成都地铁富水砂卵石地层盾构刀盘配置的研究.pdfVIP

OPERAT10N lN下窭 Ne基 成都地铁富水砂卵石地层盾构刀盘配置的研究 张志鹏 ，李松松 (1．西南交通大学 先进驱动节能技术教育部工程研究中心，四川 成都 61()031 2．egg-科技大学 空天科学技术研究院，四川 成都 610()54) [摘要] 通过分析和研究成都地铁 1号线盾构施工 2标段区间盾构刀盘、刀具在富水砂卵石地层施工 中磨损严重 的原因，找出刀盘 、刀具在设计与配置方面存在 的缺陷，经过多次改进后制定出新 的可行配置 设计方案 ，并对刀盘整体及附属结构进行修复优化，使其更加适应在富水砂卵石地层中施工。经过250m运 行后 ，证明该设计有效优化了刀盘结构 的合理配置，充分降低了刀盘、刀具 的磨损 ，能够延长刀盘的使用 寿命 ，减少了更换刀具的施工风险，缩短施工工期 ，节约施工成本 ，为城市地铁大直径盾构机长距离掘进 提供实用经验，具有一定的综合效益和推广价值 。 [关键词] 地铁；盾构隧道；富水砂卵石；刀盘刀具 [中图分类号]TD621 [文献标识码]B [文章编号]1()01—554X(2011)02—0112—05 Researchoncuttertoolsofearthpressurebalanceshieldinwater-rich sandygravelstratum ofChengdumetro ZHANGZhi—peng，LISong-song 成都地铁 1号线盾构施工 2标区间处于成都 1 刀盘、刀具磨损情况及原因分析 市人 民北路 和人 民 中路 由北 向南 ，左线 全长 2390．316m，右线全长 2407．774m。区间地质为 1．1 刀盘、刀具磨损情况 富水砂卵石地层，具有富水、石英含量高、卵石 鉴于成都地铁特殊 的富水砂卵石地层 ，最初 砂卵石 比例大、粒径不均、强度差值大等特点。 刀盘采用辐条一面板式结构 ，配有 6个主辐臂和 6 区间范围内上覆第 四系土层，下伏 白垩系上统灌 个副辐条臂，开 口率约 35％，刀盘由40把滚刀、 口组紫红色泥岩，主要穿越第 四系全新统冲积层 56把刮刀、16把先行刀、6对周边大铲刀、6对 及第四系上更新统冰水沉积、冲积层，其中夹大 焊接式小铲刀和2把仿形刀组成，刮刀高出面板 量砂 层 及 卵、砾石 成 分 ，最 大 粒径 达 530～ 200mm，先 行 刀 高 出面板 250mm，先 行 量 为 550mm，圆砾含量约 10 兼夹漂石，漂石最大粒 50ram，刀盘结构见 图 1。上述刀盘配置设计 面 径 270mm，由于以上特殊地质状况，施工过程 中 对特殊的富水砂卵石地层会发生两个 问题 ：一是 盾构刀盘、刀具磨损较快且严重 。据施工统计， 出现结泥饼现象；二是刀盘、刀具发生严重磨损。 成都地铁 1号线全线最初半年 内盾构掘进累计完 刀盘磨损主要发生外周和 中心部位，尤其 以大直 成的 1000多米隧道 ，大约每 150m左右就需进行 径滚刀磨损最为严重，如图2所示 。 刀具的检查与更换 ，甚至出现更换刀盘的严重现 1．2 磨损原因分析 盾构进入富水砂卵石地层约 140m时，掘进速 象。本文结合成都地铁 1号线盾构 2标的施工实 度、刀盘转矩、推力等均发生异常变化，根据经 践，考虑盾构刀盘、刀具在特定富水砂卵石地层