华南地区盾构施工难点及对策

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1、华南地区盾构施工难点及对策隧隧 道道 及及 地地 下下 工工 程程华南地区盾构施工南地区盾构施工难点与点与对策策一一 华南地区盾构施工的南地区盾构施工的现状状二二环境特点与施工境特点与施工难点点三三主要案例与主要案例与对策策四四华南地区盾构南地区盾构选型的几个型的几个问题五五盾构施工的关盾构施工的关键工序与措施工序与措施六六盾构工程有待盾构工程有待发展的技展的技术七七总结主主 要要 内内 容容一一 华南地区盾构施工的南地区盾构施工的现状状1 1 目前目前应用盾构与用盾构与TBMTBM的情况的情况 铁路工程路工程 广深港客运广深港客运专线狮子洋隧道采用子洋隧道采用4台台11.18m泥水盾构泥水盾

2、构施工，施工，预计2010年年6月底全月底全线贯通。通。 一一 华南地区盾构施工的南地区盾构施工的现状状 地地铁工程工程广州地广州地铁一一 华南地区盾构施工的南地区盾构施工的现状状 地地铁工程工程深圳地深圳地铁 始建于始建于1999年，投入盾构年，投入盾构9台次，于台次，于2004年年12月月28日正式日正式通通车，是中国，是中国继北京、香港、北京、香港、天津天津、上海上海、广州广州及台北后第及台北后第七个七个拥有地有地铁系系统的城市。的城市。现已投入运行的有已投入运行的有罗宝宝线和和龙华线，全，全长21.866公里，公里，设有有19个个车站。站。一一 华南地区盾构施工的南地区盾构施工的现状状

3、 地下管沟地下管沟项目目 广州市已完成的共同管沟广州市已完成的共同管沟项目有：广州市大学城目有：广州市大学城综合管合管沟沟项目、花都区白云机目、花都区白云机场国国际联邦快邦快递综合管沟合管沟项目。目。 投入盾构投入盾构5台次，台次，计3.9km。地地 域域地地 层层北京北京粉砂、粉土、砂卵石粉砂、粉土、砂卵石上海上海淤泥质土层、粉细砂淤泥质土层、粉细砂广州广州砂层、淤泥、软硬塑土、风化岩层砂层、淤泥、软硬塑土、风化岩层（砂岩、泥岩、灰岩、花岗岩等）（砂岩、泥岩、灰岩、花岗岩等）深圳深圳砾质粘性土、风化花岗岩砾质粘性土、风化花岗岩南京南京淤泥质粘土、粉质粘土、粉细砂淤泥质粘土、粉质粘土、粉细砂

4、长江长江砂层、砂卵石、泥岩、砂岩、页岩砂层、砂卵石、泥岩、砂岩、页岩天津天津粉砂、粉土、粉质粘土粉砂、粉土、粉质粘土黄河黄河粘性土、砂层粘性土、砂层沈阳沈阳园砾土、砂层、砂卵石园砾土、砂层、砂卵石杭州杭州淤泥质土层、细砂层淤泥质土层、细砂层成都成都砂卵石砂卵石2 2 应用盾构的主要地用盾构的主要地质条件条件一一 华南地区盾构施工的南地区盾构施工的现状状3 3 华南地区地南地区地铁应用盾构的主要成果用盾构的主要成果 开开创了国内了国内软硬不均地硬不均地层盾构施工的先河，尽管不是盾构施工的先河，尽管不是很成功的很成功的经验，但提出了，但提出了软硬不均地硬不均地层盾构施工的盾构盾构施工的盾构选型和如

5、何解决泥型和如何解决泥饼、喷涌、刀具配置、刀具的保涌、刀具配置、刀具的保护、泥水、泥水处理等理等问题。 用复合盾构成功解决了白垩系泥粉用复合盾构成功解决了白垩系泥粉质砂岩砂岩软硬不均盾硬不均盾构施工技构施工技术难题，平均月，平均月进度达到了度达到了210230m，创造了造了当当时最高月最高月进405m、日、日进30m的的业绩，同，同时在无在无辅助措助措施下安全施下安全顺利地下穿了离隧道利地下穿了离隧道仅0.56m的房屋的房屋桩基群（基群（桩基沉降基沉降仅2.7mm）、在无）、在无辅助措施下列助措施下列车120km/h不减速不减速运行穿越京广运行穿越京广铁路（沉降最大路（沉降最大仅5.3mm）。

6、）。 一一 华南地区盾构施工的南地区盾构施工的现状状3 3 华南地南地铁应用盾构的主要成果用盾构的主要成果 拓拓宽了盾构技了盾构技术的的应用用领域，在域，在强度差异大（最大达度差异大（最大达近近200MPa)的混合花的混合花岗岩的岩的软硬不均地硬不均地层区区间创造了月造了月平均平均进度达到度达到325.5m、月最高掘、月最高掘进562.5m、日最高、日最高进36m的好成的好成绩；同；同时研究研究总结出了花出了花岗岩球状岩球状风化地化地层的盾构施工技的盾构施工技术。 克服了在混合岩地克服了在混合岩地层江底施工的技江底施工的技术难题，四，四过珠江珠江没有造成大的工程事故；并解决了江底透气地没有造成

7、大的工程事故；并解决了江底透气地层的的带压作作业问题，为广州地广州地铁的的进一步拓展提供了非常有借一步拓展提供了非常有借鉴价价值的的经验与案例。与案例。 摸索出了在岩溶地区盾构施工的摸索出了在岩溶地区盾构施工的经验,下穿建构筑物下穿建构筑物的新的新经验，盾构近距离的施工。，盾构近距离的施工。 一一 华南地区盾构施工的南地区盾构施工的现状状4 4 华南地南地铁应用盾构的主要教用盾构的主要教训 地地质差异的差异的认识 复合地复合地层，岩性的，岩性的变化、黏粒含量、岩石的化、黏粒含量、岩石的强度、岩石的度、岩石的RQD指指标（岩石岩石质量指量指标，迪，迪尔1964年提出的概念，是用来年提出的概念，是

8、用来表示岩体良好度的一种方法表示岩体良好度的一种方法）、地下水的特性。）、地下水的特性。 地表地表环境的境的处理理 建构筑物的基建构筑物的基础、江河的影响、江河的影响 刀具的配置与刀具的配置与辅助功能的使用助功能的使用 刀刀盘及刀具的地及刀具的地质适适应性、防泥性、防泥饼与与喷涌等等涌等等 掘掘进的控制的控制 方向的控制、管片的方向的控制、管片的变位位 一一 华南地区盾构施工的南地区盾构施工的现状状1 1 华南地区地南地区地铁应用盾构的用盾构的环境特点境特点工程工程环境复境复杂，岩性差异大，岩性差异大 盾构施工所穿越的主要地盾构施工所穿越的主要地层有：有： 淤泥淤泥层、砂、砂层、残、残积土土层

9、（花（花岗岩残岩残积土）土） 砂岩（砂砂岩（砂砾岩）、花岩）、花岗岩、灰岩、混和岩等等岩、灰岩、混和岩等等 地地质构造与特殊构造与特殊现象象 断裂、岩溶与土洞、球状断裂、岩溶与土洞、球状风化化 地下水丰富地下水丰富 地下水位高、部分地段地下水具腐地下水位高、部分地段地下水具腐蚀性性二二 环境特点与工程境特点与工程难点点1 1 华南地区地南地区地铁应用盾构的用盾构的环境特点境特点广州复合地广州复合地层的三大地的三大地质难题：一是一是发育了多条断裂，地育了多条断裂，地铁线路路经过的有广三断裂、广从断的有广三断裂、广从断裂、瘦狗岭断裂等十多条。断裂裂、瘦狗岭断裂等十多条。断裂带最大的最大的问题是岩体

10、破碎，相是岩体破碎，相对周周边完整的基岩属于完整的基岩属于软弱弱夹层；二是花二是花岗岩、混合花岩、混合花岗岩残岩残积层多。当遇水浸泡多。当遇水浸泡时，该土土层会迅速会迅速软化以及崩解、流淌；化以及崩解、流淌；三是西北部存在大量的石灰岩和溶洞。三是西北部存在大量的石灰岩和溶洞。这些地方涌水量很大。些地方涌水量很大。二二 环境特点与工程境特点与工程难点点2 2 花花岗岩地岩地层的特点的特点 花花岗岩地岩地层主要由花主要由花岗岩的残岩的残积层（5H-1、5H-2）、全）、全风化化层（6H）、）、强风化化层（7H ）、中）、中风化化层（8H）及微）及微风化化层（9H）组成；成； 花花岗岩残岩残积层及全

11、及全强风化化层具遇水具遇水软化崩解的特性，受水化崩解的特性，受水浸泡易浸泡易发生崩解流砂，生崩解流砂，围岩整体岩整体稳定性定性较差；差； 花花岗岩微岩微风化化层，单轴极限抗极限抗压强度度为30.0200MPa,盾盾构掘构掘进刀具磨刀具磨损严重，刀具更重，刀具更换频繁，且易繁，且易发生生“卡壳卡壳”事事故；故；二二 环境特点与工程境特点与工程难点点2 2 花花岗岩地岩地层的的环境特点境特点 强度高掘度高掘进非常困非常困难，一般要与，一般要与矿山法相山法相结合。合。 球状分化，球状分化，软硬不均掘硬不均掘进难度大度大 二二 环境特点与工程境特点与工程难点点3 3 混合岩地混合岩地层的特点的特点 混

12、合岩地混合岩地层主要全主要全风化化层（6Z）、）、强风化化层（7Z ）、）、中中风化化层（8Z）及微）及微风化化层（9Z）组成；其上部一般无成；其上部一般无残残积土隔水土隔水层 混合岩全混合岩全强风化化层受水浸泡易受水浸泡易发生崩解流砂，生崩解流砂，围岩一岩一般般节理裂隙比理裂隙比较发育，易造成隧道育，易造成隧道变位；位； 混合岩，混合岩，单轴极限抗极限抗压强度度为30.0156MPa，盾构掘，盾构掘进时刀具易偏磨，且易形成大的岩刀具易偏磨，且易形成大的岩块。二二 环境特点与工程境特点与工程难点点4 4 灰岩地灰岩地层的特点的特点 灰岩地灰岩地层属石炭系地属石炭系地层，由全，由全风化化层（6C

13、）、）、强风化化层（7C）、中）、中风化化层（8C）及微）及微风化化层（9C）组成；其成；其上部的土上部的土层一般存在土洞；一般存在土洞； 灰岩地灰岩地层一般存在溶洞或溶隙，溶洞可一般存在溶洞或溶隙，溶洞可为充填性或非充填性或非充填性溶洞，主要要防止盾构方向失控与隧道的充填性溶洞，主要要防止盾构方向失控与隧道的变位；位； 灰岩的灰岩的强度一般度一般较低，其低，其单轴极限抗极限抗压强度大多度大多为30.060MPa，掘，掘进滚压或切削破岩都比或切削破岩都比较容易。容易。二二 环境特点与工程境特点与工程难点点5 5 白垩系白垩系红层的特点的特点“红层”在在华南地区一般是指白垩系沉南地区一般是指白垩

14、系沉积形成的形成的红色岩色岩系，一般称系，一般称为“红色砂色砂砾岩岩”。其岩性主要包括泥。其岩性主要包括泥质粉砂粉砂岩、粉砂岩、粉砂质泥岩及泥岩及砾岩等；岩等； 红层地地层主要由残主要由残积土土层（、）、岩石全）、岩石全风化化层、强风化化层、中中风化化层及微及微风化化层组成。成。红层残残积层及全、及全、强风化化层均具有受水均具有受水软化、化、强度降低度降低的特点，特的特点，特别是泥是泥质胶胶结的含的含风化残化残积土受水土受水软化崩解尤化崩解尤为明明显。砾岩岩对刀具磨刀具磨损大。大。二二 环境特点与工程境特点与工程难点点 红层微微风化化带岩岩石石强度度较花花岗岩岩强度低，天然度低，天然单轴抗抗压

15、强度度为7.790MPa 。5 5 华南地区地南地区地铁应用盾构的主要用盾构的主要难点点 软硬不均地硬不均地层、岩性复、岩性复杂，盾构施工，盾构施工难度大度大 上上软下硬地下硬地层掘掘进和地和地层变形兼形兼顾困困难 在在风化化红层施工，易形成泥施工，易形成泥饼，泥水不易分离，泥水不易分离 球状球状风化地化地层，如何，如何进行盾构施工行盾构施工 刀具磨耗大、刀具磨耗大、换刀刀难度大，施工成本高度大，施工成本高 地下水丰富，防地下水丰富，防“喷涌涌”要求高，易造成管片上浮要求高，易造成管片上浮 地表地表环境复境复杂，地，地层失水易失水易变形，建筑物保形，建筑物保护困困难 江河水系多，施工控制要求江

16、河水系多，施工控制要求严二二 环境特点与工程境特点与工程难点点1 1 案例一与案例一与对策策 地地铁一号一号线 对风化岩石地化岩石地层施工的不适施工的不适应性，如在此地性，如在此地层段掘段掘进速度低、速度低、刀具磨耗刀具磨耗严重、地表沉降大、出重、地表沉降大、出现泥泥饼现象等等，甚至象等等，甚至还导致三致三栋3 34 4层楼房。楼房。在在陈家祠西家祠西门口区口区间遇到遇到白垩系三水白垩系三水组、强度度为202044MPa44MPa的的砾砂岩砂岩时，在，在80m80m范范围内，先行内，先行刀刀较快的磨耗，快的磨耗，导致致51%51%的刮刀被的刮刀被损坏。同坏。同时土土压盾构更容易盾构更容易结泥泥

17、饼，扭矩配置太低。，扭矩配置太低。 三三 主要案例与主要案例与对策策1 1 案例一与案例一与对策策三三 主要案例与主要案例与对策策 刀刀盘上配置上配置滚刀破岩，适当加大刀刀破岩，适当加大刀盘的开口率，开口的开口率，开口形状有利于渣土形状有利于渣土进入土入土舱；且易磨；且易磨损的的滚刀采用背装方式，刀采用背装方式，以利于以利于换刀及刀及换刀的安全；刀的安全； 加大盾构功率的配置，增加刀加大盾构功率的配置，增加刀盘、螺旋、螺旋输送机的扭矩；送机的扭矩；增加渣土改良装置，利于渣土流增加渣土改良装置，利于渣土流动和止水性，降低泥和止水性，降低泥饼、喷涌的可能；涌的可能； 采用多模式掘采用多模式掘进的盾

18、构，以提高掘的盾构，以提高掘进效率，降低工程效率，降低工程施工施工费用。用。为为以后的以后的以后的以后的类类似地似地似地似地层层盾构施工的盾构盾构施工的盾构盾构施工的盾构盾构施工的盾构选选型和施工提出了如何型和施工提出了如何型和施工提出了如何型和施工提出了如何解决泥解决泥解决泥解决泥饼问题饼问题、刀具配置、刀具配置、刀具配置、刀具配置问题问题、刀具的保、刀具的保、刀具的保、刀具的保护问题护问题以及如何以及如何以及如何以及如何控制控制控制控制软软硬不均地硬不均地硬不均地硬不均地层层的盾构施工的地的盾构施工的地的盾构施工的地的盾构施工的地层变层变形形形形问题问题。 2 2 案例二与案例二与对策策

19、地地铁二号二号线盾构盾构严重不适重不适应软硬不均地硬不均地层要求，特要求，特别是刀具配置不合理，是刀具配置不合理，刀具凸出刀刀具凸出刀盘面板面板层次不次不协调，掘掘进速度只能达到速度只能达到2mm/min2mm/min左右；左右；装装备扭矩不足、扭矩不足、经常形成泥常形成泥饼、发生生喷涌，涌，导致两次与珠江致两次与珠江连通，通，严重影响重影响进度，度，为满足足总体工期体工期要求，不得不在第二个区要求，不得不在第二个区间部分部分采用采用矿山法施工。山法施工。三三 主要案例与主要案例与对策策2 2 案例二与案例二与对策策 刀刀盘上配置上配置单刃刃滚刀破刀破岩，提高各刀具的相岩，提高各刀具的相对高高

20、差，提高工作效率，利于差，提高工作效率，利于刀具保刀具保护； 配配备必要的超前必要的超前处理理装置，以改善开装置，以改善开舱条件或条件或者者创造保住气造保住气压的条件，的条件，利于刀具的利于刀具的检查和和换刀；刀； 调整掘整掘进参数，参数，发挥各种刀具的破岩效率，同各种刀具的破岩效率，同时降低刀具的磨降低刀具的磨损； 三三 主要案例与主要案例与对策策2 2 案例二与案例二与对策策刀刀盘相相对高差的比高差的比较 刀具的布置刀具的布置层次次应当当结合刀合刀间距、掘距、掘进贯入度考入度考虑，尤，尤其是切刀、其是切刀、滚刀凸出刀刀凸出刀盘面板量面板量级差要建立一定的梯度。差要建立一定的梯度。 日本盾构

21、日本盾构滚刀高出面板刀高出面板90100mm、切刀高出面板、切刀高出面板7075mm、两者高差、两者高差为2025mm，德国盾构，德国盾构滚刀高出面板刀高出面板175mm、切刀高出面板、切刀高出面板140mm、两者高差、两者高差为35mm，同，同时刀刀间距德国盾构小于日本盾构，从距德国盾构小于日本盾构，从实际使用效果分析，德国盾使用效果分析，德国盾构构优于日本盾构。于日本盾构。 三三 主要案例与主要案例与对策策3 3 案例三与案例三与对策策 地地铁三号三号线与深圳与深圳在花在花岗岩地岩地层施工，由于上部施工，由于上部为全全风化砂土化砂土层，下部，下部为微微风化化坚硬花硬花岗岩，造成刀具岩，造成

22、刀具频繁繁损坏，掘坏，掘进异常困异常困难，地表房屋大量，地表房屋大量损坏；坏；在深圳、广州遇到球状在深圳、广州遇到球状风化孤化孤石，刀具非正常石，刀具非正常损坏坏严重，掘重，掘进参参数数难以控制，广州工期延以控制，广州工期延长近近1010个个月；同月；同时致使地面房屋致使地面房屋变形、开裂，形、开裂，工程成本急工程成本急剧加大。加大。三三 主要案例与主要案例与对策策3 3 案例三与案例三与对策策三三 主要案例与主要案例与对策策 在孤石地在孤石地层施工的刀施工的刀盘3 3 案例三与案例三与对策策 进行物探与行物探与钻孔探孔探测，了解球状，了解球状风化孤石的分布，以化孤石的分布，以便适便适时调整掘

23、整掘进参数，保参数，保护刀具与刀刀具与刀盘； 采用采用带压进舱进行人工行人工处理，理，对于分布广、数量多于分布广、数量多时可采用可采用矿山法山法处理；理； 对于上于上软下硬地下硬地层，必，必须采用采用带压进舱方式方式进行刀具行刀具检查与更与更换；而且要及；而且要及时掌握掘掌握掘进过程中的参数的程中的参数的细微微变化，以判断刀具的基本情况。化，以判断刀具的基本情况。三三 主要案例与主要案例与对策策4 4 案例四与案例四与对策策 刀刀盘损坏坏在下穿在下穿全全长510m新造海的新造海的施工中，施工中，共共计换刀刀12次，次，换刀刀时间为108d，平均每掘平均每掘进42.5m就需要就需要进行刀具行刀具

24、更更换，其中，其中8次次换刀后掘刀后掘进距离只距离只有有3m、18m、3m、21m、13.5m、24m、19.5m、21m。三三 主要案例与主要案例与对策策4 4 案例四与案例四与对策策三三 主要案例与主要案例与对策策 刀刀盘的修复的修复开开舱修复修复开挖横通道修复开挖横通道修复临时竖井修复井修复开挖横通道开挖横通道开挖横通道开挖横通道修修修修复复复复刀刀刀刀盘盘5 5 广州地广州地铁盾构核心技盾构核心技术 软硬不均地硬不均地层盾构的关盾构的关键技技术是适是适应地地层条件，条件，满足足掘掘进与破岩要求，同与破岩要求，同时结合地表沉降的要求考合地表沉降的要求考虑稳定工作定工作面的方法，面的方法，

25、这就是复合盾构的理念。就是复合盾构的理念。 刀刀盘设计必必须考考虑足足够的的刚度与度与强度，刀具配置上要度，刀具配置上要有足有足够的灵活性，而且刀具配置必的灵活性，而且刀具配置必须在凸出刀在凸出刀盘面板高度面板高度上有足上有足够层次上的梯度，刀次上的梯度，刀盘与刀座开口方式要充分考与刀座开口方式要充分考虑导碴的需要。的需要。 盾构配套功能的配置盾构配套功能的配置应具有超前具有超前钻注能力、注能力、碴土改良土改良装置、良好的气装置、良好的气压装置和人装置和人员工作工作舱。三三 主要案例与主要案例与对策策6 6 掘掘进技技术与特殊情况下的与特殊情况下的处置措施置措施 建立一套不同岩性下建立一套不同

26、岩性下软硬不均地硬不均地层盾构掘盾构掘进参参数和刀具配置模式是广州地数和刀具配置模式是广州地铁盾构施工成功的关盾构施工成功的关键，有条件有条件时经常性的常性的检查刀具状况很有必要，同刀具状况很有必要，同时在在复复杂环境下刀具磨境下刀具磨损估算与估算与计划划换刀是刀是软硬不均地硬不均地层盾构施工盾构施工顺利的保障。利的保障。 在在强度差异大的度差异大的软硬不均地硬不均地层采用盾构施工，采用盾构施工，往往会往往会对刀刀盘造成意想不到的造成意想不到的损坏或破坏，施工坏或破坏，施工预案中必案中必须对此此进行行综合分析，以便采取特殊的合分析，以便采取特殊的处置置措施。措施。三三 主要案例与主要案例与对策

27、策7 隧道的埋深与隧道的隧道的埋深与隧道的间距距 隧道的埋深与隧道的隧道的埋深与隧道的间距如何确定距如何确定 理理论上上讲，盾构隧道的埋深只取决于，盾构隧道的埋深只取决于线路路的的规划和隧道的抗浮要求；但是我划和隧道的抗浮要求；但是我们在在设计过程中自程中自觉不知不知觉的的应用了用了矿山法的理念，所以山法的理念，所以大多数的大多数的设计在隧道埋深与隧道在隧道埋深与隧道间距上采用了距上采用了一倍洞径以上的概念。一倍洞径以上的概念。 在在实际工程中我工程中我们不不时会遇到小于会遇到小于0.5倍洞倍洞径的情况，且在施工径的情况，且在施工过程中和运程中和运营中都得到了中都得到了良好的良好的验证，所以，

28、所以值得我得我们深入研究。深入研究。 三三 主要案例与主要案例与对策策8 管片隧道的管片隧道的设计荷荷载设计荷荷载的确定的确定l 水土水土压力（合算和分算）力（合算和分算）l 施工荷施工荷载（注（注浆压力、掘力、掘进推力、盾尾推力、盾尾压力等）力等）l 地面荷地面荷载l 地震荷地震荷载l 结构自重构自重三三 主要案例与主要案例与对策策9 设计荷荷载需要需要进一步研究的一步研究的问题存在的主要存在的主要问题l 在荷在荷载结构模型下，水、土构模型下，水、土压力的力的计算算问题？土？土压力太沙基理力太沙基理论的的应用。用。l 水水压力比力比实际明明显偏大，是否偏大，是否应该进行折减？行折减？l 地面

29、荷地面荷载时通通过上部覆土上部覆土传递的，而的，而结构构设计时，全部作用在管片全部作用在管片环结构上构上l 施工荷施工荷载考考虑不周，如注不周，如注浆压力、盾尾的局部力、盾尾的局部压力、推力、推进的偏心作用。的偏心作用。三三 主要案例与主要案例与对策策10 关于关于风险管理与安全管理与安全评估估 风险管理必管理必须在在规划和初步划和初步设计阶段的范段的范畴内畴内进行，不行，不应该延延续到施工到施工阶段；段；风险管理管理是是业主控制主控制项目投目投资的重要手段，有利于的重要手段，有利于项目目建建设管理，管理，职责明晰；同明晰；同时也是确保也是确保项目建目建设、运运营管理的必需。管理的必需。 施工

30、施工阶段必段必须进行安全行安全评估，安全估，安全评估估应遵循危遵循危险源辨源辨识、制定技、制定技术方案与措施、方案与措施、检查落落实、应急急预案与演案与演练。安全。安全评估是估是预防安全防安全事故的有效手段，也是做到安全事故可控、降事故的有效手段，也是做到安全事故可控、降低低损失、减失、减轻影响的必需。影响的必需。 三三 主要案例与主要案例与对策策11 风险管理的构成管理的构成 风险管理的管理的组成与流程成与流程 风险识别风险评估估环境境风险构筑物、人文构筑物、人文环境境地地质风险选址不当、地址不当、地质变化、化、 勘勘 察不察不详技技术风险设计、施工技、施工技术自然灾害自然灾害洪水、地震、台

31、洪水、地震、台风等等财务风险汇率、融率、融资变化化风险管理管理风险决策决策风险发生的概率生的概率风险发生的生的损失失规避避风险的成本的成本减减轻风险的成本的成本风险转移的成本移的成本规避避风险减减轻风险风险转移移风险接受接受三三 主要案例与主要案例与对策策1 盾构盾构选型的主要内容型的主要内容 盾构基本盾构基本类型的型的选择l 土土压盾构、泥水盾构、复合盾构盾构、泥水盾构、复合盾构盾构刀盾构刀盘与刀具的与刀具的选择l幅条式刀幅条式刀盘、面板式刀、面板式刀盘l 滚刀、切刀、先行刀、超挖刀刀、切刀、先行刀、超挖刀主要功能的配置主要功能的配置l 土土压盾构：加泥装置、泡沫注入装置盾构：加泥装置、泡沫

32、注入装置 l 泥水盾构：冲洗装置、气泥水盾构：冲洗装置、气垫平衡装置平衡装置l 复合盾构：功能部件更复合盾构：功能部件更换、多模式平衡功能、多模式平衡功能 四四 华南地区盾构南地区盾构选型的几个型的几个问题 选型的原型的原则 掘得掘得进、稳得住、出得来、成形快、得住、出得来、成形快、环保好保好 地地质影响因素：土砂影响因素：土砂层、岩、岩层 华南地区一般来南地区一般来说对于土于土层、淤泥、淤泥质地地层、岩石地、岩石地层，选择土土压平衡盾构；而砂平衡盾构；而砂层选择泥水盾构；泥水盾构；对于卵于卵石地石地层和复合地和复合地层需要需要综合分析。合分析。 主要因素有：地主要因素有：地层的渗透系数、岩土

33、的渗透系数、岩土层的的颗粒分布粒分布与与组份、岩石的份、岩石的强度、岩石的度、岩石的RQD指指标、地、地质构造。构造。 2 盾构盾构选型的地型的地质与与环境适境适应性性四四 华南地区盾构南地区盾构选型的几个型的几个问题 环境因素：建构筑物、境因素：建构筑物、场地地环境、工程投境、工程投资 作作为控制地控制地层变形能力形能力评判，泥水盾构判，泥水盾构优于土于土压盾构；盾构；但是由于配置泥水但是由于配置泥水处理理设备的需要，工作的需要，工作场地要求大。地要求大。 从工程投从工程投资角度考角度考虑，一般泥水盾构施工的成本高于土，一般泥水盾构施工的成本高于土压平衡盾构的平衡盾构的1520%；且泥水系；

34、且泥水系统会造成噪音会造成噪音污染。染。 2 盾构盾构选型的地型的地质与与环境适境适应性性四四 华南地区盾构南地区盾构选型的几个型的几个问题 渗透系数与岩性、粒径渗透系数与岩性、粒径 2 盾构盾构选型的地型的地质与与环境适境适应性性四四 华南地区盾构南地区盾构选型的几个型的几个问题 广州地广州地广州地广州地铁铁 在三号在三号在三号在三号线线大大大大沥沥区区区区间间，局部，局部，局部，局部穿越砂穿越砂穿越砂穿越砂层层，并在白垩，并在白垩，并在白垩，并在白垩纪纪砂岩中砂岩中砂岩中砂岩中穿越南珠江，采用了泥水盾构，穿越南珠江，采用了泥水盾构，穿越南珠江，采用了泥水盾构，穿越南珠江，采用了泥水盾构，由

35、于泥由于泥由于泥由于泥浆浆粘度大粘度大粘度大粘度大输输送管道堵塞，送管道堵塞，送管道堵塞，送管道堵塞，压压力波力波力波力波动较动较大，造成江堤坍塌；大，造成江堤坍塌；大，造成江堤坍塌；大，造成江堤坍塌；在岩在岩在岩在岩层层中掘中掘中掘中掘进进致使刀致使刀致使刀致使刀盘盘面板脱面板脱面板脱面板脱落，原因是泥水盾构刀落，原因是泥水盾构刀落，原因是泥水盾构刀落，原因是泥水盾构刀盘盘面板面板面板面板设计强设计强度偏低。度偏低。度偏低。度偏低。3 几个工程几个工程实例例ac四四 华南地区盾构南地区盾构选型的几个型的几个问题3 几个工程几个工程实例例 广州与北京广州与北京 在广州地在广州地在广州地在广州地

36、铁铁四号四号四号四号线线小新区小新区小新区小新区间间采用了土采用了土采用了土采用了土压压盾构，由于与地盾构，由于与地盾构，由于与地盾构，由于与地层层适适适适应应性不好，造成性不好，造成性不好，造成性不好，造成500500米的米的米的米的过过江段施工，江段施工，江段施工，江段施工，换换刀刀刀刀1212次，月均次，月均次，月均次，月均进进度只度只度只度只有有有有72.3m72.3m，刀具、刀，刀具、刀，刀具、刀，刀具、刀盘损伤严盘损伤严重；但在北京地重；但在北京地重；但在北京地重；但在北京地铁铁使用使用使用使用时时，该该盾盾盾盾构却到达到了月均构却到达到了月均构却到达到了月均构却到达到了月均365

37、m,365m,最高月最高月最高月最高月进进621m621m。四四 华南地区盾构南地区盾构选型的几个型的几个问题3 几个工程几个工程实例例 深圳地深圳地铁 在一号在一号在一号在一号线时线时遇到花遇到花遇到花遇到花岗岗岩球状岩球状岩球状岩球状风风化孤石，主化孤石，主化孤石，主化孤石，主轴轴承承承承损损坏，坏，坏，坏，致使改成致使改成致使改成致使改成矿矿山法施工；而在遇到山法施工；而在遇到山法施工；而在遇到山法施工；而在遇到坚坚硬的岩石硬的岩石硬的岩石硬的岩石时时，刀具消，刀具消，刀具消，刀具消耗异常耗异常耗异常耗异常严严重，刀重，刀重，刀重，刀盘盘磨磨磨磨损损深度大深度大深度大深度大120mm12

38、0mm，中途不得不开挖，中途不得不开挖，中途不得不开挖，中途不得不开挖竖竖井井井井进进行刀行刀行刀行刀盘盘修复。修复。修复。修复。四四 华南地区盾构南地区盾构选型的几个型的几个问题4 刀刀盘及刀具的及刀具的选择与与应用用 刀刀盘面板的分面板的分类 l l 面板式刀面板式刀面板式刀面板式刀盘盘l l 辐辐条式刀条式刀条式刀条式刀盘盘四四 华南地区盾构南地区盾构选型的几个型的几个问题 刀盘形式刀盘形式 比较项目比较项目面面 板板 式式幅幅 条条 式式砂、土适应性砂、土适应性（粒径（粒径15 cm15 cm）由于开挖面土体受面板开口影响，渣由于开挖面土体受面板开口影响，渣土进入渣舱不顺畅，易粘结，易

39、堵塞。土进入渣舱不顺畅，易粘结，易堵塞。仅有几根幅条，同时幅条后均设有搅仅有几根幅条，同时幅条后均设有搅拌叶片，土、砂流动顺畅，不易堵塞。拌叶片，土、砂流动顺畅，不易堵塞。砂卵石适应性砂卵石适应性（粒径（粒径15cm15cm）适应性强，必要时可加滚刀。适应性强，必要时可加滚刀。不能加滚刀，刀头形式及数量较少。不能加滚刀，刀头形式及数量较少。刀盘扭矩刀盘扭矩刀盘扭矩阻力大，需增加设备能力，刀盘扭矩阻力大，需增加设备能力，造价高。适用于硬土与岩石地层造价高。适用于硬土与岩石地层刀盘扭矩阻力小，设备造价低，适用刀盘扭矩阻力小，设备造价低，适用于淤泥质地层与砂层。于淤泥质地层与砂层。隧道内刀头更换隧道

40、内刀头更换安全性安全性由于有面板，在隧道内更换刀头时安由于有面板，在隧道内更换刀头时安全可靠性相对好。全可靠性相对好。在隧道内更换刀头时安全性差，加固在隧道内更换刀头时安全性差，加固土体费用高。土体费用高。刀刀盘盘特性比特性比较较 刀刀盘型式的型式的选择 4 刀刀盘及刀具的及刀具的选择与与应用用四四 华南地区盾构南地区盾构选型的几个型的几个问题4 刀刀盘及刀具的及刀具的选择与与应用用 刀具的分刀具的分类 掘掘进刀具刀具切削破岩切削破岩刀具刀具滚压破岩破岩刀具刀具齿刀刀切刀切刀 球球齿滚刀刀楔楔齿滚刀刀盘形形滚刀刀辅助刀具助刀具超挖刀超挖刀刮刀刮刀四四 华南地区盾构南地区盾构选型的几个型的几个问

41、题5 辅助功能的配置助功能的配置 对于粘性地于粘性地层的配置的配置 粘性地粘性地粘性地粘性地层层的主要危害是的主要危害是的主要危害是的主要危害是容易形成容易形成容易形成容易形成“ “泥泥泥泥饼饼” ”，从而，从而，从而，从而造成掘造成掘造成掘造成掘进难进难度加大，甚至度加大，甚至度加大，甚至度加大，甚至无法掘无法掘无法掘无法掘进进。特。特。特。特别别是是是是对对于粘于粘于粘于粘粉粒（小于粉粒（小于粉粒（小于粉粒（小于7474mm）含量大含量大含量大含量大于于于于40%40%的的的的钙质钙质胶胶胶胶结结地地地地层层，特特特特别严别严重。此重。此重。此重。此时应时应配置泡配置泡配置泡配置泡沫注入装

42、置。必要沫注入装置。必要沫注入装置。必要沫注入装置。必要时还时还要要要要配置冲洗装置配置冲洗装置配置冲洗装置配置冲洗装置四四 华南地区盾构南地区盾构选型的几个型的几个问题 特殊地段的特殊地段的换刀刀 在不在不在不在不稳稳定地定地定地定地层进层进行行行行换换刀，一般采用刀，一般采用刀，一般采用刀，一般采用预预先加固地先加固地先加固地先加固地层层的的的的方法方法方法方法进进行；但是在特殊情况下（如江中、地面条件不行；但是在特殊情况下（如江中、地面条件不行；但是在特殊情况下（如江中、地面条件不行；但是在特殊情况下（如江中、地面条件不许许可、可、可、可、频频繁）一般都采用繁）一般都采用繁）一般都采用繁

43、）一般都采用带压换带压换刀技刀技刀技刀技术术，因此需配置气，因此需配置气，因此需配置气，因此需配置气压压人人人人员员作作作作业舱业舱。5 辅助功能的配置助功能的配置四四 华南地区盾构南地区盾构选型的几个型的几个问题 防防喷涌装置涌装置 在断在断在断在断层层破碎破碎破碎破碎带带及富水地及富水地及富水地及富水地带带施工施工施工施工时时，采用土，采用土，采用土，采用土压压平衡盾平衡盾平衡盾平衡盾构施工极易构施工极易构施工极易构施工极易产产生生生生喷喷涌涌涌涌现现象，致使象，致使象，致使象，致使稳稳定工作面定工作面定工作面定工作面压压力异常力异常力异常力异常变变化，造成地化，造成地化，造成地化，造成地

44、层变层变形大或坍塌，隧道内工作形大或坍塌，隧道内工作形大或坍塌，隧道内工作形大或坍塌，隧道内工作环环境劣化。此境劣化。此境劣化。此境劣化。此时应时应配置保配置保配置保配置保压泵压泵渣装置或两渣装置或两渣装置或两渣装置或两级级螺旋螺旋螺旋螺旋输输送送送送设备设备。破碎装置排泥管道5 辅助功能的配置助功能的配置四四 华南地区盾构南地区盾构选型的几个型的几个问题1 盾构始盾构始发 始始发端端头的地的地层加固加固l 旋旋喷、搅拌、拌、冻结洞洞门的破除的破除l 检查与破除与破除时机机洞洞门密封密封l 折叠密封、折叠密封、钢护套密封套密封 始始发轴线的控制的控制l 曲曲线始始发l 高程控制高程控制五五 盾

45、构施工的关盾构施工的关键工序与案例工序与案例2 盾构掘盾构掘进技技术泥水平衡盾构掘泥水平衡盾构掘进技技术 泥水盾构的三大系泥水盾构的三大系统：l 盾构掘盾构掘进系系统l 环流系流系统l 泥水泥水处理系理系统 五五 盾构施工的关盾构施工的关键工序与案例工序与案例2 盾构掘盾构掘进技技术泥水平衡盾构掘泥水平衡盾构掘进技技术 掘掘进系系统： 切口切口压力力 (Kpa)五五 盾构施工的关盾构施工的关键工序与案例工序与案例2 盾构掘盾构掘进技技术泥水平衡盾构掘泥水平衡盾构掘进技技术 环流系流系统流速流速计算：算： 五五 盾构施工的关盾构施工的关键工序与案例工序与案例2 盾构掘盾构掘进技技术土土压平衡盾构

46、掘平衡盾构掘进技技术 土土压平衡盾构的二大系平衡盾构的二大系统： 盾构掘盾构掘进 渣土排放渣土排放 五五 盾构施工的关盾构施工的关键工序与案例工序与案例2 盾构掘盾构掘进技技术土土压平衡盾构掘平衡盾构掘进技技术 盾构掘盾构掘进系系统： 刀具的刀具的选择 掘掘进模式模式 刀具的更刀具的更换 五五 盾构施工的关盾构施工的关键工序与案例工序与案例3 壁后注壁后注浆 同步注同步注浆l 通通过盾尾内（外）置注盾尾内（外）置注浆管与与掘管与与掘进同步同步进行行及及时注注浆l滞后掘滞后掘进，通，通过管片管片预留孔留孔进行注行注浆二次注二次注浆l 必要必要时进行行五五 盾构施工的关盾构施工的关键工序与案例工序

47、与案例4 方向控制方向控制 自自动导向系向系统l 人工移站、自人工移站、自动巡巡回回测量量方向的控制与方向的控制与调整整l 以适以适应设计线形形为主，适主，适时纠偏，切偏，切弃弃过急急过猛猛 水平方向水平方向 盾构机位置盾构机位置 姿姿态图 盾构机位置盾构机位置 姿姿态 数据数据 隧道隧道设计轴线 隧道里程隧道里程 五五 盾构施工的关盾构施工的关键工序与案例工序与案例5 管片安装管片安装五五 盾构施工的关盾构施工的关键工序与案例工序与案例管片安装管片安装应注意的几个注意的几个问题 管片管片选型：以适型：以适应盾尾盾尾间隙隙为主，兼主，兼顾设计线形形 安装次序：从隧道底部开始，先安装安装次序：从

48、隧道底部开始，先安装标准准块，依次，依次安装相安装相邻块，最后封，最后封顶块的的纵向向顶入。入。 推推进油缸的油缸的释放：局部收放：局部收缩，适当，适当压紧。 注意防水密封条的保注意防水密封条的保护、注意盾尾内的清、注意盾尾内的清洁。6 盾构到达施工盾构到达施工 到达施工的安全性到达施工的安全性l 地地层加固、端加固、端头密封密封到达段的防水要求到达段的防水要求l 管片的管片的辅助助连接接五五 盾构施工的关盾构施工的关键工序与案例工序与案例7 盾构盾构过站与站与转场 盾构盾构过站站l 车站站台站站台层需加高需加高l 时间短、地面无要求短、地面无要求盾构吊出或盾构吊出或调头l 需要地面提供需要地

49、面提供场地地l 对施工效率有影响施工效率有影响五五 盾构施工的关盾构施工的关键工序与案例工序与案例8 管片的管片的试验与与检验 相关相关试验 管片管片块的抗渗的抗渗试验 三三环试拼装拼装 压弯破坏弯破坏试验 拉拔拉拔试验五五 盾构施工的关盾构施工的关键工序与案例工序与案例9 防水施工防水施工防水的四个防水的四个环节 管片自防水管片自防水 接接缝密封防水密封防水 嵌嵌缝防排水防排水 壁后注壁后注浆防水防水 盾构隧道的防水原盾构隧道的防水原则：自防：自防为主，主，强化堵截，化堵截，归口引口引导五五 盾构施工的关盾构施工的关键工序与案例工序与案例10 监控量控量测的作用的作用 监控量控量测与一般的隧

50、道与一般的隧道测量作用不一量作用不一样： 监测管片隧道主要是确保隧道施工安全管片隧道主要是确保隧道施工安全（管片的（管片的变形形与受力）与受力），并，并为隧道隧道设计提供依据。提供依据。 监测隧道隧道环境的境的变化化（地（地层变形与地下水的形与地下水的变化）化），为隧道施工隧道施工调整参数与工整参数与工艺服服务。 监测地面建构筑物的地面建构筑物的变形情况形情况（沉降与（沉降与倾斜）斜），必要，必要时启启动应急保急保护预案。案。五五 盾构施工的关盾构施工的关键工序与案例工序与案例11 盾构隧道的缺陷盾构隧道的缺陷处理理 盾构隧道的缺陷盾构隧道的缺陷 隧道侵限：方向控制不当、隧道下沉、隧道上浮隧道

51、侵限：方向控制不当、隧道下沉、隧道上浮 管片管片错台：台：环向、向、纵向向错台台 管片裂管片裂损：接：接缝处、手孔、手孔处 隧道渗漏水：接隧道渗漏水：接缝、起吊孔（注、起吊孔（注浆孔）、裂孔）、裂缝五五 盾构施工的关盾构施工的关键工序与案例工序与案例11 盾构隧道的缺陷盾构隧道的缺陷处理理 盾构隧道的缺陷盾构隧道的缺陷 当管片表面出当管片表面出现以下缺陷以下缺陷时，必，必须进行修行修补。 1 1 缺棱掉角；缺棱掉角； 2 2 混凝土剥落；混凝土剥落； 3 3 大于大于0.2mm0.2mm宽的裂的裂缝或或贯穿性裂穿性裂缝。 管片修管片修补时，应分析管片破分析管片破损原因及程度，制定适原因及程度，

52、制定适当的修当的修补方案。方案。 管片修管片修补时，修，修补材料的抗拉材料的抗拉强度不度不应低于低于1.2MPa1.2MPa，抗，抗压强度不度不应低于管片低于管片强度。度。五五 盾构施工的关盾构施工的关键工序与案例工序与案例12 建构筑物的保建构筑物的保护 下穿建筑物下穿建筑物l 临近近桩基基仅0.6ml 部分切割部分切割锤击桩下穿京广下穿京广铁路路l 120km/h不减速不减速运行运行五五 盾构施工的关盾构施工的关键工序与案例工序与案例13 13 小小间距与浅埋深施工距与浅埋深施工 小小间距隧道的施工距隧道的施工深圳地深圳地铁一号一号线福民会展福民会展中心区中心区间，由于，由于环境因素的影响

53、，境因素的影响，要求区要求区间隧道隧道间距只能小于距只能小于1.2m1.2m，实际间距只有距只有1.1m1.1m。目前隧道。目前隧道运行良好。运行良好。 浅覆土段的施工浅覆土段的施工广州地广州地铁四号四号线小谷小谷围新造新造区区间，在，在过新造海新造海时，设计最小最小覆土覆土6.8m6.8m，经实测由于冲刷的影由于冲刷的影响，响，实际覆土覆土仅有有4.3m4.3m，且淤泥，且淤泥和粉和粉细砂，已安全砂，已安全顺利通利通过。五五 盾构施工的关盾构施工的关键工序与案例工序与案例14 14 掘掘进控制不当的危害控制不当的危害 地房屋开裂与地表塌陷地房屋开裂与地表塌陷在地在地铁三号三号线施工中，造成施

54、工中，造成地表房屋开裂的施工地表房屋开裂的施工标段不少，段不少，主要有两种情况：一是平衡主要有两种情况：一是平衡压力力控制不当，二是开控制不当，二是开仓换刀作刀作业引引起。起。最最严重的一个重的一个标段引起房屋段引起房屋开裂的水量达到开裂的水量达到200200多多栋，最大，最大缝宽达达12cm,12cm,目前被索目前被索赔要求大要求大23002300万元。万元。五五 盾构施工的关盾构施工的关键工序与案例工序与案例1 联络通道施工通道施工六六 盾构工程中有待盾构工程中有待发展的技展的技术顶管方式管方式 在特殊地在特殊地层 （ 如水下如水下软弱地弱地层、环境复境复杂的富水的富水软弱地弱地层等等）、

55、且具有通用）、且具有通用性的性的项目或工程中，采用目或工程中，采用顶管法施工管法施工联络通道，安全可通道，安全可靠、靠、经济合理。合理。2 高水高水压下的下的换刀技刀技术带压进舱作作业 在特殊在特殊环境下的境下的换刀与刀与紧急情况下的急情况下的维修，修，压力力环境可达到境可达到7 bar以上。采用以上。采用饱和潜水技和潜水技术和混合气体呼吸和混合气体呼吸技技术。气气压工作室工作室穿梭人穿梭人闸六六 盾构工程中有待盾构工程中有待发展的技展的技术3 对接技接技术对接方式接方式 机械机械对接：接： 土木土木对接：接： 六六 盾构工程中有待盾构工程中有待发展的技展的技术4 长距离施工距离施工土土压平衡

56、盾构的出土平衡盾构的出土 在在长距离掘距离掘进的隧道工程的隧道工程中，采用大断面土中，采用大断面土压平衡盾构平衡盾构进行施工，行施工，为了保了保证盾构的盾构的连续施工施工连续作作业，考，考虑采用皮采用皮带方式出渣是良好的方式出渣是良好的选择。l皮皮带驱动站位于洞口站位于洞口l具具备500m500m的水平或垂直的水平或垂直储存能力存能力l皮皮带延伸与皮延伸与皮带运运转同步，同步，可及可及时跟跟进掘掘进六六 盾构工程中有待盾构工程中有待发展的技展的技术多刀多刀盘、伸、伸缩刀具刀具 多刀多刀盘技技术是解决大断面是解决大断面隧道盾构施工的重要技隧道盾构施工的重要技术，有，有利于功率的合理分配和中心掘利

57、于功率的合理分配和中心掘进难度大的度大的问题。 长距离掘距离掘进刀具的更刀具的更换频繁，且在特殊繁，且在特殊环境下境下换刀的刀的难度极大，伸度极大，伸缩刀具技刀具技术的的应用，用，大大地大大地缓解了解了压力，施工效率力，施工效率可以明可以明显提高，降低提高，降低风险。5 大断面、大断面、长距离施工距离施工六六 盾构工程中有待盾构工程中有待发展的技展的技术 在世界各国在世界各国软硬不均地硬不均地层采用盾构法施工的采用盾构法施工的隧道中都遇到了隧道中都遇到了许多多问题和困和困难，如新加坡地，如新加坡地铁、葡萄牙葡萄牙Oporto轻轨工程、法国巴黎工程、法国巴黎Socatop隧道等，隧道等，主要表主

58、要表现为施工施工进度不可控、刀具消耗异常、地度不可控、刀具消耗异常、地表沉降大等等，可以表沉降大等等，可以说这是一个世界性的是一个世界性的难题。盾构的盾构的诞生就是生就是针对软土地土地层在掘在掘进过程中如何程中如何稳定工作面定工作面为出出发点；然而点；然而对于于软硬不均地硬不均地层盾盾构技构技术的关的关键是适是适应地地层条件条件满足掘足掘进与破岩要与破岩要求，同求，同时结合地表沉降的要求考合地表沉降的要求考虑稳定工作面的定工作面的方法，方法，这就是复合盾构的理念。就是复合盾构的理念。 七七 主要主要结论 根据广州已根据广州已经完工的四条地完工的四条地铁的施工的施工经验和盾构的和盾构的对比分析，

59、盾构比分析，盾构设计时必必须考考虑全断面布置全断面布置滚刀，而刀，而且安装且安装滚刀的位置根据地刀的位置根据地质条件可以更条件可以更换为齿刀，刀，对刀刀盘的的设计必必须要有足要有足够的的强度与度与刚度；度； 刀具的布置刀具的布置层次次应当当结合刀合刀间距、掘距、掘进贯入度考入度考虑，尤其是切刀、尤其是切刀、滚刀凸出刀刀凸出刀盘面板量面板量级差要建立一定的差要建立一定的梯度；梯度； 渣土改良系渣土改良系统在广州地在广州地铁盾构施工中是一盾构施工中是一项关关键性性的技的技术，一方面有利于，一方面有利于碴土土导出，防止在土出，防止在土舱和刀和刀盘上形成泥上形成泥饼；另一方面有利于刀具的保；另一方面有

60、利于刀具的保护，防止刀具，防止刀具及及轴承密封承密封损坏、刀具偏磨，降低刀具的磨耗。坏、刀具偏磨，降低刀具的磨耗。七七 主要主要结论 在在软硬不均地硬不均地层中盾构刀具配置中盾构刀具配置对掘掘进影响很大，影响很大，通通过广州地广州地铁四条四条线的施工分析，的施工分析，对于震旦系的花于震旦系的花岗岩或岩或变质岩岩应采用采用单刃刃滚刀，且在中刀，且在中强风化以上的岩化以上的岩层中宜适当地中心部位中宜适当地中心部位间隔布置隔布置12把把齿刀；在白垩刀；在白垩系砂岩地系砂岩地层段可以采用段可以采用单刃或双刃刃或双刃滚刀，且刀刀，且刀间距可距可以放大到以放大到90100mm，且可以布置，且可以布置23把

61、把齿刀，刀，满足足掘掘进，降低泥，降低泥饼形成的条件。形成的条件。 七七 主要主要结论 在掘在掘进过程中，程中，软岩岩(土土)的的贯入度入度较大，刀大，刀盘转速速(1.5prm)应适当低一些，硬岩段刀适当低一些，硬岩段刀盘转速速应大一些大一些（2prm左右）左右）,贯入度入度应进行控制，一般不宜大于行控制，一般不宜大于10mm，这样有利于刀具保有利于刀具保护和掘和掘进效率的提高。效率的提高。 有有计划地划地换刀是刀是软硬不均地硬不均地层盾构施工盾构施工顺利的保障，利的保障，广州地广州地铁的地的地层变化化频繁，繁，详细的地的地质勘探工作很有勘探工作很有必要，一般要达到必要，一般要达到2040m一

62、个一个钻孔，力争孔，力争选择在适在适宜的地段宜的地段进行敞开状行敞开状态下下换刀，或者提前刀，或者提前创造条件造条件（如在适当的地方提前（如在适当的地方提前进行地行地层加固）以加固）以节省省时间、保保证安全；同安全；同时要做好要做好带压进舱工作的准工作的准备，一般，一般带压进舱需要三周左右的需要三周左右的时间才能更才能更换一一盘刀具，效率刀具，效率极低，工期极低，工期计划必划必须考考虑这一因素。一因素。 七七 主要主要结论 复合盾构是解决复合盾构是解决软硬不均地硬不均地层盾构施工的有盾构施工的有效方法，掘效方法，掘进模式的复合、刀模式的复合、刀盘上灵活的刀具布上灵活的刀具布置方式是解决置方式是

63、解决软硬不均地硬不均地层的盾构施工的关的盾构施工的关键技技术，同，同时建立了不同地建立了不同地层盾构盾构选型的基本模式。型的基本模式。 在在华南地区地南地区地铁或或类似的地似的地层中采用盾构法中采用盾构法修建隧道，良好的修建隧道，良好的碴土改良装置与技土改良装置与技术是必不可是必不可少的，少的，对减减轻刀具的磨耗、防止泥刀具的磨耗、防止泥饼的形成、控的形成、控制制喷涌涌现象的象的发生具有良好的效果。生具有良好的效果。满足足环保要保要求的泥水求的泥水处理系理系统必必须是三是三级处理。理。七七 主要主要结论 不同的地不同的地层采用不同的掘采用不同的掘进刀具配置和及刀具配置和及时调整掘整掘进参数，才

64、能降低施工成本和保参数，才能降低施工成本和保证盾构施工盾构施工效率；同效率；同时软硬不均地硬不均地层盾构施工有盾构施工有计划的划的检查和更和更换刀具，刀具，对降低盾构施工的降低盾构施工的风险、提高整体、提高整体施工效率与效益至关重要。施工效率与效益至关重要。 形成了局部硬岩段的盾构施工配套工形成了局部硬岩段的盾构施工配套工艺，如孤，如孤石石处理工理工艺、矿山法开挖盾构拼装管片技山法开挖盾构拼装管片技术、高水高水压江底气江底气压换刀技刀技术、特殊条件下洞内刀、特殊条件下洞内刀盘修修补技技术等等，等等，为盾构法的推广盾构法的推广应用提供了保障，用提供了保障，并且拓并且拓宽了盾构法的了盾构法的应用范用范围。七七 主要主要结论