花岗岩地层盾构施工
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泥膜护壁完成后带压换刀期间，沉降随压力波动变化敏感，最终最大沉降 点位H19沉降值该工况下沉3.6mm，累计沉降为54.3mm，柱子SZ1沉降值 该工况下沉3.5mm累计为28.4mm 。
盾构土仓回填期间，楼的沉降最大沉降点H19在该工况下下沉3.6mm，累 计沉降值为57.9mm，柱子SZ1在该工况下下沉0.6mm，累计沉降值为 29.0mm。
3500
刀盘转速 （rpm）
1.6 1.6 1.4 1.6 1.7 1.7 1.5 1.5 1.2
刀盘扭矩 （bar）
70 130~138 130~150 110~130 120~150 130~150 130~150 130~150 90~120
掘进速度 （mm/min）
1-6 5-10 5-7 8-12 12-19 8-14 4-10 4-10 1-5
出土量 （斗）源自文库
6 5.5 6 5 5 5.5 6 6
停机采用开挖面制造泥膜，然后带压进仓进行检查和更换刀具。虽
然刀盘前方已有1米高的空洞，带压开仓成功，发现12#、24#刀圈掉， 10#、11#、13#、14#、15#偏磨严重，16、17、21、25、28、29、30、 31、33、34、35磨损5mm—10mm。经过9天带压开仓作业，更换了正 面和周边的刀具，同时检查到中心滚刀磨损严重，发现中心滚刀刀箱已 变形：
问题 第三部分：盾构在花岗岩地层掘进的解决办法 第四部分：管理体会
第一部分：花岗岩地层的特点
1、花岗岩残积土的特点
花岗岩残积土具有很强的结构性,很容易因各种扰动因 素,导致结构性损伤。花岗岩残积土,经浸水饱和后,承载 力降低,压缩性增大;在具有临空面的浸水条件下,花岗岩 残积土会因软化崩解而坍塌。
人洞
11月26日才将刀具更换。清理刀盘和刀具的过程中， 左侧刀盘开口上部出现局部坍塌，后人员出来加气保压。 带压清理剩余的部分，11月28日刀盘转动。11月28日~12 月1日带压进仓将中心滚刀刀座螺栓焊接牢固。12月2日重 新恢复掘进，未采取其他辅助措施，盾构机脱困，12月7 日，盾构安全通过宿舍楼。掘进7环又更换一次刀具。
2m宽的土工布4块，每块搭接500mm
在此处使用海绵、棉纱 和木楔将土工布塞紧
空洞区 硬岩区
空洞 土工布
土仓
通过盾体上的径向注浆 孔注入水溶性聚氨酯， 防止浆液将盾体包裹。 同时利用盾构机土仓壁 板上的球阀和气体自动 补偿系统，在不同的高 度装上排气管和注浆管 ，分层回填。
注浆加固后，清理至中心滚刀位置，并在刀盘前开挖尺 寸为高1.9m、宽2.1m、深0.9m的作业空间
盾构清仓换刀至恢复掘进期间，楼最大沉降点H19该工况下沉5.5mm，沉 降值为63.4mm；柱子SZ1该工况下沉4.3mm，累计沉降值为33.3mm。
总结该案例过程 一、为什么带压<7H>地层还会坍塌？ 二、盾构机刀具和刀座为什么损坏这么严重？ 三、过程中，房屋沉降为什么这么敏感？
分四部分介绍，与大家分享： 第一部分：花岗岩地层的特点 第二部分：盾构在花岗岩地层施工中易出现的
南华工商学院宿舍楼范围的平面位置图
南华工商学院宿舍楼范围的地质断 面图
后与场地的产权单位进行协商，利用地面 场地进行地面注浆处理。注浆加固存在既要 保证加固效果能安全开仓又要防止注浆将盾 构机刀盘和盾壳包裹了。加固前在盾壳和管 片外围采用了水溶性聚氨酯进行封堵，同时 注浆过程中刀盘定期进行转动。地面加固的 时间受学校宿舍的限制，只能白天施工，第 一次加固至9月27日才完成。开仓加固效果 不理想，降压不成功，而后再回填补充加固 好后，10月10日刀盘原位将刀具更换。加固 还是会造成盾构机盾壳和刀盘被水泥浆包裹。
虽然经过泥膜处理和带压作业，在盾构机带压换刀过程 尽管宿舍楼的沉降没有加大，但刀盘前残积土逐渐剥落， 空洞还是逐渐加大，最后形成了较大的空洞。
约3m
2.5~3m
空洞
3~4m
刀盘范围
空洞
盾构机
刀盘
更换中心滚刀刀箱的作业，必须回填土仓，并需要在中 心滚刀前开挖出作业空间。这种洞内加固，更加要保护好 盾壳和刀盘不要包裹，否则后果很严重。事先将盾壳和刀 盘用土工布包裹隔离。
以三北区间1标过南华工商学院宿舍楼案例，首 先大家认识下花岗岩地层的特点：
2009年9月1日下午，右线海瑞克盾构机 在647环，南华工商学院宿舍9号楼前（两栋 房屋之间的空地上），隧道洞身范围的地层 为<7H>、<9H>，采用2.4bar的气压进仓， 进仓检查，掌子面无水，但刀盘转动后，掌 子面的土体剥落严重，已无法进行带压作业， 紧急关仓，考虑刀盘前面是宿舍楼，同时刀 具损坏严重，往前掘进风险较大，往前掘进 300mm后将土仓压力建立，同时采用盾构
10月19日~10月28日盾构机掘进26环，掘 进参数出现异常，停机检查刀具
环号
647 650 656 660 665 670 671 672 673
土仓压力 （bar）
2.0 2.4 2.1 2.1~2.4 2.2 2.3~2.8 2.2 2.1 2.3~2.5
总推力（t）
2700~3400 2000~2100 1500~1900 1700~2100 1500~1700 1600~1800 1300~1600 1500~1800
整个通过该楼房4个月，共掘进37环，更换刀具3次，刚好 是进入房屋前，在房屋下，出房屋后。
监测情况：
右线盾构掘进647环—673环，同时左线盾构也同时在房屋地下掘进，房 屋沉降速率较大，房屋沉降已达到38.9mm。
右线盾构停机期间，在制作泥膜护壁时，左线在掘进，宿舍楼的出现较大 沉降，最大沉降点为H19沉降值为50.7mm，柱子SZ1沉降值为24.9mm。
花岗岩地层盾构施工总结
肖瑞传
2010.12
三号线北延线“设计起点～永泰东站”段， 约8.6km长线路沿线基岩为花岗岩、混合花 岗岩或花岗片麻岩。主要穿越的地层是全断 面土层（花岗岩残积土、全风化花岗岩、强 风化花岗岩）、全断面岩层（中风化、微风 化花岗岩）、上软下硬花岗岩地层（上部为 花岗岩残积土、下部为微风化花岗岩等岩 层）、另外还有少部分为特殊的上软下硬地 层（上部为砂层、中部为土层、底部为岩 层）。
盾构土仓回填期间，楼的沉降最大沉降点H19在该工况下下沉3.6mm，累 计沉降值为57.9mm，柱子SZ1在该工况下下沉0.6mm，累计沉降值为 29.0mm。
3500
刀盘转速 （rpm）
1.6 1.6 1.4 1.6 1.7 1.7 1.5 1.5 1.2
刀盘扭矩 （bar）
70 130~138 130~150 110~130 120~150 130~150 130~150 130~150 90~120
掘进速度 （mm/min）
1-6 5-10 5-7 8-12 12-19 8-14 4-10 4-10 1-5
出土量 （斗）源自文库
6 5.5 6 5 5 5.5 6 6
停机采用开挖面制造泥膜，然后带压进仓进行检查和更换刀具。虽
然刀盘前方已有1米高的空洞，带压开仓成功，发现12#、24#刀圈掉， 10#、11#、13#、14#、15#偏磨严重，16、17、21、25、28、29、30、 31、33、34、35磨损5mm—10mm。经过9天带压开仓作业，更换了正 面和周边的刀具，同时检查到中心滚刀磨损严重，发现中心滚刀刀箱已 变形：
问题 第三部分：盾构在花岗岩地层掘进的解决办法 第四部分：管理体会
第一部分：花岗岩地层的特点
1、花岗岩残积土的特点
花岗岩残积土具有很强的结构性,很容易因各种扰动因 素,导致结构性损伤。花岗岩残积土,经浸水饱和后,承载 力降低,压缩性增大;在具有临空面的浸水条件下,花岗岩 残积土会因软化崩解而坍塌。
人洞
11月26日才将刀具更换。清理刀盘和刀具的过程中， 左侧刀盘开口上部出现局部坍塌，后人员出来加气保压。 带压清理剩余的部分，11月28日刀盘转动。11月28日~12 月1日带压进仓将中心滚刀刀座螺栓焊接牢固。12月2日重 新恢复掘进，未采取其他辅助措施，盾构机脱困，12月7 日，盾构安全通过宿舍楼。掘进7环又更换一次刀具。
2m宽的土工布4块，每块搭接500mm
在此处使用海绵、棉纱 和木楔将土工布塞紧
空洞区 硬岩区
空洞 土工布
土仓
通过盾体上的径向注浆 孔注入水溶性聚氨酯， 防止浆液将盾体包裹。 同时利用盾构机土仓壁 板上的球阀和气体自动 补偿系统，在不同的高 度装上排气管和注浆管 ，分层回填。
注浆加固后，清理至中心滚刀位置，并在刀盘前开挖尺 寸为高1.9m、宽2.1m、深0.9m的作业空间
盾构清仓换刀至恢复掘进期间，楼最大沉降点H19该工况下沉5.5mm，沉 降值为63.4mm；柱子SZ1该工况下沉4.3mm，累计沉降值为33.3mm。
总结该案例过程 一、为什么带压<7H>地层还会坍塌？ 二、盾构机刀具和刀座为什么损坏这么严重？ 三、过程中，房屋沉降为什么这么敏感？
分四部分介绍，与大家分享： 第一部分：花岗岩地层的特点 第二部分：盾构在花岗岩地层施工中易出现的
南华工商学院宿舍楼范围的平面位置图
南华工商学院宿舍楼范围的地质断 面图
后与场地的产权单位进行协商，利用地面 场地进行地面注浆处理。注浆加固存在既要 保证加固效果能安全开仓又要防止注浆将盾 构机刀盘和盾壳包裹了。加固前在盾壳和管 片外围采用了水溶性聚氨酯进行封堵，同时 注浆过程中刀盘定期进行转动。地面加固的 时间受学校宿舍的限制，只能白天施工，第 一次加固至9月27日才完成。开仓加固效果 不理想，降压不成功，而后再回填补充加固 好后，10月10日刀盘原位将刀具更换。加固 还是会造成盾构机盾壳和刀盘被水泥浆包裹。
虽然经过泥膜处理和带压作业，在盾构机带压换刀过程 尽管宿舍楼的沉降没有加大，但刀盘前残积土逐渐剥落， 空洞还是逐渐加大，最后形成了较大的空洞。
约3m
2.5~3m
空洞
3~4m
刀盘范围
空洞
盾构机
刀盘
更换中心滚刀刀箱的作业，必须回填土仓，并需要在中 心滚刀前开挖出作业空间。这种洞内加固，更加要保护好 盾壳和刀盘不要包裹，否则后果很严重。事先将盾壳和刀 盘用土工布包裹隔离。
以三北区间1标过南华工商学院宿舍楼案例，首 先大家认识下花岗岩地层的特点：
2009年9月1日下午，右线海瑞克盾构机 在647环，南华工商学院宿舍9号楼前（两栋 房屋之间的空地上），隧道洞身范围的地层 为<7H>、<9H>，采用2.4bar的气压进仓， 进仓检查，掌子面无水，但刀盘转动后，掌 子面的土体剥落严重，已无法进行带压作业， 紧急关仓，考虑刀盘前面是宿舍楼，同时刀 具损坏严重，往前掘进风险较大，往前掘进 300mm后将土仓压力建立，同时采用盾构
10月19日~10月28日盾构机掘进26环，掘 进参数出现异常，停机检查刀具
环号
647 650 656 660 665 670 671 672 673
土仓压力 （bar）
2.0 2.4 2.1 2.1~2.4 2.2 2.3~2.8 2.2 2.1 2.3~2.5
总推力（t）
2700~3400 2000~2100 1500~1900 1700~2100 1500~1700 1600~1800 1300~1600 1500~1800
整个通过该楼房4个月，共掘进37环，更换刀具3次，刚好 是进入房屋前，在房屋下，出房屋后。
监测情况：
右线盾构掘进647环—673环，同时左线盾构也同时在房屋地下掘进，房 屋沉降速率较大，房屋沉降已达到38.9mm。
右线盾构停机期间，在制作泥膜护壁时，左线在掘进，宿舍楼的出现较大 沉降，最大沉降点为H19沉降值为50.7mm，柱子SZ1沉降值为24.9mm。
花岗岩地层盾构施工总结
肖瑞传
2010.12
三号线北延线“设计起点～永泰东站”段， 约8.6km长线路沿线基岩为花岗岩、混合花 岗岩或花岗片麻岩。主要穿越的地层是全断 面土层（花岗岩残积土、全风化花岗岩、强 风化花岗岩）、全断面岩层（中风化、微风 化花岗岩）、上软下硬花岗岩地层（上部为 花岗岩残积土、下部为微风化花岗岩等岩 层）、另外还有少部分为特殊的上软下硬地 层（上部为砂层、中部为土层、底部为岩 层）。