南京长江隧道盾构刀具设计改进及工程应用研究.pdfVIP

实例 Analy si s of Practical Example s 　　　分析 南京长江隧道盾构刀具设计改进及工程应用研究 张公社 ( 中铁十四局集团有限公司 , 山东 济南 2500 14) 摘 　要 :在建南京长江盾构隧道区间总长约 2 900 m ,双洞双线六车道设计 , 区间主要为粉细砂和砾砂地层 , 原刀具设计为一次掘进中途不换刀 ,但实际施工过程中刀具磨损失效严重 。针对南京长江隧道原装刀具失效 现状 ,从地质 、刀具布置 、选材 、工艺等方面对失效原因进行了全面分析 ,在此基础设计了刀具改进方案 :加大 刀刃硬质合金断面尺寸和单块合金宽度 ,改进焊接工艺 ,优化掘进工作参数 。工程实践表明:新改进刀具完全 ( ) ( ) 适应当前地质条件 ,换刀距离由改进前不足 50 环 100 m 提高到普遍超过 300 环 600 m ,工程经济效益明显 。 关键词 :盾构刀具 ;泥水盾构 ;砂砾层 ;异常失效 中图分类号 :U455 . 3 1 　文献标识码 :A 　文章编号 (2009) 目前我国在建或规划的非岩石地层水底隧道多 m ,采用德国海瑞克公司生产的两台 14 . 93 m 泥水 采用盾构法施工 ,主要以泥水平衡或泥水加压平衡 加压平衡盾构机施工 。 盾构为主[ 1 ] 。采用盾构施工有经济 、快速 、安全 、优 隧道主要穿越第四系和 白垩系地层 ,地层上部 质等特点 ,但因其机械化施工特点也带来了一些问 由第四系全新统新近沉积松散粉细砂组成 , 中部由 题 ,在砂砾层中如何降低刀具磨损 、实现长距离掘进 第四系中密～密实粉细砂组成 ,下部由上更新统密 为其中比较突出的问题之一 。由于非岩石地层水底 实状砾砂 、圆砾等组成 ,第四系地层下伏基岩为白垩 ( ) 换刀十分困难 ,超长隧道 4 km 通常采用江中对 系钙质泥岩夹钙质细砂岩 。本工程盾构隧道穿越地 接施工方式来实现一次掘进 ,避免江中换刀 ,如日本 层以8 号粉细砂地层和 10 号砾砂地层为主 ,卵石最 已建的东京湾海底隧道和中国在建狮子洋隧道 ,而中 大粒径达 200 mm ,地层石英含量约占35 % ,磨损系 ( ) 长距离 3 km 则以采取技术措施一次掘进为主 。 数大 ,对刀具是一严峻考验 。 在建南京长江隧道盾构单线盾构区间约 3 km , 2 　刀盘刀具结构形式 穿越地层以粉细砂和砾砂为主 ,原刀具设计拟一次 ( ) 掘进中途不换刀 ,但右线掘进到 655 环 1 3 10 m 本工程盾构采用德国海瑞克公司生产的 2 台 时 ,推进出现异常 ,经抽刀检查 ,发现刀具出现异常 14 . 93 m 辐条面板式泥水加压平衡盾构施工 ,盾构 磨损 ,左线停机检查 ,刀具也出现严重磨损 。本文针 刀盘配有 6 根主辐臂和 6 根副辐条臂 ,刀具由 189 ( ) 对这一工程问题从多个方面进行了分