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1、广州市轨道交通三号线客摘 要 文章简要地介绍了盾构法施工的基本概念和工法要点,对广州轨道交通三号线客-大区间盾构施工的技术方案做了初步总结与评价,并根据施工过程中的实际体会,深入研究了技术要点和管理方法,可为今后进一步提高盾构法施工技术水平作参考。关键词 盾构隧道 盾构机 施工技术1工程概况客-大(客村至大塘)区间为两条平行的分离式单线圆形盾构隧道,左右线总长为3076.93m(其中盾构隧道长3016.93m),共设3个联络通道、1个泵房、1个中间风井及左右线扩大段矿山法隧道、8个接口洞门。线路最大坡度为30‰,曲线半径为10
2、00m,隧道覆土厚度9.6～24m。客-大区间圆形隧道外径6.0m,内径5.4m,管片厚度300mm,管片宽度1.5m,分块数为6块,采用错缝拼装。环间采用三元乙丙橡胶止水条止水,同步注浆填充管片与地层空隙。管片混凝土强度等级为c50,抗渗等级不小于s12。该区间隧道沿线建筑物密集,有170多栋楼房,其中确定房屋桩基底到隧道顶面之距小于3m的共有14座。区间yck7+130.408至yck8+230段围岩主要为强风化和中等风化岩石,围岩级别为ⅲ～ⅳ级,岩质较均一,岩性强度较高,自稳能力较好,但节理裂隙较发育,局部易碎裂坍塌。.
3、区间yck8+230至yck8+668.4段围岩主要为全风化和可塑至硬塑状残积层,围岩级别为ⅰ～ⅱ级,土层自稳能力较好,但强度较低,且隧道埋深较浅,整体稳定性相对较差。盾构隧道采用一台海瑞克φ6.25m复合式土压平衡盾构机从大塘站北端头右线盾构工作井下井拼装始发,向北掘进,在客-大区间暗挖段洞室内调头后,返回向南掘进左线,在大塘站北端头盾构工作井解体吊出。盾构隧道掘进过程示意见图1。本工程的主要特点和难点是盾构在密集建筑群下的推进和盾构机在暗挖地下洞室内的调头。客-大区间盾构施工场地分为两个阶段,右线施工为第一个阶段,施工场地
4、在大塘站北部;左线施工为减小轨道运输的运距和便于附属结构施工,将盾构场地转至客-大暗挖区间的施工竖井场地。盾构机于2003年4月18日进场,经组装、调试,采用软岩刀具于5月26日始发,推进480m后于8月9日至8月15日更换硬岩刀具继续推进至609m,于8月31日到达已完工的矿山法隧道和中间风井。9月16日由风井二次始发,推进898m,于2004年元月2日贯通右线。2004年元月至2月完成在地下洞室内的调头,2月26日左线始发,在8月19日贯通左线,到达大塘站,符合实施性施工组织设计进度安排。施工过程中未发生坍塌现象,隆降控制
5、良好,隧道上方受影响范围内的170幢房屋安全无恙。总体讲基本顺利,虽未创出高的掘进水平,但基本掌握了盾构法施工技术。工程进度、安全、质量、施工技术与管理得到业主、监理的充分肯定,被广州地铁总公司评为优秀项目经理部,创出良好的信誉。2客-大区间盾构施工的总结与探讨在客-大区间盾构施工过程中,针对工程的特点、地质情况和现有的施工技术水平,借鉴兄弟单位的成功经验,认真研究优化,提出并实施了不少的成功的方案。2.1盾构机2.1.1盾构机的选型原则盾构机是盾构施工的关键,一般的选型原则是要适合隧道设计的特点、地质特点、环境特点,选型要有
6、针对性。但是一台盾构机价值几千万元人民币,又有10km的寿命,对施工区域广阔的企业,在选型时不能仅看到眼前的项目,还要应对可能出现变化的条件(尤其是地质变化),所以,盾构机的主要技术参数选择要考虑一定的通用性。2.1.2盾构机的使用情况与问题海瑞克盾构机在广州轨道交通二号线工作良好,成为首选。客-大区间盾构经过2.5km的掘进,其主要技术性能、参数基本满足施工要求,但对付硬岩很困难。随着施工中的体会和广泛了解,海瑞克盾构机还存在许多需改进的地方。(1)盾构机的推力和刀盘的扭矩盾构机的设计总推力为34210kn,但在实际使用中未
7、超过12000kn。软土地层一般采用土压平衡模式,推力为5000～6000kn;在其他岩石单轴抗压强度超过100mpa的地段,总推力也未超过15000kn,海瑞克现场指导人员也不主张采用超过12000kn以上的推力。推力的设计首先要保证能够使刀具按设定贯入量(刀盘每转刀具贯入岩石的深度)贯入一定强度的岩石,但盾构机破岩机理是刀盘旋转带动滚刀滚动挤压破岩,所以扭矩必须足够。刀盘的扭矩设计为4500kn·m,脱困扭矩为5300kn·m。实际使用中,在软岩、软硬不均地层中,常有超过设定扭矩值而自动停机的问题。尤其在采用土压平衡模式粘
8、性土层中掘进时,扭矩也很大,经常超过设定值。从目前使用情况来看,推力与扭矩的设置是不匹配的,即推力可减小,扭矩还应适当增加,应详细地计算验证,修正设计。(2)刀盘的转速按海瑞克的设计,刀盘的转速设定为两档,低档为0～3r/min,高档为3～6r/min。使用高档(3～6r/m
