在江底修復(fù)盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)實(shí)例

1、梁興林：在江底修復(fù)盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)實(shí)例在江底修復(fù)盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)實(shí)例梁興林（廣州市地下鐵道總公司廣州）摘要：小松盾構(gòu)機(jī)在廣州地鐵四號(hào)線(xiàn)小新盾構(gòu)區(qū)間段穿越珠江的過(guò)程中，雖然頻繁換刀，刀盤(pán)仍然磨損嚴(yán)重，而江底的地質(zhì)狀況又不具備修復(fù)刀盤(pán)的條件，本文正是針對(duì)珠江江底這種特殊的地質(zhì)條件，討論如何在江底創(chuàng)造敞開(kāi)式開(kāi)倉(cāng)條件，以修復(fù)刀盤(pán)、更換刀具。關(guān)鍵詞：盾構(gòu)機(jī)；刀盤(pán)；刀具；敞開(kāi)式開(kāi)倉(cāng)條件（，）：，：；廣州地鐵四號(hào)線(xiàn)小谷圍新造盾構(gòu)區(qū)間隧道穿越珠江新造海段，右線(xiàn)采用德國(guó)海瑞克盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)，左線(xiàn)采用日本小松盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)。右線(xiàn)海瑞克盾構(gòu)機(jī)歷時(shí)天成功穿越珠江新造海段，而此時(shí)左線(xiàn)小松盾構(gòu)機(jī)只掘進(jìn)了，還剩余隧道洞頂為軟弱地層，故不具備敞

2、開(kāi)式開(kāi)倉(cāng)修復(fù)刀盤(pán)的條件。本文正是針對(duì)這種地質(zhì)狀況，討論如何在江底創(chuàng)造敞開(kāi)式開(kāi)倉(cāng)條件，以修復(fù)刀盤(pán)、更換刀具。，相對(duì)于右線(xiàn)盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)進(jìn)度，左線(xiàn)盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)進(jìn)度嚴(yán)重滯后。并且左線(xiàn)小松盾構(gòu)機(jī)由于受江底“上軟下硬”地質(zhì)的影響，雖然頻繁換刀，刀盤(pán)仍然嚴(yán)重磨損（局部磨損達(dá)到）；此時(shí)，若不及時(shí)焊接修復(fù)刀盤(pán)，不但掘進(jìn)速度緩慢，甚至?xí)牡侗P(pán)，最終導(dǎo)致盾構(gòu)機(jī)“死”在江底，前進(jìn)不得，后退不能。若修復(fù)刀盤(pán)，必須具備敞開(kāi)式開(kāi)倉(cāng)條件本區(qū)間工程概況本區(qū)間隧道全長(zhǎng)雙線(xiàn)延米，主要由明挖始發(fā)井、兩個(gè)盾構(gòu)隧道區(qū)段、中間風(fēng)井和一段礦山法隧道構(gòu)成。兩臺(tái)盾構(gòu)機(jī)分別從新造站明挖盾構(gòu)始發(fā)井開(kāi)始掘進(jìn)，下穿寬的珠江新造海，最后到達(dá)小谷圍站盾構(gòu)

3、吊出井。本區(qū)間隧道洞頂從上至下的地層主要為砂質(zhì)粘性土、全風(fēng)化混合巖以及強(qiáng)風(fēng)化混合巖；隧道洞身范圍內(nèi)從上至下的地層主要，而左線(xiàn)新造海段地質(zhì)情況揭示該區(qū)間地下水豐富、涌水量大、水壓高，廣州建筑年第期為砂質(zhì)粘性土、全風(fēng)化混合巖、強(qiáng)、中風(fēng)化混合巖風(fēng)化混合巖以及微風(fēng)化混合巖地層。隧道地層軟硬不均，變化頻繁，且普遍為“上軟下硬”的復(fù)合地層環(huán)時(shí)（此時(shí)在江底已帶壓換刀次，共耗時(shí)近天），刀盤(pán)、刀具嚴(yán)重磨損，特別是刀盤(pán)磨損約，修復(fù)刀盤(pán)、更換刀具迫在眉睫，而小松盾構(gòu)機(jī)前方左線(xiàn)江底地質(zhì)不具備敞開(kāi)式開(kāi)倉(cāng)條件，故必須采取其它措施，滿(mǎn)足開(kāi)倉(cāng)條件以便修復(fù)刀盤(pán)。盾構(gòu)機(jī)前方環(huán)環(huán)段的開(kāi)挖斷面地層分布情況如圖所示：下部為中風(fēng)化混合巖

4、，。隧道需要穿越的珠江新造海段較深，且深度變化較大，過(guò)新造海段的水深一般為，最深處可達(dá)，河床底部到隧道頂部最小覆土厚度為，隧道上方覆土厚度一般為，最大覆土厚度為。微風(fēng)化混合巖地層，上部為強(qiáng)風(fēng)化混合巖 ，局部全風(fēng)化混合巖，涌水量大，水壓高。刀盤(pán)修復(fù)方法刀盤(pán)修復(fù)方案年月日，當(dāng)左線(xiàn)小松盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)到圖加固區(qū)域及洞室段左右線(xiàn)地質(zhì)縱斷面圖為創(chuàng)造刀盤(pán)修復(fù)條件，從右線(xiàn)環(huán)對(duì)左線(xiàn)相同位置的地層進(jìn)行加固，采用鉆機(jī)鉆孔，施作水平袖閥管注漿盤(pán)修補(bǔ)及更換刀具作業(yè)。 ，對(duì)左線(xiàn)上部斷面盾構(gòu)機(jī)上部豎向、橫向左右各范圍內(nèi)的軟弱地層進(jìn)行加固處理，縱向加固長(zhǎng)度。加固后，從右線(xiàn)環(huán)左側(cè)中部開(kāi)挖截面為×的通道至左線(xiàn)，在左線(xiàn)中下部

5、形成一個(gè)×的洞室，左線(xiàn)洞室一直施工至離盾構(gòu)機(jī)計(jì)劃停機(jī)處位置（預(yù)留處理下部硬巖的條件），開(kāi)挖通道以及修理洞室的位置如圖所示。待盾構(gòu)機(jī)到達(dá)小洞室前的加固區(qū)域進(jìn)行降壓試驗(yàn)圖開(kāi)挖通道及修理洞室平面圖，試驗(yàn)成功刀盤(pán)修復(fù)施工方法修復(fù)刀盤(pán)的施工工序如圖所示。后再人工開(kāi)挖剩余部分，打通洞室，開(kāi)始進(jìn)行刀梁興林：在江底修復(fù)盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)實(shí)例璃雙液漿，理論的雙液漿的配合比為。雙液漿拌漿材料為普通硅酸鹽水泥（）和水玻璃（濃度），漿液凝結(jié)時(shí)間為左右，注漿壓力控制在（油壓）以?xún)?nèi)。施工過(guò)程控制：管片開(kāi)孔應(yīng)由小到大，如果發(fā)生大的噴水，要立即采取措施；注漿鍍鋅管尾端至少進(jìn)入吊裝孔內(nèi)以上，以便能安上堵頭和以后進(jìn)行堵水處理；

6、必須保證注漿過(guò)程的連續(xù)性；每個(gè)孔注漿結(jié)束后，應(yīng)立即關(guān)閉吊裝孔處的閘閥，待漿液初凝不冒漿時(shí)，取掉連接閘閥，然后把吊裝孔內(nèi)的水泥漿等清理干凈，在堵頭上加個(gè)膨脹膠圈后擰緊。（）袖閥管注漿加固施工圖 修復(fù)刀盤(pán)施工工序共布置排計(jì)個(gè)鉆孔，如圖所示。注漿采用的袖閥管，布孔間距為，排距為。漿液按水泥水玻璃雙液漿和單液水泥漿兩種漿液拌制，壓密注漿漿液擴(kuò)散直徑為（）管片背后注漿加固施工工序：打開(kāi)管片吊裝孔堵頭用沖擊鉆和鑿子將吊裝孔后部的砼打穿鋼管插入吊裝孔內(nèi)雙頭連接閘閥安裝到吊裝孔上連接注漿管路開(kāi)始注漿。注漿位置：環(huán)號(hào)為環(huán)，對(duì)管片按時(shí)鐘：和：（包括：和：）以上的吊裝孔進(jìn)行補(bǔ)充注漿，塊吊裝孔不注漿。通道口前后各兩環(huán)

7、要求全環(huán)注漿。注漿順序：注漿按從后往前的順序，每環(huán)管片注漿順序?yàn)閺南峦?，左右?duì)稱(chēng)，保證管片受力均勻。漿液拌制與注漿控制：注漿漿液為水泥水玻。施工工序：鉆孔布置角度計(jì)算及鉆機(jī)定位開(kāi)孔鉆孔的方向控制（地質(zhì)鉆探）下袖閥管封口注套殼料等強(qiáng)注漿。施工順序：鉆孔和注漿都按、排的順序進(jìn)行（如圖所示），每排選取個(gè)孔作為地質(zhì)鉆探孔，根據(jù)鉆探結(jié)果對(duì)施工方案進(jìn)行調(diào)整，鉆孔每排可連續(xù)進(jìn)行，但注漿時(shí)每排孔應(yīng)按單雙數(shù)錯(cuò)開(kāi)進(jìn)行，與鉆孔保持一定距離。鉆孔控制：根據(jù)鉆孔的位置計(jì)算角度，保證圖廣州建筑年第期鉆機(jī)定位、開(kāi)孔準(zhǔn)確，鉆孔過(guò)程中注意控制方向，保證孔底的偏差不大于。下管、封口及注套殼料：分節(jié)（每節(jié)）將袖閥管下入孔內(nèi)，相鄰

8、兩節(jié)袖閥管采用套箍聯(lián)接。袖閥管接至孔后，用封口蓋蓋緊袖閥管管口，然后選用細(xì)石混凝土或砂漿并摻加適量速凝劑進(jìn)行封口作業(yè)。封口達(dá)到一定強(qiáng)度后，芯管下至孔底，低壓注入水泥和膨潤(rùn)土的混合漿液作為套殼料。最后拆除芯管，必要時(shí)進(jìn)行洗孔。注漿控制：封孔后小時(shí)，再次下入注漿芯管。注漿漿液為水泥水玻璃雙液漿和單液水泥漿兩種漿液。雙液漿拌漿材料為普通硅酸鹽水泥和水玻璃（濃度），漿液凝結(jié)時(shí)間為，每步距注漿量為，注漿壓力控制在（油壓）以?xún)?nèi)。施工過(guò)程控制：必須做好鉆孔施工詳細(xì)記錄，以便了解巖層情況，調(diào)整注漿施工參數(shù)。注漿過(guò)程中，若出現(xiàn)每步距注漿量能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，而注漿壓力太低，可采用間歇注漿和減小漿液膠凝時(shí)間，同時(shí)增加

9、漿量為設(shè)計(jì)量的兩倍，以保證此段注漿效果；注漿過(guò)程中，若出現(xiàn)注漿壓力能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，而注漿量不能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求時(shí)，認(rèn)可此步距達(dá)到注漿要求。注漿過(guò)程中，注意觀(guān)察附近的管片有無(wú)變形情況，出現(xiàn)異常應(yīng)立即停止注漿。（）右線(xiàn)至左線(xiàn)通道施工施工工序：管片加固管片切割通道口加固鉆爆初支出碴支護(hù)。鉆爆控制：施工過(guò)程中控制好藥量，防止突水等事故的發(fā)生。（）左線(xiàn)洞室施工施工工序：鉆爆初支出碴支護(hù)與刀盤(pán)貫通。里程確認(rèn)：敞開(kāi)式開(kāi)倉(cāng)前，保證掌子面與刀盤(pán)間有的間距。（）刀盤(pán)破損區(qū)域的修復(fù)及更換刀具作業(yè)年月日點(diǎn)開(kāi)始了刀盤(pán)破損區(qū)域的修復(fù)工作，至年月日點(diǎn)完成了刀盤(pán)破損區(qū)域的修復(fù)工作。刀盤(pán)修復(fù)工作內(nèi)容如下：恢復(fù)三個(gè)受損區(qū)域（、中心刀

10、區(qū)域）的把齒刀座及相應(yīng)的齒刀座支撐，并對(duì)這些刀筒進(jìn)行焊接加強(qiáng)（見(jiàn)圖）。圖小松盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)、刀具布置圖焊接加強(qiáng)了、滾刀筒。焊接修補(bǔ)三個(gè)受損區(qū)域（、滾刀區(qū)域）的面板、輻板。新增焊接把貝殼刀?；謴?fù)四路泡沫管路輸送泡沫功能。更換滾刀、把齒刀、塊邊刀區(qū)域的方形刮板。清洗所有刀孔，確認(rèn)所有滾刀能轉(zhuǎn)動(dòng)。刀盤(pán)修復(fù)成果（）恢復(fù)了刀盤(pán)破損、受損區(qū)域原有的功能，即此區(qū)域的軟土切削、排土屑（碴）、碴土改良、滾刀刀體保護(hù)等功能，同時(shí)對(duì)此區(qū)域的刀盤(pán)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了加強(qiáng)（指被磨損的刀筒）。（）焊接過(guò)程中的防潮、防銹、清理、清潔、焊接次數(shù)、保溫降溫是嚴(yán)格按照二氧化碳保護(hù)焊的工藝進(jìn)行的，焊縫質(zhì)量可靠。（）刀盤(pán)磨損區(qū)域的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度得到了加

11、強(qiáng)，但不可能恢復(fù)到出廠(chǎng)刀盤(pán)的受力要求。（）整個(gè)焊接工作達(dá)到了預(yù)期目的。（）小松盾構(gòu)機(jī)修復(fù)刀盤(pán)后順利地完成了剩余新造海段盾構(gòu)施工，確保了地鐵四號(hào)線(xiàn)大學(xué)城專(zhuān) 線(xiàn)按時(shí)開(kāi)通的目標(biāo)。年月日右線(xiàn)水平加固、洞室及掌子面封閉工作已施工完成，小松盾構(gòu)機(jī)已到達(dá)既定位置，減壓試驗(yàn)也已成功，掌子面穩(wěn)定，已具備敞開(kāi)式修復(fù)刀盤(pán)條件。建設(shè)信息建設(shè)部發(fā)布建設(shè)事業(yè)“十一五”重點(diǎn)推廣技術(shù)領(lǐng)域的通知為加強(qiáng)“十一五”建設(shè)科技推廣工作，充分發(fā)揮科技對(duì)建設(shè)事業(yè)發(fā)展的支撐和引領(lǐng)作用，根據(jù)建建設(shè)部推廣應(yīng)用新技術(shù)管理細(xì)則（建科設(shè)領(lǐng)域推廣應(yīng)用新技術(shù)管理規(guī)定（建設(shè)部令第號(hào)）和建設(shè)事業(yè)“十一五”重點(diǎn)推廣技術(shù)領(lǐng)域（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“重點(diǎn)推廣技號(hào)），建設(shè)部組織

12、編制了術(shù)領(lǐng)域”）并發(fā)布了通知，通知要求各級(jí)建設(shè)主管部門(mén)應(yīng)當(dāng)緊密?chē)@重點(diǎn)推廣技術(shù)領(lǐng)域，結(jié)合本地的實(shí)際，對(duì)推廣應(yīng)用新技術(shù)支撐本地區(qū)“十一五”建設(shè)事業(yè)發(fā)展進(jìn)行規(guī)劃布局；積極引導(dǎo)和組織重點(diǎn)技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)的優(yōu)化集成研究，組織編制省、自治區(qū)、直轄市建設(shè)領(lǐng)域技術(shù)公告，逐步形成適合在當(dāng)?shù)赝茝V的完整技術(shù)體系，整體提升相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)水平；加強(qiáng)相關(guān)技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策和法律法規(guī)的研究和制定，整合各類(lèi)相關(guān)資源，營(yíng)造推廣應(yīng)用新技術(shù)的良好環(huán)境和市場(chǎng)氛圍，大力推進(jìn)重點(diǎn)推廣技術(shù)領(lǐng)域在本地區(qū)的實(shí)施工作。各有關(guān)科研院所、大專(zhuān)院校、生產(chǎn)企業(yè)和勘查設(shè)計(jì)、施工安裝、監(jiān)理、質(zhì)量安全監(jiān)督、房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)等單位，以及各科技推廣機(jī)構(gòu)、科技中介機(jī)構(gòu)，應(yīng)當(dāng)緊緊

13、圍繞重點(diǎn)推廣技術(shù)領(lǐng)域，充分發(fā)揮市場(chǎng)主體積極性、能動(dòng)性和科技進(jìn)步主體的有效作用，對(duì)本單位“十一五”期間的技術(shù)創(chuàng)新和科技進(jìn)步工作做出全面安排，有計(jì)劃地組織加強(qiáng)本單位的推廣應(yīng)用新技術(shù)工作，努力提高本單位的技術(shù)創(chuàng)新能力和科技進(jìn)步水平。建設(shè)事業(yè)“十一五”重點(diǎn)推廣技術(shù)領(lǐng)域包括：一、建筑節(jié)能與新能源開(kāi)發(fā)利用技術(shù)領(lǐng)域（一）建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫隔熱技術(shù)與新型節(jié)能建筑體系重點(diǎn)推廣：墻體、屋面、樓（地）面、建筑門(mén)窗、建筑幕墻保溫隔熱技術(shù)，建筑遮陽(yáng)技術(shù)和新型節(jié)能建筑體系。（二）供熱采暖與空調(diào)制冷節(jié)能技術(shù)重點(diǎn)推廣：新型高效采暖空調(diào)與制冷技術(shù)，供熱設(shè)備、空調(diào)制冷設(shè)備、輸配管網(wǎng)節(jié)能技術(shù)，溫度控制與計(jì)量技術(shù)，供熱采暖與空調(diào)制冷系統(tǒng)綜合節(jié)能技術(shù)。（三）可再生能源與新能源應(yīng)用技術(shù)重點(diǎn)推廣：太陽(yáng)能、淺層地能、生物質(zhì)能及其它能源利用技術(shù)。!結(jié)語(yǔ)在江底修復(fù)小松盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)需要冒很大的風(fēng)險(xiǎn)，總結(jié)這次工程實(shí)例有兩點(diǎn)體會(huì)：（）針對(duì)不同地區(qū)地質(zhì)特點(diǎn)，盾構(gòu)機(jī)的選型是非常重要的。相對(duì)于左線(xiàn)掘進(jìn)的日本小松盾構(gòu)機(jī)，右線(xiàn)采用德國(guó)海瑞克盾構(gòu)機(jī)更適合