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
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地表密集房屋
狭小的街道和简易、 脆弱的老旧房屋
无
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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。
✓加固目的：
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二、特殊地层
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➢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悬殊的地层组合。 6
• 盾构施工机理和地质情况的限制，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。
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Biblioteka Baidu
在面板上，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
大。
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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。
盾构穿越特殊地层 施工技术
第五轨道交通工程队 ——
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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
密集的建筑群
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➢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
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➢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。
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左线盾构刀盘
右线盾构刀盘
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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
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
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
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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大贝井岭头村村，，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24度.4平‰全沿路均断线空，在面房 间地8硬屋 狭下0M覆 小岩水P盖 ，交丰a率 地替以富高表出上，达注现，因浆9，隧0此加属%道盾，固于最构且困标大多难准掘埋为，的进深老因复困4旧此合难2无盾地m。基构层，础掘，纵的进地坡土风表砖险房房系屋，数密道极集，
• 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水，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。