额定扭矩12680kNm 脱困扭矩16484kNm 8个，前装式 17寸盘形滚刀，共计44把（其中正 面滚刀40把，偏心滚刀4把） 17寸盘形滚刀，共计5把 76/92mm 52条 188把，其中周边刮刀24把 140/95mm 1个
复杂地质条件地铁盾构施工技术要点及安全影响因素
复杂地质条件地铁盾构施工技术要点及安全影响因素地铁是现代城市中不可或缺的交通方式，其建设需要克服复杂的地质条件，因此盾构施工技术应运而生。
盾构施工技术是以盾构机为工具，利用土压平衡原理，沿着预定线路将地下隧道掘进而成的技术。
本文将探讨复杂地质条件下的盾构施工技术要点及安全影响因素。
一、复杂地质条件下的盾构施工技术要点1.岩溶地层的施工岩溶地层是一种特殊的地质条件，在施工过程中容易发生地面塌陷和井下涌水等问题。
此时，应在进入岩溶地层前进行详细的地质探测和覆盖层的评估，并选择合适的环保型泡沫封闭液进行封闭，防止盾构机挖掘的物质对周围地下水体和生态环境造成污染。
2.软土地层的施工软土地层会出现洞落和塌陷的情况，因此需要采用泥水平衡掘进法和注浆加压掘进法等技术，保证在土体稳定的情况下进行施工。
另外，在施工过程中需要注意使用浅层隆起和内撑等技术，避免导致地面下沉和建筑物倾斜等问题。
3.高风险地质条件下的施工高风险地质条件包括地震、断层和活动构造等，这些地质条件容易导致隧道发生破裂或坍塌，因此在施工前需要进行详细的地质勘测，选择合适的隧道路线，并采用先进的地震监测技术和现代的地震隔震技术，从而确保隧道在地震情况下的稳定性和安全性。
二、复杂地质条件下的盾构施工安全影响因素1.地下水体地下水体是盾构施工中的主要安全问题之一。
地下水体的污染和渗漏会对隧道的安全性和周围环境造成巨大影响。
因此，在施工过程中需要采用有效的隔离措施，如膨润土墙、注浆和管道封堵等。
2.建筑结构盾构施工会引起周围建筑物的振动和沉降，可能会影响到建筑物的稳定性和安全性。
为此，在施工前需进行全面评估和分析，采用行之有效的监测技术和控制措施，避免对周围建筑物造成不可逆转的影响。
3.管线盾构施工对周围的电力、燃气、自来水等管线造成的损害是不可忽视的。
在施工前应充分掌握周围管线的位置和布局等信息，并进行详细的管线保护措施，避免对管线的损害和断裂。
结论盾构施工在复杂地质条件下的技术和安全影响因素是十分复杂的，要做好盾构施工的技术要点和安全措施，需要充分的经验和技术积累。
地铁盾构穿越钙质结核富集地层施工技术
实例A n a lysis of P ra ctica l E xam ples分析地铁盾构穿越钙质结核富集地层施工技术姚智慧(中铁三局集团桥隧工程有限公司，四川成都610083)摘要：郑州市轨道交通2号线盾构施工通过无水粉砂钙质结核富集地层，地质突变导致工作参数不稳定、满 负荷掘进，致使地面沉降难以控制、地面沉陷、设备故障频发。
对此除进行地质补勘外，对盾构设备进行局部改造、控制掘进参数，采用聚合物（或膨润土）+泡沫的组合式渣土改良方式，顺利通过钙质结核富集地层。
可 为今后类似地层中盾构施工提供一定借鉴和参考。
关键词：盾构；钙质结核富集地层；渣土改良;设备改造DOI：10. 13219/j. gjgyat. 2018. 01. 012中图分类号：U455. 43 文献标识码：B文章编号= 1672-3953(2018)01-0045-04盾构法隧道施工具有施工速度快、机械化程度 高、对地面环境及交通影响小、施工安全系数高等优 点，在地铁隧道建设中被广泛应用;但由于我国地域 辽阔，南北或东西地质、地层千变万化、施工环境复 杂多样，在实际施工中必然需对盾构机进行适应性 分析和施工方法、措施的调整。
郑州地铁2号线04 工区陇帆区间、东陇区间施工中，盾构穿越的地层主 要为无水粉砂层并夹杂有钙质结核富集层，施工中 曾一度出现了地表沉降大、路面塌陷、掌子面保压困 难、刀盘扭矩大等一些施工技术难题，通过采取相应 技术措施盾构顺利通过了无水粉砂钙质结核富集地 层，为类似地层盾构施工积累了一定经验。
1 工程概况1.1 工程概况郑州市轨道交通2号线帆布厂街站一陇海东路 站，双线全长1 751. 565 m;陇海东路站一东大街 站，左线全长804.446 m、右线全长737. 480 m。
区间采用两台06 250 mm海瑞克土压平衡盾构机（S-595/S-596)，由帆布厂街站北端头始发后，沿紫荆山 路向北掘进，经过陇海东路站(过站)、到达东大街站接 收井后盾构机解体吊装出井，实现双线隧道的贯通。
盾构隧道穿越破碎带地段专项施工方案
盾构隧道穿越破碎带地段专项施工方案隧道工程在城市建设和交通基础设施中扮演着重要的角色。
然而，隧道穿越破碎带地段的施工往往面临着诸多挑战，需要制定专项方案以确保施工安全和顺利进行。
本文将从盾构隧道施工角度出发，探讨穿越破碎带地段的专项施工方案。
一、背景介绍破碎带地段是指地质构造不稳定、地层破碎、岩体中存在断裂、节理较多、地下水丰富等特点的地质环境。
在盾构隧道工程中，穿越破碎带地段会增加施工难度和风险，需要采取针对性的施工方案。
二、地质勘察在进行盾构隧道穿越破碎带地段的施工前，必须进行详细的地质勘察工作。
地质勘察需要重点关注破碎带的范围、岩层结构、地下水情况等信息，为后续施工方案设计提供可靠的依据。
三、隧道衬砌设计针对破碎带地段，隧道衬砌设计尤为关键。
应采用高强度、耐磨损的材料，确保隧道结构的稳固和安全。
在设计过程中，还需考虑破碎带地段可能存在的变形和突泥等情况，制定相应的应对策略。
四、掘进施工工艺在盾构隧道穿越破碎带地段时，掘进施工工艺的选择至关重要。
对于破碎带地段，应采用合理的掘进方案，如减小推进速度、增加支护措施等，以降低施工风险。
五、地下水处理破碎带地段地下水丰富，对隧道施工有着重大影响。
在施工过程中，需要采取有效的地下水处理措施，保证隧道施工工作面干燥，避免因地下水涌入而引发的安全事故。
六、应急预案针对破碎带地段施工中可能出现的突发情况，应建立完善的应急预案。
预先设计好的应急预案能有效应对施工中的意外事件，确保施工人员和设备的安全。
七、总结与展望通过对盾构隧道穿越破碎带地段专项施工方案的探讨，可以发现，在面对复杂地质环境时，需要综合考虑地质勘察、隧道衬砌设计、掘进施工工艺、地下水处理等方面的因素，制定科学合理的施工方案。
未来随着科技的不断进步，隧道工程的施工技术将会不断改进，为穿越破碎带地段提供更多有效的解决方案。
以上就是关于盾构隧道穿越破碎带地段专项施工方案的简要探讨，希望能为相关领域的从业者提供一定的参考价值。
盾构机穿越上软下硬地层专项施工方案
盾构机穿越上软下硬地层专项施工方案一、前言随着城市化进程的加快，盾构机在城市地下工程中的应用越来越广泛。
但是在施工过程中，盾构机穿越上软下硬地层会面临诸多挑战，需要制定专项施工方案以确保施工顺利进行。
本文将针对盾构机穿越上软下硬地层的特点，提出相应的专项施工方案。
二、地层特点分析1. 上软地层特点：•地质条件复杂，地层松软，易发生泥水涌入。
•地下水位较高，地面建筑物密集，施工空间受限。
2. 下硬地层特点：•地层坚硬，抗压强度高，隧道掘进难度大。
•地下水位较低，地质构造较稳定，但存在地下水涌入的风险。
三、施工方案设计1. 地质勘察与预测在开工前，必须对穿越地层进行详细的地质勘察，确定地质构造、地下水情况等，以提前预测可能遇到的问题，有针对性地制定应对方案。
2. 工程参数优化针对上软下硬地层的特点，必须对盾构机的工程参数进行优化设计，如刀盘类型、刀具配置、推进速度等，以确保穿越过程中的稳定性和效率。
3. 泥水处理措施为避免泥水涌入引发事故，需要制定有效的泥水处理措施，利用泥浆处理设备进行实时处理，保持隧道内部清洁，确保施工正常进行。
4. 质量监控与安全防护设立专门的质量监控团队，针对不同地质条件制定相应的施工指导措施，及时发现并处理施工中可能出现的质量问题。
同时，严格执行安全防护措施，保障施工人员的安全。
四、施工过程管理1. 定期会商与协调施工过程中，需要定期召开工程会商，对施工进度、质量、安全等进行全面评估，及时调整施工方案，确保施工顺利进行。
2. 施工数据记录与分析对施工过程中的数据进行记录与分析，包括地质情况、推进速度、刀盘磨损情况等，为未来类似工程提供经验借鉴。
五、总结与展望盾构机穿越上软下硬地层是一项复杂的工程，需要综合考虑地质、工程参数、施工管理等多个方面因素。
通过本文提出的专项施工方案，可以有效应对这一挑战，确保工程顺利完成。
同时，随着科技的不断发展，盾构机技术也将不断创新，提高施工效率和安全性，为城市地下工程的发展贡献力量。
盾构复杂线型上软下硬泥岩地层下穿运营铁路施工技术
盾构复杂线型上软下硬泥岩地层下穿运营铁路施工技术随着城市化进程的加速和交通运输需求的增加，铁路交通在城市中的地位也日益重要。
由于城市地下空间的复杂性，铁路建设往往受到地质条件的限制，特别是在软土地质和复杂地层条件下的铁路建设更是面临着巨大的挑战。
在这种情况下，盾构技术成为了一种重要的施工方法，能够有效地解决软土和复杂地层条件下的铁路建设问题。
本文将重点介绍盾构复杂线型上软下硬泥岩地层下穿运营铁路施工技术。
一、地质条件分析上软下硬泥岩地质条件下穿运营铁路的施工，首先需要对地质条件进行深入分析。
在此种地质条件下，地面通常是软土地基，而下方是硬质泥岩地层。
这种地质条件给盾构施工带来了很大的困难。
软土地基对盾构机的稳定性和掘进速度都会产生影响，而硬质泥岩的特性也会增加盾构机的掘进难度。
地质勘察部门需要根据工程的具体情况，全面了解地质情况，包括软土地基的含水量、泥岩地层的岩性、硬度、裂隙情况等，以便为后期的盾构施工提供准确的地质数据支撑。
只有充分了解地质条件，才能有效地确定盾构施工的方案和工艺。
二、盾构施工方案设计在掌握了准确的地质条件后，接下来需要对盾构施工方案进行设计。
对于上软下硬泥岩地质条件下穿运营铁路的施工，盾构机的选型和顶管的设计尤为重要。
1. 盾构机的选型在软土和泥岩地层下穿铁路的施工中，盾构机的选型至关重要。
因为软土地基的承载能力较低，所以需要选择能够适应软土地基的盾构机。
由于硬质泥岩地层的存在，盾构机也需要具备一定的硬岩掘进能力。
这就需要选择一款能够兼顾软土和硬岩掘进的盾构机。
2. 顶管的设计由于上软下硬泥岩地质条件的存在，顶管的设计也需要特别注意。
软土地基会对顶管的稳定性产生一定的影响，因此需要设计更加稳固的顶管结构。
与此硬质泥岩地层的存在也需要顶管具备足够的抗压和抗磨能力。
在顶管的材料和结构设计上需要进行精心设计。
三、过程控制在盾构施工的过程中，需要进行严格的过程控制，以确保施工的顺利进行。
盾构法穿越含沼气地层施工控制技术
盾构法穿越含沼气地层施工控制技术摘要：主要介绍武汉地铁二号线盾构施工中，隧道线路需穿越沼气地层，根据沼气对施工的影响，应用气体检测系统，通过实施沼气排放、隧道通风等措施，保证盾构机顺利穿越含沼气的复杂地层。
关键词：沼气盾构监测防爆通风系统一工程概况：武汉地铁二号线五标金色雅园站～汉口火车站站区间范围内场地属长江I级阶地，地形总体上呈北高南低之势，坡降较缓，场地所处的地貌单一，拟建场地类别为II类。
该区间盾构穿越的地层主要有：（3—3）层淤泥质粉质粘土，（3—4）层粉质粘土夹粉土，（3—5）层粉质黏土、粉土、粉质粘土夹粉土、粉砂。
其中在淤泥质粉质粘土夹粉土层含有大量沼气的储气层，特征如图一所示：二沼气的勘察情况沼气主要成分主要为甲烷，无色无味气体，密度比空气小，易积聚，是可燃烧的主要气体，其次区间还含有二氧化碳气体、硫化氢、二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳等，通过23个沼气探测孔的连续监测，有6个监测孔的甲烷浓度超过5%，具有发生爆炸事故的条件；11个孔的浓度超过1%，超过施工场所甲烷浓度限值。
其中硫化氢、一氧化碳超出国家规定危险报警低限值，易造成重大伤亡事故。
地铁施工场地沿线可划分为两个有害气体压力区段，即大于孔隙气压力区段（Ⅰ区：气体压力高于孔隙压力，压力区间0.150~0.310MPa，钻孔内气体可逸出地表，约470m）和小于孔隙气压力区段（Ⅱ区：气体压力低于孔隙压力，压力区间0.100~0.228MPa，钻孔内气体不能逸出地表，但可逐渐挥发，约540m）。
盾构施工掘进过程中经过Ⅰ区时，气体浓度短时间内会迅速升高，若抽排不及时则将造成严重后果；经过Ⅱ区时，气体浓度短时间内会不会升高，若抽排及时则不会造成严重后果。
三沼气对工程影响分析根据本次地下有害气体勘察、监测情况结合岩土工程勘察报告分析，（3-4）、（3-5）层土为场地主要储气层，具备低压浅层天然气田的特点。
地铁沿线全部都在储气层中穿越，在盾构开挖过程中，随着盾构刀盘切削掌子面的土体，储气层中的有害气体将必然对施工造成危害。
盾构穿越上软下硬地层施工关键技术研究
盾构穿越上软下硬地层施工关键技术研究摘要：在我国城市经济发展的推动之下，我国城市轨道交通获得较快的进步。
但是在施工之中，因为地层结构的特殊性，对于施工进度以及质量造成一定的影响，本文则探讨了盾构穿越上软下硬地层之时的相关施工技术。
关键词：盾构；上软下硬；施工引言花岗岩、混合岩及灰岩等硬质基岩大面积分布于我国华南、东南及华北沿海地区，上面多为花岗岩、混合岩的残积层以及黏土层、砂层等地层。
花岗岩、混合岩的残积层具有未扰动前比较致密、承载力较高，扰动后强度迅速降低、软化、崩解，自稳性差等特性。
硬岩和软弱地层，两者地质物理特性差别大，地铁盾构隧道由于地铁车站埋深及线路坡度的限制，区间隧道洞身不可避免地会有部分位于硬质基岩、部分位于风化残积层或其他软弱层中。
盾构在上软下硬地层中施工经常遇到掘进速度减慢、极易超挖、地面沉降严重甚至坍塌、盾构刀具磨损严重、卡机、螺旋机喷涌等问题。
如何处理好这些问题，国内工程技术人员一直在分析和研究。
1、上软下硬复合地层的主要特征上软下硬复合地层主要是由上部的土层和下部的岩层组合而成的岩土复合地层。
盾构隧道中的上软下硬复合地层，其土层和岩层之间的过渡层很薄甚至没有，分界线明显，上部的土层较为软弱，不能过多承受施工扰动，而下部的岩层的单轴抗压强度往往高达几十甚至一百兆帕以上。
2、盾构机掘进上软下硬地层的风险盾构隧道中上软下硬复合地层的土层和岩层过渡较快和性质差异显著的特点，使得盾构机在掘进时容易产生以下施工风险：由于底部为硬岩，刀具贯入岩面困难，顶部为软土，刀具切削土层容易，因此盾构机掘进时垂直姿态容易上抬。
（软硬各半的时候就会减少，除非软土占60%以上）地层软硬不均，刀具在软硬交界的地方容易磕碰岩面，造成刀圈崩坏、刀轴密封漏油等刀具损坏情况；而如果掘进速度过慢（小于4mm/min）时滚刀不转，又容易造成刀偏磨。
底部为硬岩，掘进速度慢，上部软土因扰动大而容易变形和造成水土流失，尤其是在富水地层中，如果控制不好造成喷涌，更容易导致地层损失，最终导致地面沉降过大。
盾构机穿越球状风化体(孤石)地段的施工措施
盾构机穿越球状风化体(孤石)地段的施工措施由于本标段下伏基岩为花岗岩地段，根据花岗岩的特性及地区地层的特点，在其残积土层中可能存在球状风化体。
球状风化体的体积相对较小，在事前的地质钻探过程中难以精确地全部勘察清楚。
因此在盾构施工过程中，往往在较松软的介质，如残积的砂质粘性土中，会突然碰到小体积的非常坚硬的球状体。
此种地质不利因素会造成隧道管片破损、隧道中心线偏移以及盾构机损坏等许多难以预料的问题。
在施工时采取如下的处理措施：1.盾构施工前应对隧道范围内的工程地质条件进行详细勘查，加密补充地质勘探，以便及早掌握孤石的分布情况。
探明地层是否含有孤石，并摸清其位置、大小、强度。
开工前，组织地质专家、盾构专家会诊，召开孤石勘探及处理专家专题研讨会，找出对策，并按专家意见指导施工。
2.针对孤石岩质较硬的特点，刀具以盘形滚刀为主，掘进时采用小推力、低转速来将其切削成碎块。
3.若掘进速度相当慢或孤石随刀盘一起滚动时，则对土体进行加固采用地表注浆加固（有地面条件时）与洞内注浆加固相结合，使掘进掌子面的孤石处于一个相对稳定、孤石周边有约束、刀盘受力均匀、掘进时孤石不致于随刀盘转动的断面，再掘进破除，或地面冲孔破碎，必要时进入土仓进行人工处理，采取静态爆破、切割、人工液压锤等办法。
4.盾构进入可能存在孤石的区段后，要严格监测推进油缸和刀盘伸缩油缸的推力变化、盾构机姿态的突然变化及土仓压力和出碴量的变化，如发现异常变化，进入土仓进行检查，以判断是否存在孤石，并确定孤石与刀盘的位置关系。
5.掘进过程中随时监测刀具和刀盘受力状态，确保其不超载并观测刀盘是否受力不均，以防刀盘产生变形。
6.在工作面稳定性差的情况下，进入土仓时必须建立一定的气压，此时按相应的规程进行工作。
7.孤石处理方法：a、人工切割：切割采用手提式金刚石蝶式切割机，或金刚石链锯切割，首先旋转刀盘，使刀盘开口部对准孤石，实施切割。
b、液压锤破碎：采用体积小、功率大的液压破碎锤，或液压镐，从刀盘的开口部将孤石破碎成碎块。
盾构穿越砂卵石地层面临的技术难题与对策
报告人：马栋目录一前言二施工关键技术三施工案例四结束语截至2019年6月，我国大陆地区共有37个城市开通城市轨道交通，运营线路总长度6126.82公里。
盾构法是目前轨道交通建设领域常用的工法，盾构机如何在砂卵石地层安全快速施工，是我们面临的一个难题。
砂卵石地层工程地质特点目前在我国盾构施工中遇到砂卵石地层较多的城市主要有：北京、成都、兰州、沈阳等。
城市卵石粒径卵石含量水位埋深渗透系数漂石粒径漂石含量北京20~60mm50%~70%22m200m/d200~600mm15%~45%成都20~200mm80%2~5m25m/d200~1000mm34%兰州20~50mm55%~70%13～18.7m60m/d400~500mm漂石较少沈阳20~45mm5~20% 4.5~10m100m/d150mm几乎无漂石砂卵石层的典型结构砂卵石地层一般具有透水性强，级配差，扰动后易失稳等特性。
某城市砂卵石层的漂石砂卵石地层工程地质特点某城市砂卵石层的级配曲线mm%砂卵石地层施工技术难题换刀作业风险高沉降控制难刀盘、螺旋机(泥浆环流系统)易卡停渣土不易改良设备磨损严重1、沉降控制困难盾构施工地表沉降的5个阶段第一阶段：盾构机到达前第二阶段：盾构机掘进时第三阶段：盾体通过时第四阶段：管片脱出盾尾时第五阶段：后期沉降盾构机在砂卵石地层施工，沉降主要发生在：⚫通过后，滞后沉降⚫盾构机掘进时，土体超挖出现垮塌2、刀盘、螺旋机(泥浆环流系统)易卡停盾构机在砂卵石地层中掘进，刀盘扭矩大，正常掘进时在3000～5000Kn·m 之间，当遇到较大漂石、掌子面失稳垮塌时，极易发生刀盘卡停。
刀盘卡停落石箱格栅堵塞切口、刀具破坏，刀盘、螺旋机卡停等问题；容易造成刀盘卡停、泥浆环流系统阻塞泥水盾构土压盾构3、设备磨损严重盾构机在砂卵石地层中掘进，卵石强度大，对刀盘、刀具、螺旋输送机/泥浆环流系统具有较大冲击和磨损。
螺旋机叶轮破损刮刀磨损滚刀磨损泥浆管磨损4、渣土不易改良由于砂卵石地层具有卵石含量高、级配单一、渗透系数大等特点，盾构机掘进中经常出现出土流动性较差、螺旋机易喷涌等问题。
盾构复杂线型上软下硬泥岩地层下穿运营铁路施工技术
盾构复杂线型上软下硬泥岩地层下穿运营铁路施工技术一、地质条件分析在进行铁路盾构施工前，首先要对地质条件进行详细分析，了解地层的情况，确定盾构施工的难点和重点。
对于上软下硬泥岩地层，主要特点是地质层位较为复杂，上部为软土或者松软岩层，下部为硬质泥岩地层。
这种地层的特点是上部土层厚度较大，地下水位高，地质构造复杂，岩土层的抗压抗剪强度较高，岩石风化程度较低，具有较强的坚硬性。
对于这种地质条件，盾构施工面临的主要困难是顺利突破上部软土层，以及对下部硬岩层的钻进和开挖。
二、盾构掘进工艺在面对上软下硬泥岩地层时，盾构掘进工艺需要根据地质条件进行合理选择。
需要选择合适的盾构机型，对于上软下硬地层，通常需要选择具有较强推进力和较大扭矩的盾构机型，以确保对下部硬岩地层的顺利突破和开挖。
盾构机的液压系统和控制系统也需要具备较强的稳定性和灵活性，以适应复杂地质条件的工作环境。
在盾构掘进工艺中，需要根据实际地质条件合理选择掘进参数，如推进速度、刀盘转速、推进力等，以确保盾构的安全、高效推进。
对于上软下硬地层，可以采用分段开挖的方式，先对软土层进行掘进破碎，再对硬岩层展开掘进，以降低掘进难度，提高掘进效率。
三、支护和土压平衡掘进对于上软下硬地层，支护和土压平衡掘进是盾构施工的重点环节。
在盾构掘进过程中，需要根据实际地质条件对支护方式进行合理选择，常用的支护方式有注浆灌浆、钢筋混凝土衬砌、预应力锚索支护等。
在上软地层掘进时，可采用土压平衡掘进方式，通过在盾构机前部设置土压平衡系统，对土壤进行平衡控制，避免地表沉陷和地下水渗漏，保证施工安全和环境稳定。
在进入下硬岩地层时，需要根据硬岩的地质特点和抗压抗剪强度进行合理支护，通常采用预应力锚索支护和液压灌浆加固等方式，以提高岩层的稳定性和承载能力。
四、灌浆与土体处理在盾构施工过程中，地下水的渗漏和土体的稳定性是需要重点关注的问题。
对于上软下硬地层，需加强对灌浆与土体处理的工艺控制，确保施工质量和安全。
盾构穿越建筑物施工技术措施
〕、为防止盾构通过后不必要的纠纷，在盾构通过前根据建构筑物的产权情况、重要性、盾构施工对其的影响程度，对局部建构筑物应选择有资格的鉴定单位对建构筑物进行鉴定，在通过后建议对建构筑物重新进行鉴定。
〔4〕、根据地质勘察情况或根据盾构推进过程中的地质变化情况，对建构筑物周边地质进行补充详细勘察，明确地形情况、根底土层结构、各土层土体性质、地下水情况等。
〔5〕、根据调查情况，分析建构筑物或管线的变形和应力允许值。
〔6〔7〕、与其他地层相比，在砂卵石地层中，刀具普遍磨损严重，初步判断，一盘滚刀能掘进约100～150m。
隧道穿越的地层主要为＜2-8＞、＜3-7＞卵石土地层。
盾构机连续掘进、出碴量正常地层不会出现问题。
但盾构机一旦停机，在恢复推进或开仓清碴刀盘转动时，地层损失控制困难。
因此在盾构即将通过建构筑物前应对刀具进行全部更换并对设备进行全面检修，选定同步注浆浆液的配比和凝固时间，以保证盾构机连续、快速通过，且使盾尾空隙得到及时有效的填充。
〔824小时监测，每3～4h监测一次。
测量结果及时反应给控制室。
2〕、盾构下穿建构筑物时的施工参数选择与控制：为确保建构筑物、管线的平安，在盾构掘进施工时应严格对盾构施工参数监测，包括盾构推力、出土量、注浆填充率、注浆压力、盾构姿态等。
盾构下穿建构筑物掘进时，盾构施工参数做如下控制：〔1〕、推进速度和推力控制盾构掘进速度控制在30～40mm/min，盾构推力控制在1000KN~1200KN。
确保盾构连续掘进、快速通过，减小对地层的扰动。
推力过大易造成地面隆起，过小那么地面沉降加大，盾构掘进速度亦不易太快，以免同步注浆量缺乏。
〔2〕、严格控制出土量成都地铁建设中，目前主要选用德国海瑞克盾构机，面板式刀盘、刀盘开口率25~28%、刀盘外径6.28m、有轴式两级螺旋出土器；盾构隧道主要采用的管片幅宽〔f=1.5m〕、砂卵石松散系数为0.8〔包含砂卵石间的含水量〕，计算每环出渣量：V=〔D1/2〕2π×f×1/0.8=〔6.28/2〕2π×f×1/0.8=46.438×1/0.8=58m3。
特殊地段盾构掘进的沉降控制技术范文（二篇）
特殊地段盾构掘进的沉降控制技术范文沉降控制是在特殊地段盾构掘进中非常重要的技术问题之一。
在盾构掘进过程中，地面沉降是无法避免的，但如果沉降超过一定限度，就会对周围的建筑物和地下管线造成不可逆的损坏。
因此，必须采取有效的措施来控制地面沉降，确保工程安全和周围环境的稳定。
一种常用的沉降控制技术是地下连续壁法。
这种方法通常用于盾构掘进过程中需要穿越的城市地下管线密集区域。
地下连续壁是由一系列相互连接的混凝土桩组成的，其作用是限制地面的沉降并分散地面压力。
在施工过程中，首先需要进行地下连续壁的钻孔和灌注，形成一道坚固的护壁。
然后盾构机在护壁内进行掘进，同时通过控制推力和注浆等手段来保证掘进过程中的沉降不超过限定范围。
另一种常用的沉降控制技术是地下空腔法。
这种方法适用于需要穿越的地下地质条件复杂、地面压力较大的区域。
在施工过程中，首先需要在盾构机掘进的前方挖掘出一个空腔，形成一定大小的地下空间。
然后盾构机在地下空间内进行掘进，通过释放地面压力，减轻地面沉降的影响。
在掘进过程中，还可以通过控制注浆量和排浆量来进一步控制地面沉降。
此外，还可以采用地下压力减轻法来控制地面沉降。
这种方法适用于需要穿越的地下水位较高、地下水压力较大的区域。
在施工过程中，可以通过钻孔注浆等方式，将地下水压力降低到一定范围内，减少地下水的浸润作用，从而减轻地面沉降的影响。
同时，在盾构掘进过程中还可以采取注浆排浆等措施，加强地下水的控制，进一步减轻地面沉降的影响。
需要注意的是，在特殊地段盾构掘进中的沉降控制技术中，使用的方法和措施应根据具体的地质条件和工程要求来选择。
同时，施工中还应加强监测和预测工作，及时采取调整和补救措施，确保施工安全和工程质量。
综上所述，特殊地段盾构掘进的沉降控制技术是非常重要的，通过合理选择和使用地下连续壁法、地下空腔法和地下压力减轻法等措施，可以有效控制地面沉降，保证工程安全和周围环境的稳定。
在施工过程中，还应加强监测和预测工作，及时采取调整和补救措施，确保施工的顺利进行。
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30% 110T 中间支撑,6个牛腿 3根 变频电机驱动 9*220KW 0-4.07r/min 额定扭矩12680kNm 脱困扭矩16484kNm 8个，前装式 17寸盘形滚刀，共计44把（其中正 面滚刀40把，偏心滚刀4把） 17寸盘形滚刀，共计5把 76/92mm 52条 188把，其中周边刮刀24把 140/95风化混合片麻岩 强风化混合片麻岩 弱风化混合片麻岩
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颜颜色色褐呈黄褐色黄，色岩，芯 颜呈黄色碎褐青石色灰状；色、单，短轴节柱饱理状、 裂节和隙理抗交裂压发隙强育发度；育单；轴单 饱轴≤和饱5抗和M压p抗a强压度强度5≥306M0Mpapa
7
地表密集房屋
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三、复合地层盾构施工
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➢3.1始发井端头加固
✓水纹地质条件： • 本标段勘察期间地下水位埋深1.00-5.45m，
水位高程18.35-32.71m，水位变幅0.502.00m。 • 岩石富水性和透水性与节理裂隙发育情况 关系密切，节理裂隙发育的不均匀性导致 其富水性和透水性也不均匀。
大。
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3
土压平衡盾构机
土压平衡盾构机的工作原理则是向密封舱内加入塑流化改性材料，
与开挖面切削下来的土体经过充分搅拌，形成具有一定塑流性和透
水性低的塑流体，同时通过伺服控制盾构机推进千斤顶速度与螺旋
输送机向外排土的速度相匹配，经舱内塑流体向开挖面传递设定的
平衡压力，实现盾构机始终在保持动态平衡的条件下连续向前推进。
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15
➢3.2特殊构筑物加固
• 本标段盾构区间隧道埋深13米—43米，隧道 穿越大朗镇老城区，地表房屋密集，构筑 物高达90%以上，其中包括高架桥、东明学 校、华润万家超市、5-7层居民楼、天然基 础的土砖瓦房。
• 在广州地区的复合地层，在扰动状态下掌 子面不稳定，地面沉降量和沉降速率均较 大，采取何种施工措施控制建构筑物的变 形是盾构施工的难点。
刮刀
滚刀与刮刀高差
超挖刀
左线盾构刀盘 8860mm
右线盾构刀盘 8830mm
刀盘整体采用辐条面板式，边缘采用 刀盘整体采用辐条面板式，边缘采用
平面斜角式；刀盘面板由左、右两部 平面圆角式；刀盘面板由上、下、左、
分拼接而成；滚刀布置在辐条上，刮 右和中间五部分拼接而成；滚刀布置
刀布置在辐条两侧
在面板上，刮刀布置在辐条两侧
✓加固目的： • 改良端头土体，提高端头土体强度，堵塞
颗粒的间隙和地层的精选水课件 ，确保盾构机始发 13
2#盾构始发井端头加固采用咬合旋喷桩， 桩型为直径600，间距为500mm，有效 桩长 16.5m，端头加固宽度为8m，长 度16.5m。
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为了确保盾构始发时的洞门破除施工的安全以及各地层的稳定，在左线端 头地连墙前方增加一排直径1m的素砼桩加固，桩心间距为1m, 素砼桩有效 桩长23m,共计13根；素砼桩间采用直径0.6m的旋喷止水桩咬合，旋喷止水 桩有效桩长16.5m，空桩长6.5m，共计14根。
狭小的街道和简易、 脆弱的老旧房屋
密集的建筑群
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8
➢2.2复合盾构
• 在复合地层中进行盾构施工，需要盾构机 刀盘具有广泛的适应性。对于盾构机来说， 最关键的问题就是采用什么刀盘结构形式 和刀具配置才能够使盾构机在整个隧道掘 进过程中达到最小的刀具磨损、最少的换 刀次数和最快的掘进速度。
• 左线施工由中铁二十局施工，采用法国
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2
一、工程简介
1#盾构井
风井
左线
左线
2#盾构井
1#盾构2#始盾发构井始D发K井33D+K93581+位35于9位东于莞东市莞大市朗大镇朗黎镇贝大井岭头村村，，施工 施工左左线线隧隧道道长长12495225mm，，盾盾构构机机于于2021021年1年8月11始月发始，发至，2014年6 2014年月4掘月进贯8通70。环。隧隧道道区区间间以地全质断复面杂硬，岩全为断面主软，岩岩、石上软下硬、 硬度平全均断在面8硬0M岩P交a替以出上现，，隧属道于最标大准埋的深复4合2地m层，，纵地坡表房屋密集， 24.4 ‰沿路线空，房 间地屋 狭下覆 小水盖 ，丰率 地富高表，达注因浆90此加%盾，固构且困多难掘为，进因老困此旧难盾无。构基掘础进的风土险砖系房数，极道
盾构穿越特殊地层 施工技术
第五轨道交通工程队 ——吕岩
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1
目录
一、工程简介 二、特殊地层
➢ 2.1复合地层 ➢ 2.2复合盾构
三、复合地层盾构施工
➢ 3.1始发井端头加固 ➢ 3.2特殊构筑物加固
➢ 3.3全断面软岩掘进控制 ➢ 3.4上软下硬段掘进控制 ➢ 3.5全断面硬岩掘进控制 ➢ 3.6复合地层中带压作业
• 盾构施工机理和地质精选情课件 况的限制，掘进时 16
本段隧道在GDK 38+300处下穿省道S357银朗南路，右线线 路中心与银朗南路线路中心以64°的交角与银朗南路斜交， 并下穿银朗南路大井头跨线桥，从桥跨桩基间穿过，呈西南 至东北走向。隧道埋深约13m，左、右线线路中心间距约 28.5m。 盾构隧道主体结构分别从该桥的30m小箱梁两跨间桥桩桩基 之间穿过,其中隧道左线从桥梁⑥号墩和⑦号墩之间穿过，隧 道右线从桥梁⑦号墩和⑧号墩之间穿过。桥墩下部结构采用 2.5m（长）*2.5m（宽）*1.5m（高）承台结构，承台以下 采用直径1.5m桩基础。其中桩基础深度分别为：⑥号墩左桩 长34.22m、右桩长32.5m；⑦号墩左桩长34.98m、右桩长 33.5m；⑧号墩左桩长38.39m、右桩长36.82m。
NFM技术北方重工生产的直径φ8.83m土压
平衡式盾构机，右线施工由中铁十六局施
工，采用德国海瑞克生产的直径直径
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9
左线盾构刀盘
精选课件
右线盾构刀盘
10
刀盘配置 开挖直径
刀盘结构形式
开口率 重量
支撑形式 主动搅拌棒 驱动形式
功率 转速
扭矩
添加剂注入口
单刃滚刀
刀
双刃滚刀
具
滚刀间距
配
滚刀轨距
置
精选课件
4
二、特殊地层
精选课件
5
➢2.1复合地层
• 工程涉及的围岩地层可宏观的分为两大类： 一类是均一地层，另一类是复合地层。
• 均一地层是指在开挖断面范围内和开挖延 伸方向上，由一种或若干种地层组成，但 其岩土力学、工程地质和水文地质等特性 相近的地层或地层组合。
• 复合地层是指在开挖断面范围内和开挖延 伸方向上，由两种或两种以上不同地层组 成，且这些地层的岩土力学、工程地质和 水文地质等特性相差精选悬课件 殊的地层组合。 6
精选课件
27% 116T 中间支撑，8个牛腿 4根 变频电机驱动 14*160KW 0-4.2r/min 额定扭矩8121kNm 脱困扭矩11369kNm 8个，背装式 17寸盘形滚刀，共计45把（无偏心 滚刀） 17寸盘形滚刀，共计4把 90/100mm 52条 106把，其中周边刮刀16把 160/110mm