文档介绍:前言:北京砂卵石地层使用盾构到现在已有15年历史了,成功的案列很多,全断面砂卵石一次推进1500m左右不换刀案例很多,下穿铁路、公路、桥梁、楼房案例也很多。但现在大小问题依然出现最近地铁14#线、海淀电力隧道事故不断,究其原因有几方面:1、大粒径砂卵石是世界性难题2、设备能力问题(是成功的前提)3、施工的正确操作问题(是成功的保证)重点讨论:土压盾构设备的刀盘和土体改良盾构在大粒径砂卵石地层推进是世界难题一、盾构设备二、土体改良三、土压建立一、设备适应性1、刀盘扭矩及推力1)理论计算扭矩(1)切削土体所需的扭矩(2)刀盘自重产生的抵抗旋转的扭矩(3)刀盘正面推力产生的抵抗旋转扭矩(4)刀盘密封装置产生的抵抗扭矩(5)刀盘正面的摩擦扭矩(6)刀盘周边的摩擦扭矩(7)刀盘背面的摩擦扭矩(8)刀盘开口处切削渣土所需的扭矩(9)刀盘在密封舱内搅拌所需的扭矩2)经验公式:实践发现装备掘削扭矩与盾构直径的相关性极大,通常可用下式表示:式中:Te—装备掘削扭矩(kN·m);De—盾构外径(m);α—扭矩系数。对泥水式而言,α=9~18kN/m2;对土压式而言,α=14~23kN/m2,,当有漂石时α取25以上3)盾构推力单位面积的推力大于1200kN/m2;当卵石粒径较大,比例较多可选单位面积的推力大于1200kN/m2。选择什么刀盘?2、刀盘形式刀盘比较刀盘形式比较项目面板式幅条式备注开挖面水土压控制一般存在三个压力:P1:开挖面~面板之间;P2:面板开口进出口之间;P3:面板与密封舱内壁之间(即土压计压力)。其中:P2受面板开口影响不易确定,而P3=P1-P2开挖面压力不易控制,同时控制压力实际低于开挖面压力。只有一个压力P,密封舱内土压计压力与开挖面的压力相等,因而平衡压力易于控制。砂、土适应性(粒径<40cm)由于开挖面土体受面板开口影响,进入密封舱内不顺畅,易粘结,易堵塞。仅有几根幅条,同时幅条后均设有搅拌叶片,土、砂流动顺畅,不易堵塞。北京西三环向东四环内地层粒径大致如此。砂卵石适应性(粒径>40cm)适应性强,必要时可加滚刀。可作加滚刀辐条式刀盘。刀盘扭矩刀盘扭矩阻力大,需增加设备能力,造价高。刀盘扭矩阻力小,设备造价低隧道内刀头更换安全性由于有面板,在隧道内更换刀头时安全可靠。在隧道内更换刀头时安全性差,加固土体费用高。由于是城市隧道,每段长度有限,可避免隧道内更换刀头。砂卵石(松散地层)首选刀盘1)辐条式刀盘;2)土体流道通畅;3)刀盘边圈为直角;4)兼顾中心局部开口率。