吴总讲座讲解.ppt

地质风险 上软下硬复合地层 复杂的地质条件及复合地层施工难点与关键技术 复杂的地质条件及复合地层施工难点与关键技术 岩层不整合接触碎裂带 全断面软土层 断面内多为第四系坡（残）积层或砂（砾）质粘土或全强风化的地层；渗透性弱；刀盘易结泥饼；泥水处理工作强度大；废浆量大。 复杂的地质条件及复合地层施工难点与关键技术 四系地层中的漂石（称为外来异物）如图： 强全中微风化层如图： 红色显示刀具问题区 设备风险 刀盘整体加强筋板情况 刀盘中心加强筋板改造 辐板与辐条之间的加强改造 内圈变形 大直径盾构技术应用及风险控制 目 录 一、现状与前景 二、施组和管理 三、工法和选型 四、应用和技术 五、风险与控制 六、结束语 一、现状与前景 目前国内在建的大直径盾构法隧道已达世界总和范围：公路、铁路、水利、地铁等领域。 已建成的有： 北京直径线 天津直径线 京津延长线 杭州青村路隧道 钱塘江公路隧道 南水北调穿黄隧道 中广核台山取水道 武汉长江公路隧道 扬州瘦西湖公路隧道 上海沪崇苏长江隧道 广深港高铁狮子洋隧道 南京纬七路长江公路隧道 上海地铁黄浦江越江隧道+10条 南京地铁三号线、十号线长江隧道 在建工程： 武汉地铁长江隧道 穗莞深珠海城际等 南京纬三路长江隧道 长株潭城际铁路隧道 广州地铁四号线延长线 广深港深圳-香港段高铁隧道 武汉长江公路地铁联营长江隧道 待建项目： 北京地铁 北横隧道 太原城际线 上海A30公路隧道 珠海拱门公路隧道 深圳前海公路隧道 周家嘴路公路隧道 安徽芜湖越江公路隧道 广东汕头海湾公路隧道 京-张线、京沈线（高铁） 发展前景： 按目前不完全统计，在进行工可及初级论证的预估在今后5年内有近30条左右的各功能性的大直径盾构法隧道要进入施工期。 二、施组和管理 ▲ 工程水文地质的准确和可性度。 ▲ 管片衬砌结构体系的长期稳定性。 ▲ 高水压隧道结构体的防水可靠和耐久性。 ▲ 长距离隧道通风和防灾体系。 ▲ 隧道工程结构体系的抗震性能。 ▲ 复合地层的砂土液化失稳及掌子面的稳定性。（包括泥浆造型） ▲ 盾构机的造型的适应性和可靠性。 ▲ 盾构推进过程中高水压、强透水、上软下硬等复合地层的施工风险。 ▲ 长距离推进中的换刀的难度。 ▲ 始发及接收井支护结构的安全性。 三、工法和选型 大直径盾构在国内主要以泥水加压盾构、土压平衡盾构为主体。工法的应用主要还是根据地质及水文为基础，在风险可控条件下采用合理的工法。土压平衡盾构工法成本低于泥水盾构，但由于开挖直径大，在施工管理上风险很大，目前在施工中复合地层选用土压盾构的实际成本高于泥水盾构，所以在盾构施工一定要以地质为基础，选用合适的盾构工法。 盾构的选型，目前国内外设备制造厂家根据施工所产生的设备存在风险不断的在创新。归纳下来已在市场应用的有以下几方面的新工法： 1.双模盾构 S+E（泥水和土压切换模式） E+T（土压和硬岩机切换模式） 2.常压换刀（在高水压、强透水地质自稳差的地层换刀技术，从根本上保证了人员进舱 的安全风险） 3.饱和带压进舱作业法（在高水压进舱延长了工作时间和改善了环境，按普通带压进舱 作业对比，工效提高20倍以上） 4.刀具检查可视化系统（该系统的开发成功，极大提高了前期准备工作的精准性） 5.双压模式（土压平衡模式下盾构机的拱顶追加了一套带介质体的压力保护装置，在上 软下硬地层施工确保了超挖风险，控制地表沉降） S+E（泥水和土压切换模式） E+T（土压和硬岩机切换模式） 常压换刀（在高水压、强透水地质自稳差的地层换刀技术，从根本上保证了人员进舱的安全风险） 刀具检查可视化系统（该系统的开发成功，极大提高了前期准备工作的精准性） 四、应用和技术 根据不同地质，盾构法施工应用范畴很广也是大直径盾构面临的大难题。应用技术难点主要表现在以下几方面： 盾构选型： 刀盘刀具。（刀盘结构强度，开口率、刀具选用布置） 功能配置。（压力、扭矩、推力等选用） 安保措施（超前加固，安全闸门，破碎功能，油脂类磨损检测等） 环流系统（压力控制、流量不平衡等） 信息系统（PLC功能、姿态自动检测等） 地质条件 刀盘结构强度安全系数 刀具配置 最大扭矩值的安全系数 上软下硬地层 安全系数α＞1.5 混装式刀具 安全系数S＞1.5 卵砾层 安全系数α＞1.3 保证有效最大开挖直径 安全系数S＞1.5 断碎裂带 安全系数α＞1.3 保证有效最大开挖直径 安全系数S＞1.3 钙磷变质砂岩（简称孤石） 安全系数α＞2.0 混装式刀具 安全系数S＞2.0 古河床漂