盾构机刀盘配置
人舱实物图
16
第四章 开仓形式的选择
盾构施工中,开仓进行作业将使作业人员脱离盾构壳体的保护,受工程地质的影响,施工环境中将存在地层坍塌、涌砂等危险。因此,应紧密结合工程地质条件,地面环境条件等有计划的进行刀具管理,进而有计划的进行开仓管理。同时,在开仓过程中还存在一系列不确定因素的影响,因此也应该在开仓过程中加强程序控制。确保每一环节的安全。
4.1开仓形式的选择依据及原则
1)为保证盾构掘进施工的顺利进行,在常压开仓作业情况下进行开仓换刀,只能在地层比较稳定、无大量地下水涌出、无有毒气体存在的情况下才能进行刀具检查及更换作业,否则容易造成安全事故。
2)而当盾构机因遇到基岩凸起、盾构刀盘结泥饼、以及由地层的变化导致盾构掘进困难时;地层条件差、掌子面不稳定、地面条件不允许、切口环顶部存在空洞的情况下,无法在常压条件下进行处理,则采用压气方式开仓(带压开仓作业)。
3)选择常压开仓时,土体必须具备一定时间的自稳能力和均匀性。选择带压开仓时,不管是否提前对土体进行加固,均要求开仓停机位土体具有气密性,能保压。
4.2 被动开仓时应注意的问题
在施工中,不可避免会遇到某些意外情况(如因螺丝松动而使刀具脱落等),就有可能需要在计划外进行开仓检查,即被动开仓。被动开仓时应注意:
一是要综合判断盾构机所处地层条件是否满足开仓检查条件;
二是要综合考虑各种因素如地表情况、上覆地层、隧道断面地层等来确定地层的加固方案,始发满足开仓换刀的条件。
4.3 开仓换刀形式的选择
为保证盾构机换刀作业、检查刀盘的顺利进行,本区间计划在尽量避开地面建构(筑)物及地下管线的条件下,并且在地层条件较好地层情况下进行进仓检查刀盘及换刀的工作。在盾构机掘进过程中如发生刀具必须更换且必须在加压条件下作业时,按照带压换刀方案作业。换刀作业前,根据盾构机的运转情况,对其进行部件检修、维护,确保盾构机的正常运转。根据区间地质情况及区间长度、地面环境(建筑物),考虑盾构机刀具磨损情况,提前制定换刀开仓计划,以下为区间各段地层换刀模式选定。
17
区间里程 换刀模式 地质情况(古福区间左线) 隧顶 隧道结构 复合地层;主要为强风化①-1杂填土、①-2素填土、泥岩、强风化②-1b2-3粉质黏土 砂岩、粉质黏土 ①-1杂填土、①-2素填土、ZDK17+512.714~ZDK17+594.714 (82m) 带 ②-1d3粉砂、③-1b2粉质黏土、②-3b1-2粉质黏土 主要为粉质黏土 周边环境 上方为施工场地内,建构筑较远,周边环境良好 周边环境复杂:区间下穿3栋居民住宅楼、回龙桥路。侧穿9栋居民住宅楼,地下管线复杂。 周边环境复杂:区间下穿11栋居民住宅楼、镇江路。侧穿23栋居民住宅楼,地下管线复杂。 周边环境复杂:区间下穿3栋居民住宅楼、镇江路。侧穿7栋居民住宅楼,地下管线复杂。 周边环境复杂:区间下穿3栋居民住宅楼、南师大附中地下通道、南师大附中过街天桥、察哈尔路。侧穿8栋居民住宅楼,地下管线复杂。 周边环境复杂:区间下穿察哈尔路,侧穿8栋居民住宅楼,地下管线复杂 ZDK17+467.714~ZDK17+512.714 (45m) 带 上软下硬复合地层;主要为含砾粉质①-1杂填土、①-2素填土、ZDK17+594.714~ZDK17+807.714 黏土、中风化常压 ②-1d3粉砂、③-1b2粉质黏(213m) 砂岩、强风化土、②-3b1-2粉质黏土 砂岩、中风化泥岩、粉质黏土 ①-1杂填土、①-2素填土、ZDK17+807.714~ZDK17+875.714 ②-1b2-3粉质黏土、③-3b1-2主要为中风常压 (68m) 粉质黏土、J1-2x-1a全风化化泥岩 泥岩、J1-2x-2a强风化泥岩 ①-1杂填土、①-2素填土、②-1b2-3粉质黏土、③-3b1-2主要为中风ZDK17+875.714~ZDK18+154.714 粉质黏土、J1-2x-1a全风化常压 化砂岩、中风(279m) 泥岩、J1-2x-2a强风化泥岩、化泥岩 J1-2x-3a中风化泥岩、J1-2x-3b中风化砂岩 主①-1杂填土、①-2素填土、复合地层,ZDK18+154.714~ZDK18+341.060 要为粉质黏②-1b2-3粉质黏土、②-1d3带压 (186.3m) 粉砂、②-2c3粉土、②-2b3-4 土、粉土、粉流塑,局部软塑 粉质黏土 砂 18
4.4 换刀地点选择
通过对沿线地质情况的分析,充分考虑到常压换刀和气压换刀方式的适用条件,尽量避免在围岩含水量大和需带压作业地段进行换刀作业,根据掘进情况确定是否需要对刀盘进行维护、更换磨损的刀具及清除泥饼作业。所选检查及换刀的作业地点具备以下条件。
(1)检查及换刀地段的隧道围岩较均匀,力学性质好,自稳性强; (2)检查及换刀地段隧道埋深合适,且覆盖层无不良岩层。
(3)换刀作业前,根据盾构机的运转情况,盾构掘进参数等各项条件对其进行部件检修、维护,确保盾构机的正常运转。在盾构机掘进过程中如发生刀具必须更换且必须在加压条件下作业时,按照加压换刀操作规程作业。
具体开仓检查及换刀位置详见下表: 开仓检查次数 1 右线位置 140环 左线位置 145环 备注 古福区间在古平岗明挖段盾构井始发,结合穿越地质情况及周边环境2 290环 270环 情况,每80~100环检查一次。在530环位置时由全断面岩层逐步进3 360环 340环 入上软下硬复合地层及全断面软土地层,在此之前对刀具进行一次全4 5 440环 520环 420环 500环 面检查,确保盾构顺利到达福建路站接收。以上只是计划,具体情况需结合盾构推进过程而定。 1)第 1 个开仓点:区间主要穿越上部为粉质黏土下部为中风化砂岩的上软下硬复合地层。下穿侧穿居民住宅楼,位于镇江路下方,地下管线复杂,周边环境复杂。
19
第 1个开仓点平面布置图 第 1个开仓点地质纵断面图
2)第 2 个开仓点:区间主要穿越中风化砂岩和中风化泥岩的全断面岩层,下穿侧穿居民住宅楼,位于南师大附中学校道路下方,地下管线较少,周边环境复杂。
第 2个开仓点平面布置图 第 2个开仓点地质纵断面图
20