砂卵石地层盾构机刀盘磨耗分析及措施
摘要：减小盾构机刀具磨损是保证盾构机能够长距离掘进的重要措施，对于砂卵石地层该项工作尤其受到重视。本文以北京地铁10号线石榴庄路到大红门区间盾构隧道施工为背景，依据刀盘的实际磨损情况，对盾构刀盘在砂卵石地层施工时导致刀具、刀盘磨损的因素进行了分析，给出了提高盾构刀盘耐用性的工程措施，为城市地铁盾构机长距
离掘进施工提供了经验。
关键词：土压平衡盾构机刀盘磨损刀盘寿命耐用性
随着盾构法在国内地铁施工中的广泛使用，刀具磨损已经成为一个影响盾构隧道施工质量和进度的关键问题[1,2]。刀盘作为盾构机的一个关键部件，在地下掘进过程中会遇到各种不同地层，从淤泥、粘土、砂层到软岩及硬岩等，开挖过程中受力十分复杂，工作环境恶劣，特别是在砂卵石地层，盾构刀具往往磨损严重，容易破损、脱落，经常导致工程事故的发生，给整个工程的工期、造价带来严重的影响，甚至威胁人的生命。因此，研究如何减小盾构刀盘的磨损，探究引起磨损的各项因素对延长盾构机掘进距离，提高盾构机的工作效率具有重要意义。
1 工程概况
北京地铁10 号线二期工程石榴庄路到大红门区间隧道呈东向西布置，其左线区间起讫里程为
K32+214.251~K33+293.13，隧道全长1 075.865 m，覆土厚度6.5～23.8 m。区间隧道穿过地层主要为：卵石、圆砾③层、粉质粘土、重粉质粘土③1 层、细中砂③2 层、卵石④层和粘质粉土、粉质粘土④1 层、细中砂④2 层。盾构隧道截面下半部以卵石、圆砾为主，粒径大约为5 ～26.7 mm。
根据探测结果，施工区域的水文条件可分三层：第一层水位埋深6.19～12.30 m，水位标高22.52～26.70 m，为潜水；第二层水位埋深6.00 ～22.10 m，水位标高12.10～13.51 m，为潜水；第三层水位埋深24.00 ～32.70 m，水位标高4.98 ～10.21 m，为略具承压性的潜水。第三层水埋深较深，对工程基本没有影响，工程主要受前两层潜水的影响。隧道开挖采用日本小松公司制造的土压平衡式盾构机施工。
2011 年5 月，盾构机从大红门站顺利出洞，盾构机到达后，通过对盾构机的清理与检查，发现盾构机刀盘磨损严重，需要进行修复后才能实施下一区间隧道的施工要求。
2 刀盘形式及磨损情况
2.1 刀盘形式刀具布置
刀盘的形式和刀具的布置既要考虑工程地质条件，使之不影响盾构切削效果、出土状况和掘进速度，又要考虑刀具的耐用性以满足区间隧道的掘进要求[3]。鉴于石榴庄路到大红门区间隧道工程地质实际情况以及本公司设备情况，本工程盾构机采用了如图1 所示的辐板式刀盘。辐板式刀盘兼有面板式和辐条式刀盘特点，由较宽的辐条和小块幅板组成，刀具分别布置在宽辐条的两侧和内部。使用辐板式刀盘不仅土压平衡容易控制，土砂流动顺畅，不易堵塞刀盘开口，而且较大的面板有利于布置较多的刀具，同时由于辐条式刀盘开口率相对较小，有利于保护本工程中容易坍塌的砂卵石、砂性土围岩的稳定。本工程中盾构机刀盘标称直径6 250mm，开挖直径6280 mm，刀盘面板厚475 mm，刀盘辐条为6 条，刀盘开口率为35％，刀盘上设置仿形刀2把，可超挖150 mm，正面切削刀80 把，高出刀盘面板80 mm，边缘单刃刮刀12 把，边缘双刃刮刀4 把，先行刀56 把，高出刀盘面板120 mm。
2.2 刀具、刀盘磨损情况
盾构机到达大红门站后，对盾构机刀盘进行了清理、检查，发现盾构机刀盘外周磨损非常严重，尤其以刀盘与盾壳的间隙位置磨损最为严重。从整体上看，刀盘及刀具呈现出外周及边缘侧板磨损大，中心及圆周中部磨损小的特点，其损坏情况具体表现在以下几个方面。
（1）刀盘辐板外圈上的4 把周边刮刀及其安装基座损坏，8 把切刀损坏（如图2 所示）；
（2）刀盘辐板上有5 把先行刀损坏，3 把先行刀安装基座损坏，并且磨损严重；
（3）刀盘外周在堆焊硬质合金的情况下磨损量最大达25 mm，最小也有10 mm ；
（4）刀盘面板磨损5～20 mm，部分地方有明显凹陷。
3 刀具、刀盘磨损因素分析
在盾构机推力作用下，刀具对开挖面土体会产生一定的压力，随着刀盘的转动，刀盘与刀盘前方土砂之间会有摩擦，从而产生了磨损[4]。刀具的磨损与地质条件( 砾石粒径、密度)、刀具材质及其在刀盘上的安装位置、盾构机刀具受刀片的材质、硬度、刀片上作用的推力、刀具切入深度、速度、时间等有关，并且随着刀具掘削里程的增加而增大。布置在刀盘周边的刀具由于线速度大，切削路线长，因而磨损快、易折断、寿命短，当周边刮刀及外周刀具被磨损破坏后，就会使得刀盘外周边及边缘侧板受到磨损。另外在开挖过程中，盾构刀盘刀具受力复杂，工作环境恶劣，其磨损程度与盾构刀具所穿越的地层密切相关。淤泥质粘土、粉质粘土、粘质粉土等地层对刀具的磨损很小，而砂土、砂卵石地层对盾构刀具的磨损十分严重，甚至会使盾构刀具折断。由于本隧道区间盾构穿越地层主要为砂卵石地层，其中夹杂有大粒径块石、卵石，因此对刀盘和刀具的磨损都很大。
4 提高刀盘耐用性的对策
4.1 合理选择刀盘形式
不同的刀具，其切削机理不同，盾构刀盘结构形式与工程地质情况有着密切的关系，刀盘类型选择是否合理关系到盾构的掘进效果。因此，盾构机应根据不同地质及水文地质情况采用不同的刀盘型式，配备不同类型的刀具并进行合理地组合。软土地层只需要切削型刀具；软岩地层除配置切削型刀具还需要配置双刃滚刀或齿刀；硬岩地层除配置切削型刀具还需要配置单刃滚刀或齿刀。在配置刀具时可考虑增加刀具的数量，即增加刀具（特别是先行刀）的行数或增加每一行的刀具数量，或是采用长短刀具并用法切削土体，利用长短刀具不同的切削高度差（高差值约为20～30 mm），来延长刀具使用寿命。当长刀具磨损后，短刀具开始接替长刀具掘削，这样就大大提高了刀具整体抗磨损能力。对于北京这种砂卵石地层，可考虑配置切削型刀具、双刃滚刀，也可适当增加刀具的数量。
4.2 改善刀盘的耐磨性
刀盘在砂、卵石地层中极易磨损，特别是辐条式刀盘外周环的前面、外周表面和后面最易磨损，因此提高刀盘耐磨性也是提高刀盘耐用性的关键。刀盘耐磨性的提高一般是采用在刀盘面板堆焊格栅状特殊耐磨材料的工艺措施，在刀盘面板外周、刀盘边缘侧板等处焊接格栅状耐磨条（堆焊效果如图 3 所示），增加加强钢板，增强刀盘外周及相关部位的强度和硬度，提高其耐磨性；另外刀具的刀刃上应使用硬度大、抗剪性好的超硬钢材，特别是在切削砂卵石地层时，可沿刀具表面实施硬化堆焊，提高刀具自身的耐磨性。
4.3 对开挖土体进行改良
刀盘在一定转速和压力条件下进行地下挖掘，刀具要承受非常高的工作压力和温度，恶劣的工作条件会降低刀具的使用寿命[5]。选择合适的土体改良剂（如常用的泡沫、膨润土等），并根据地质情况，进行科学的动态施工管理，改善土体的流塑性，使之切屑成流动型，不仅可以减少对刀盘面板和刀具的磨损，而且还可以防止切下来的泥沙和碎石对刀盘以及螺旋输送机的堵塞，同时改良剂的添加对刀具起到一定的润滑和冷却作用[6-8]，延长了刀具使用寿命。图4 给出了土体经过泡沫的改良后，对盾构的总推力以及刀盘扭矩的改善效果，实践证明，渣土经过泡沫的改良后，大大降低了刀盘在砂卵石地层中的磨损。
4.4 合理选择掘进参数
盾构机掘进时，掘进参数的正确选择对延长刀盘及刀具的寿命是非常重要的，掘进参数选择不合理会导致刀具过早的损坏，不能达到隧道掘进长度的要求。根据大量的统计资料，可采用下列公式计算盾构机刀盘外圈刀具磨损量[9，10]：
δ=1/10×K×π×D×N×L/V
式中：δ—磨损量/mm ；
K—磨耗系数/(mm/km) ；
D—盾构刀盘外径/m ；
N—刀盘的转动速度/(r/min) ；
L—掘进距离/m ；
V—掘进速度/(cm/min)。
从刀具磨损量公式中可以看出，刀具磨损量δ 与刀盘转数N 成正比、与掘进速度V 成反比。因此降低盾构刀盘转数N 或提高盾构机掘进速度V 都可减小刀具磨损量δ，从而增加掘进长度使其满足隧道掘进要求。在N 一定时，可采取提高V 的方法减小δ，而盾构的掘进速度取决于开挖土体的塑流化改良效果，所以为提高掘进速度，可适当增加改良剂用量对开挖土体进行改良。图 5 给出了刀盘转速与总推力及刀盘扭矩的关系。从图中可以看出，在盾构掘进施工阶段，盾构机的掘进参数的合理选择对延长刀盘刀具的使用寿命具有重要作用。对于北京砂卵石地层，刀盘转速取1.1～1.2 rpm 对盾构机的正常掘进及刀盘保护较为合适。
4.5 交替使用刀盘正反转
盾构机在掘进时应适时交替使用刀盘正、反转，并尽可能使正、反方向切削刀的切削长度相同。盾构机刀盘经常在一个方向长时间转动不仅会产生偏磨现象，而且会导致参与切削的刀具磨损到一定程度后，用于相反方向的刀具与开挖面的摩擦加剧，而导致剧烈磨损。因此通过刀盘顺时针和逆时针方向的切换，使对称布置的主切削刀具均匀使用，可避免边缘刀具磨损量相差过大，从而达到延长主切削刀具使用寿命的目的。
5 结语
盾构机掘进过程中，盾构机刀盘的磨损不可避免，但由于盾构刀盘是盾构机掘进的重要设备，因此必须采取各种措施减小其在掘进过程中的磨损。因此在盾构隧道施工时，盾构机应根据不同地质及水文地质情况采用不同的刀盘型式，选用不同类型的刀具及刀具组合，在盾构掘进前改善盾构刀盘的耐磨性，在掘进过程中通过对土体进行改良，采用合理的掘进参数并根据地质变化及时调整掘进参数，交替使用刀盘正反转可以避免刀盘磨损过大，提高刀盘刀具的耐用时间，延长刀盘刀具的使用寿命，达到土压平衡盾构在砂砾地层中长距离掘进的目的。
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富水砂卵石地层中盾构施工的控制难点及措施 段浩 引言：随着中国经济的快速增长、城市人口数量迅速膨胀，机动车辆的数量呈级数比例增长，原有的市政道路难以满足交通的需要，为缓解城市交通压力、创造良好的生活和投资环境，国内各主要城市均选择修建地铁工程来提升城市形象和投资环境。隧道是地铁工程最主要的组成部分，隧道盾构法施工具有施工速度快、工期短、洞体工程质量易控制、质量比较稳定且良好的防渗水性能、施工安全系数高、对周边建筑物影响极小、基本不影响地面交通、适合地层范围广、地质情况复杂的施工作业环境等优点。随着我国各大城市地铁建设热情的高涨，隧道盾构施工方法必将在地铁建设中被广泛推广应用。盾构施工虽然有对地层的广泛适应性、施工安全系数高等优点，但因地质情况千变万化、施工环境的复杂性，在盾构施工中必然存在盾构机的适应性和施工方法、措施的调整。成都地铁穿越的地层主要为砂卵石地层并夹杂有粉细砂层透镜体，地下水丰富、水位高、补给迅速，国内、国际在该种地质条件下全面实施盾构施工隧道尚不多见，无较多经验可以借鉴，在地铁建设史上的应是一次重要技术性突破。截至目前成都地铁采用泥水盾构和土压平衡盾构施作的隧道，已经完成成型隧道1000余米，在施工中出现一些有别于其它地质情况下施工的难点，对这些难点的技术处理为在富水砂卵石地层中盾构施工积累了一些应对的经验。 成都地铁地质情况描述：
盾构隧道从<2-8>、< 3-4>、<3-7〉等砂卵石地层中通过。卵石成分主要为灰岩、砂岩、石英岩，卵石的含量达67％，中间夹杂大漂石。砂卵石具有分选性差，强度高的特点。 <2-8>卵石土（Q4al）：黄灰色，黄褐色，中密～密实为主，部分密实，潮湿～饱和。卵石成分主要为中等风化的岩浆岩、变质岩、砂岩等硬质岩组成。磨圆度较好，以亚圆形为主，少量圆形，分选性差，卵石含量65～75%，粒径以30～70mm为主，钻探揭示最大粒径145mm，夹零星漂石，充填物为细砂及圆砾。 <3-4>粉、细砂（Q3fgl+al）：灰绿色，饱和，中密，夹少量卵石。呈透镜体状分布。 <3-7>卵石土（Q3fgl+al）：褐黄、黄色，以中密～密实为主，饱和。卵石成分主要为中等风化的岩浆岩、变质岩、砂岩等硬质岩组成。磨圆度较好，以亚圆形为主，少量圆形，分选性差，卵石含量60～75%，粒径以30～70mm为主，据钻探揭示，最大粒径150mm，夹零星漂石，充填物为砂及砾石，具弱泥质胶结或微钙质胶结。 隧道通过的地层含水丰富，根据钻孔揭示，隧道区间分布的卵石土及所夹透镜状砂层为地下水主要含水层，含水量丰富，含水层厚20～22.6m，区间范围内卵石土分选性差，渗透性强。
目录 1 应急预案的方针与目标 (1) 2 工程概况 (1) 3 应急预案适用范围 (1) 4 开仓原则和目的 (1) 5 应急准备 (2) 6 应急响应 (3) 7 常压开仓及开仓作业内容 (5) 8 盾构常压开仓换刀施工风险分析 (6) 8.1风险源识别 (6) 8.2风险源分析、评价 (7) 9 主要应急救援预案 (7) 9.1气体中毒事故处理预案 (7) 9.2涌水紧急处理预案 (7) 9.3停电处理预案 (7) 9.4地面出现严重沉降甚至坍塌时的应急预案 (8) 10常压开仓换刀应急程序 (8) 11开仓换刀施工注意事项 (9) 12媒体机构、信息发布管理 (9) 13恢复生产及应急抢险总结 (10) 14预案管理与评审改进 (10)
1 应急预案的方针与目标 坚持“安全第一、预防为主、综合治理”、“保护人员安全优先、保护环境优先”的 方针，贯彻“常备不懈、统一指挥、高效协调、持续改进”的原则。更好地适应法律和 经济活动的要求；给企业员工的工作和施工场区周围居民提供更好更安全的环境；保证各种应急资源处于良好的备战状态；指导应急行动按计划有序地进行；防止因应急行动组织不力或现场救援工作的无序和混乱而延误事故的应急救援；有效地避免或降低人员伤亡和财产损失；帮助实现应急行动的快速、有序、高效；充分体现应急救援的“应急 精神”。 2 工程概况 表2-1 盾构区间工程概况表 中太区间（正 线）工点工程规模工法左线1570.171m 盾构法 右线1579.365m 盾构法 出场线1683.372m 盾构法根据地勘报告揭示，石太中间风井～太和站正线区间和石湖停车场～太和站出场线区间主要穿行于<6>碎屑岩岩石全风化带、<7-3>碎屑岩岩石强风化带、<8-3>碎屑岩岩石中风化带、<9-3>碎屑岩岩石微风化带。 3 应急预案适用范围 本预案适用于广州市轨道交通十四号线一期【施工XX】土建工程项目石太中间风井-太和站盾构区间、石湖停车场-太和站出场线盾构区间常压开仓换刀施工。 本预案用来指导、预防和处置盾构进仓、换刀施工当中出现的各种险情的应急抢险任务 4 开仓原则和目的 开仓作业的原则：尽快完成开仓和相关作业，缩短开仓时间，确保开仓安全。 开仓作业的主要目的：确保刀具、刀盘及破碎机正常作业，保证盾构掘进施工正常进行。 1、检查刀盘刀具的磨损情况、结泥饼情况等；
盾构机构造及工作原理简介第二部分 四、盾构机的主控系统及工作原理 下图是天地重工生产的土压平衡盾构机示意图，通过这台土压平衡盾构来简单介绍盾构机的构造及工作原理。 盾构法隧道的基本原理是用一件有形的钢质组件沿隧道设计轴线开挖土体而向前推进。这个钢组件在初步或最终隧道衬砌建成前，主要起防护开挖出的土体、保证作业人员和机械设备安全的作用，同时还能够承受来自地层的压力，防止地下水或流沙的入侵，这个钢质组件被称为盾构。而盾构的主要组成部分即为盾体。 1. 盾体 盾体主要包括前盾、中盾和尾盾三部分，这三部分都是管状筒体。前盾和与之焊在一起的承压隔板用来支撑刀盘驱动，同时使泥土仓与后面的工作空间相隔离，推进油缸的压力可通过承压隔板作用到开挖面上，以起到支撑和稳定开挖面的作用。承压隔板上在不同高度处安装有五个土压传感器，可以用来探测泥土仓中不同高度的土压力。前盾的后边是中盾，中盾和前盾通过法兰以螺栓连接，中盾内侧的周边位置装有推进油缸。中盾的后边是尾盾， 尾盾末端装有密封用的盾前盾 中盾 后盾
尾刷。 2. 刀盘和刀盘驱动 刀盘是一个带有多个进料槽的切削盘体，位于盾构机的最前部，用于切削土体，刀盘通过安装在前盾承压隔板上的法兰上的刀盘电机来驱动。它可以使刀盘在顺时针和逆时针两个方向上实现无级变速。刀盘电机的变速齿轮箱内需设置制动装置，用于制动刀盘。电机的防护等级需大于IP55。 为了适用于不同的土质条件，刀盘上安装了多种类型和功能的刀具，所有刀具都由螺栓连接，可以从刀盘后面的泥土仓中进行更换。 刀盘(中交天和14.93米泥水气压平衡复合式盾构机) 铲刀：铲刀可以双向进行开挖，主要用于保证开挖直径的稳定不变。 铲刀
盾构换刀作业施工方案 1 编制目的 为使刀盘刀具的布置形式满足盾构机所处各类地层的掘进要求，防止因刀具的过度磨损、未及时更换而破坏刀盘结构，确保盾构施工生产的顺利进行，制定本方案。 2 编制依据 ⑴《岩土工程勘察报告》； ⑵《岩土工程补充勘察报告》； ⑶ EPB Φ6250盾构机组装图纸； ⑷ EPB Φ6250盾构机技术文件。 3 检查及更换刀具的作业筹划 3.1概述 通过对沿线地质情况的分析，充分考虑到无气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，左右线分别确定七个检查及更换刀具地段，在盾构机到达预定地段后进行刀具的检查作业并检查刀盘是否粘结泥饼，根据实际情况确定是否需要刀盘维护作业、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。 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。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，按照气压换刀操作规程作业。 3.2 作业内容： 检查及更换刀具的作业内容包括：刀具是否损坏及刀具的磨损情况；搅拌棒耐磨层的完好情况；刀盘耐磨层的磨损情况；刀具安装部件如楔块、安装块、螺
栓保护帽是否松脱或损坏；更换已经磨损的刀具；根据盾构机将要掘进通过的地层更换刀具形式（正面单刃滚刀→正面齿刀；正面齿刀→正面单刃滚刀；中心双刃滚刀→中心齿刀；中心齿刀→中心双刃滚刀），检查刀盘是否粘结泥饼、并清除。 3.3 换刀作业培训、换刀演练的安排 从参与本工程施工人员中选择20人参加换刀演练作业，分成四组，每组5人。从每组中选择1人任组长，指挥换刀作业。 为培养换刀作业人员，在盾构机下井组装完成后，安排刀具拆装作业培训，现场讲解各种刀具的拆装工艺，并动手操作，做到所有作业人员都熟悉各种刀具的检查、拆装作业内容和技术要点。 在盾构机组装调试完成后，进行人闸加压试验，检验换刀作业人员的适应情况，选出可带压作业人员和人闸管理员，熟练掌握人闸加压操作规程。 在盾构机始发试掘进100m后，进入<9z >地层，为积累实际换刀作业经验，在此地段安排2-3次换刀作业演练，演练地点根据盾构机在掘进的实际情况确定，并在海瑞克公司的技术指导下进行，换刀演练严格依据换刀作业操作规程完成。 3.4刀具布置形式介绍 根据对本工程的地质环境分析，初步选定两种刀具布置形式，完成整个区间隧道的掘进。见硬岩（始发段）刀具布置图3-4-1和软土刀具布置图3-4-2。 3.5换刀地段的选择及地质纵断面图 3.5.1换刀地段的选择 根据对沿线地质环境的综合分析，左右段分别选择7个检查及更换刀具作业地段，分别如表3-5-1、3-5-2 。 3.5.2 右线换刀地段的地质纵断面图 ①右线第一个换刀地段地质纵断面图如图3－5－3所示
砂卵石层中钻孔桩成孔工艺研究 第1章工程概况 北京地铁9号线第1合同段工程位于北京市丰台区，线路呈南北走向。本合同段工程项目包括丰台科技园站、郭公庄站～丰台科技园站区间。丰台科技园车站包括2个风道、5个出入口（含1个安全出口）。1号风道位于车站东南端3号出入口以南，2号风道位于车站东北端4号出入口以北；1、2号出入口位于车站西侧，3、4号出入口位于车站东侧，5号出入口（安全出入口）位于车站东侧4号出入口及2号风道之间。车站主体结构设计为地下双层双柱岛式车站，明挖法施工。车站主体总长170.15m，标准段宽度20.9m，车站顶板覆土厚度4.6m，底板埋深18.2m，盾构井位置为19.7m。车站主体围护桩采用φ1000钻孔灌注桩223根，4160 m，桩端深度：25.6m 。车站附属围护桩采用φ1000钻孔灌注桩336根，5376 m。 1号风道为单层箱形框架结构，风道口及风道与主体接口位置宽12.87m，斜长17.42m，南北向长34.2m，基坑深13.8m，钻孔桩65根，东侧距离新改移马草河3.6～4.1m，围护结构采用围护桩+钢支撑体系。 2号风道为双层局部单层箱形框架结构，与主体接口位置宽15.35m，风道口宽15.1m，东西向长38.3m，南北向长32.65m，钻孔桩68根，双层段基坑深18.8m，单层段基坑深14.3m，周围场地开阔，风道施工范围内没有控制性管线，采用围护桩+钢支撑体系。 1号出入口与主体接口位置宽7.1m，出口位置宽6.7m，东西向长34.52m，南北向长38.16m。钻孔桩48根。 2号出入口与主体接口位置宽7.1m，出口位置宽6.7m，东西向长31.72m，南北向长41.64m。钻孔桩54根。 3号出入口与主体接口位置宽7.1m，出口位置宽6.7m，东西向长29.55m，南北向长39.6m，钻孔桩59根。基坑最深处为地面向下16.16m，宽11.4m；东侧距离新改移马草河约2.5～3m，4号出入口南侧为旧马草河，施工期间将废弃。为了减少对新改移马草河影响出入口围护结构主要采用围护桩+钢支撑支护体系，出入口地面位置采用土钉墙支护体系。 4号出入口与主体接口位置宽7.1m，出口位置宽6.7m，东西向长37.32m，南北向长37.76m，钻孔桩42根。基坑最深处为地面向下14.06m，宽11.4m；横向通道位置采用围护桩+钢支撑支护体系，出入口地面位置采用土钉墙支护体系。 车站附属结构采用明挖法施工。车站南侧为明挖区间，北侧为盾构区间，车站北端设盾构始发（左线）/接收（右线）井，左线盾构机始发时，后配套设施可放置于车站内。
目录 一、编制目的和原则 (1) 二、编制依据 (1) 三、工程概况 (1) 四、开仓刀具检查前准备工作和作业时通风 (1) 4.1开仓前的准备工作 (1) 4.2开仓作业时仓内通风 (4) 五、开仓刀具检查 (5) 5.1刀具、刀盘检查作业 (5) 5.2换刀、刀盘修复作业 (7) 5.3刀具维修作业 (8) 六、施工监测 (8) 七、施工注意事项 (9)
常压换刀方案 一、编制目的和原则 1、指导盾构施工中的开仓换刀作业工作； 2、保证作业人员、作业环境的安全； 3、保证开仓换刀工作的安全、有序、快速进行。 二、编制依据 1、《地下铁道工程施工及验收规范》GB50299-1999。 2、《工作场所有害因素职业接触限值化学有害因素》。 3、《盾构施工常压开仓作业人安全管理规定的通知》穗铁建总质安【2009】894号。 4、广州轨道交通六号线天天盾构区间详勘报告。 5、广州轨道交通六号线天天盾构区间施工图。 三、工程概况 本工程为广州市轨道交通六号线盾构7标段，共有2个区间，主要包含【天平架～燕塘】和【燕塘～天河客运站】两个盾构区间及位于广州市洒水车队的盾构始发井兼中间风井三个单位工程。线路走向为从天河区天平架站出发，向东下穿天平架农贸市场、沙河涌、水果批发市场、奥斯卡技能学校，横穿兴华直街到达燕塘站，过燕塘站，沿燕岭路往东穿燕岭路，220千伏麒麟天河送电工程7号、5号、4号电缆工作井、北环高速A、B匝道、银河园、到达广州市洒水车队中间风井。【天平架站～燕塘站～天河客运站】盾构区间隧道洞身主要位于<5H－2>、<6H>地层中，局部范围隧道洞身中下部穿越<7H>、<8H>、<9H>地层，出现硬岩、上软下硬、软硬不均等不良地质情况，对盾构施工影响很大。因此在地层条件较好，地下水较少，掌子面比较稳定时采取常压换刀，反之则采用压气换刀。 四、开仓刀具检查前准备工作和作业时通风 4.1开仓前的准备工作 开仓流程如图4.1-1所示。 1、开仓位置的确定 根据左右线地质情况，确定开仓检查换刀位置如下表所示：
盾构机技术讲座 一.盾构机结构（EPB总体结构图） 盾构是一个具备多种功能于一体的综合性隧洞开挖设备,它集和了盾构施工过程中的开挖、出土、支护、注浆、导向等全部的功能，目前，盾构机已成为地下交通工程及隧道建设施工的首选设备被广泛使用。其优点如下: 1. 不受地面交通、河道、航运、季节、气候等条件的影响。 2. 能够经济合理地保证隧道安全施工。 3. 盾构的掘进、出土、衬砌、拼装等可实行自动化、智能化和施工运输控制信息化。 4. 掘进速度较快，效率较高，施工劳动强度较低。 5. 地面环境不受盾构施工的干扰。 其缺点为： 1. 盾构机械造价较高。 2. 在饱和含水的松软地层中施工地表沉陷风险大。 3. 隧道曲线半径过小或埋深较浅时难度较大。 4. 设备的转移、运输、安装及场地布置等较复杂。 盾构作为一种保护人体和设备的护体，其外形（断面形状）随所建的工程要求不同有圆形、双圆形、三圆形、矩形、马蹄形、半圆形等。（如：人行道方形能最大限度的利用空间、过水洞马蹄形符合流体力学、公路隧道半圆形利用下玄跑车）。而因圆形断面受力好、圆形盾构设备制造相对简单及成本相对低廉，绝大部分盾构还是采用传统的圆形。 为适应各种不同类型土质及盾构机工作方式的不同，盾构机可分为三种类型、四种模式：
三种类型： （1）软土盾构机； （2）硬岩盾构机； （3）混合型盾构机。 四种模式： （4）开胸式； （5）半开胸式（半闭胸式、欠土压平衡式）； （6）闭胸式（土压平衡式）； （7）气压式。 软土盾构机适应于未固结成岩的软土、某些半固结成岩及全风化和强风化围岩。刀盘只安装刮刀，无需滚刀。 硬岩盾构机适应于硬岩且围岩层较致密完整，只安装滚刀，不需要刮刀。 混合盾构机适应于以上两种情况，适应更为复杂多变的复合地层。可同时安装滚刀和刮刀。 气压盾构是在加气压状态下的施工模式，即可用于泥水加压式盾构机，也可用于土压平衡式盾构机。
常见盾构刀盘型式及选用 作者:admin 摘要：目前常见的刀盘结构有面板式和辐条式2种基本型式，以及介于2者之间的幅板式刀盘。通过文献分析和工程经验总结，首先阐述了几种型式刀盘的结构、基本配置及工程应用。随后从刀盘土舱构造、开挖面稳定、土压平衡控制、砂土的流动性、刀盘负荷、障碍物的处置、地层适应性等方面，对2种基本刀盘型式的特性进行了比较和分析。 关键词：盾构；刀盘型式；面板式刀盘；辐条式刀盘 0 引言 国内外工程实践表明，盾构在施工中会遇到各种不同地层，从淤泥、粘土、砂层到软岩及硬岩等。作为盾构机的关键部件之一，刀盘主要起到开挖土体、稳定工作面及搅拌土砂的功能，因此在掘进过程中刀盘工作环境恶劣，受力复杂。刀盘型式及结构关系到盾构的开挖效率、使用寿命及刀具费用。刀盘配置及选型主要依赖于工程地质及水文地质条件，不同的地层应采用不同的刀盘型式，但在地质适应性设计方面缺少完整的理论依据、经验数据及可靠的试验数据，在很大程度上还依赖工程经验。 1 刀盘结构型式 盾构刀盘由钢结构件焊接而成，目前其主流型式有2种：面板式和辐条式［1］。另外，还有介于2者之间的辐板式刀盘（由辐条和幅板组成）［2］。 面板式刀盘（图1、图2）一般为焊接箱形结构，其上设置刀座、刀具、开口、添加剂注入口及与主轴承连接部件。切刀布置在面板上开口的两侧，滚刀布置面板是刀座。刀盘开口率较小，在30%左右，属闭胸式。目前，中国使用的盾构大部分为面板式刀盘结构，如上海地铁施工用的是法国FCB盾构，北京、广州、深圳及南京等地用的是海瑞克盾构。 辐条式刀盘（图3、图4）主要由轮缘、辐条及布设在辐条上的刀具组成。刀具布置在辐条的两侧，一般较难布置滚刀。刀盘开口率很大，约在60%～95%之间，属开敞式。以往，辐条式刀盘应用较少。最近，在日本地铁工程中辐条式刀盘应用开始增多。中国盾构工法也开始应用辐条式刀盘，如北京地铁4号线使用的石川岛播磨Ф6.14m盾构（开口率95%）、小松Ф6.3m盾构（开口率62%）、上海地铁M6、M8使用的石川岛播磨Ф6.52m双圆盾构（开
富水砂卵石地层中盾构施工的控制难点及 措施
富水砂卵石地层中盾构施工的控制难点及措施 段浩 引言：随着中国经济的快速增长、城市人口数量迅速膨胀，机动车辆的数量呈级数比例增长，原有的市政道路难以满足交通的需要，为缓解城市交通压力、创造良好的生活和投资环境，国内各主要城市均选择修建地铁工程来提升城市形象和投资环境。隧道是地铁工程最主要的组成部分，隧道盾构法施工具有施工速度快、工期短、洞体工程质量易控制、质量比较稳定且良好的防渗水性能、施工安全系数高、对周边建筑物影响极小、基本不影响地面交通、适合地层范围广、地质情况复杂的施工作业环境等优点。随着我国各大城市地铁建设热情的高涨，隧道盾构施工方法必将在地铁建设中被广泛推广应用。盾构施工虽然有对地层的广泛适应性、施工安全系数高等优点，但因地质情况千变万化、施工环境的复杂性，在盾构施工中必然存在盾构机的适应性和施工方法、措施的调整。成都地铁穿越的地层主要为砂卵石地层并夹杂有粉细砂层透镜体，地下水丰富、水位高、补给迅速，国内、国际在该种地质条件下全面实施盾构施工隧道尚不多见，无较多经验可以借鉴，在地铁建设史上的应是一次重要技术性突破。截至目前成都地铁采用泥水盾构和土压平衡盾构施作的隧道，已经完成成型隧道1000余米，在施工中出现一些有别于其它地质情况下施工的难点，对这些难点的技术处理为在富水砂卵石地层中盾构施工积累了一些应对的经验。 成都地铁地质情况描述：
盾构隧道从<2-8>、< 3-4>、<3-7〉等砂卵石地层中通过。卵石成分主要为灰岩、砂岩、石英岩，卵石的含量达67％，中间夹杂大漂石。砂卵石具有分选性差，强度高的特点。 <2-8>卵石土（Q4al）：黄灰色，黄褐色，中密～密实为主，部分密实，潮湿～饱和。卵石成分主要为中等风化的岩浆岩、变质岩、砂岩等硬质岩组成。磨圆度较好，以亚圆形为主，少量圆形，分选性差，卵石含量65～75%，粒径以30～70mm为主，钻探揭示最大粒径145mm，夹零星漂石，充填物为细砂及圆砾。 <3-4>粉、细砂（Q3fgl+al）：灰绿色，饱和，中密，夹少量卵石。呈透镜体状分布。 <3-7>卵石土（Q3fgl+al）：褐黄、黄色，以中密～密实为主，饱和。卵石成分主要为中等风化的岩浆岩、变质岩、砂岩等硬质岩组成。磨圆度较好，以亚圆形为主，少量圆形，分选性差，卵石含量60～75%，粒径以30～70mm为主，据钻探揭示，最大粒径 150mm，夹零星漂石，充填物为砂及砾石，具弱泥质胶结或微钙质胶结。 隧道通过的地层含水丰富，根据钻孔揭示，隧道区间分布的卵石土及所夹透镜状砂层为地下水主要含水层，含水量丰富，含水层厚20～22.6m，区间范围内卵石土分选性差，渗透性强。
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好的制砂机有名的制砂机著名的制砂机出名的制砂机买的最多的制砂机名字 其他机械设备： 螺旋式洗砂机轮斗式洗砂机振动输送设备筛分清洗设备振动筛给料机喂料机细砂回收机淤泥处理设备污泥处理设备 其他： 高效节能制砂机高效节能型制砂机新型节能制砂机节能制砂机环保型页岩制砂机环保型尾矿石制砂机环保型石灰石制砂机环保型冲击式制砂机环保型反击式制砂机
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**地下区间 左线S-589盾构机开仓换刀施工方案 1、编制依据 （1）《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ33-2001）； （2）《盾构法隧道施工与验收规范》（GB50446-2008）； （3）《盾构施工技术》陈馈等主编，2009年05月北京人民交通出版社； （4）《**盾构区间平、纵断面及特殊地段设计》图纸。 2、工程概况 本标段为**地下区间，该段区间采用盾构法分左、右线施工，盾构施工从眠山车站始发掘进至马街车站（到达）。盾构区间线路右线起止里程为YDK6+943.150～YDK8+606.750，长1649.471m（含14.129m短链），左线起止里程为ZDK6+943.150～ZDK8+606.750，长1669.189m（含5.589m长链），线路总长3318.660m。本标段右线最小半径R=350m，左线最小半径R=360m，线间距13～60m。最小坡度2‰，最大坡度12.486‰。盾构区间内设有2座联络通道。 区间采用通用衬砌环类型（预制钢筋混凝土管片），隧道内径5500mm，外径6200mm。钢筋混凝土管片幅宽1200mm，厚度350mm。联络通道处采用钢管片和钢筋混凝土管片组合的复合型管片。 3、地质水文条件 盾构机里程现在的里程为ZDK8+461.86，该里程距离硬岩段还有约5m的位置，在里程ZDK8+461.86的地质情况如下：
图1 ZDK8+461.86的地质情况 <4-4>粉质粘土：灰、灰褐、深灰色，可塑状，局部含角砾或夹薄层粉土，具高～中压缩性，钻探揭示层顶埋深4.4～19m，厚度为1.1～7.1m，平均厚度3.27m，在区段内较广泛分布，属Ⅱ级普通土。 <12-4>粘土：棕红、黄褐色，硬塑状，偶含风化角砾，具中压缩性，钻探揭示层顶埋深3～36.4m，厚度为0.5～35.4m，平均厚度6.01m，区段内部分地段分布。属Ⅱ级普通土。 从地质图以及地层岩性可以看出现在盾构机刀盘里程位置地质情况为：下层硬塑性的粉质粘土，上层为可塑状态的粉质粘土，从推进情况来看，水位线在盾构底以下，掘进时施工用水比之前土质用量增大很多，开挖面较干。根据实际情况判断，可以在此处进行换刀作业，并且该里程掌子面的情况稳定，初步拟定采用常压换刀作业流程。
盾构机刀盘装配 摘要：盾构机是一种专门用于开挖地下隧道的大型成套施工设备，在城市隧道的开挖中得到越来越广泛的应用。刀盘作为盾构机关键部件，在盾构机掘进过程中起到至关重要的作用，文章主要对刀盘的结构形式功能进行了分析，并对刀盘的装配工艺方法及工装工具的使用进行了阐述。 标签：刀盘;功能;结构形式;工装工具;装配工艺方法 引言 盾构机是用于软土隧道暗挖施工的大型机械设备。它具有金属外壳、壳内装有整机及部分辅助设备，在盾壳保护下进行土体开挖、土渣排运、整机推进、管片拼装等作业，通过切刀刮削土体，使隧道一次成型。刀盘作为盾构机关键部件，具有开挖搅拌过流岩土、支撑掘进面等作用。 1 刀盘的功能及结构形式 1.1 刀盘的功能分析 刀盘位于盾构机最前端，作为各类刀具的载体，是盾构机开挖岩土的关键部件，其装配的好坏将直接关系到盾构机掘进的安全和效率。刀盘的作用主要有开挖土体、搅拌渣土、支护开挖面、阻挡大漂石等作用，具体如下： 开挖功能：通过布置于刀盘上的各类刀具，对掘进面的岩土进行破碎和切削，同时将开挖的渣土经刀盘开口刮入土舱并使用螺旋输送机运送到盾构机外。 搅拌渣土：通过刀盘后壁的搅拌棒对土舱内的渣土进行搅拌，防止结泥饼的同时还能达到利于排渣的目的。 支护开挖面：针对某些特定地质，大面板刀盘能起到支护开挖面的作用，并且开口率越小，作用越明显。 阻挡大岩石：螺旋输送机的输送岩土的能力是有限的，如果进入土舱的岩石过大将损坏螺旋输送机，通过刀盘结构的合理设计，可以将过大的漂石阻挡在刀盘外。 1.2 刀盘结构形式 刀盘的结构主要有辐板式和辐条式两大类型，辐板式刀盘一般为焊接箱型结构，其上设置刀座、刀具、开口、添加剂注入口及与主轴承连接部件;辐条式刀盘主要有轮缘、辐条及布设在辐条上的刀具组成，刀具布置在辐条的两侧，一般较难布置滚刀。目前，中国使用的盾构大部分为辐板式刀盘，下面主要对辐板式
盾构机的刀盘的设计资料 盾构机的刀盘和刀具 The Cutter Head and Tools of the Shield Machine 豳中铁七局集团第三工程有限公司何小娥／HE Xiaoe 刀盘是盾构的主要工作部件，不同地质地层应采用不同的刀盘结构形式及刀具布置，刀盘及刀具的好坏关系到盾构施工的成败，影响盾构掘进的速度和效益，甚至关系到盾构施工的成败 1 刀盘 刀盘是一个带有多个进料槽的切削盘体，位于盾构机的最前部，用于切削土体。“刀盘”的工作原理可简单比作是一把剃须刀，在前进过程中逐渐将泥土砂石变成碎块，再排放到“刀盘”后的“储藏室”内，即，土仓。 1．1刀盘的特点 的切削效果和掘进速度，甚至关系到盾构施工的成败。个性化：盾构在施工过程中会遇到各种不同地层，从淤泥、粘土、砂层到软岩及硬岩等。刀盘刀具不可能是千篇一律的，必须根据工程地质情况进行个性化设计。多样化：随着城市建设的加快，土地资源越来越珍贵，为了节省空间，越来越多的异形盾构出现，刀盘也随之变得各式各样。 1．2刀盘的功能
开挖功能：对掌子面的地层进行开挖，开挖后的渣土顺利通过渣槽，进入土舱。 稳定功能：支撑掌子面，具有稳定掌子面的功能； 重要性：刀盘的选择是否合适直接影响盾构掘进机搅拌功能：对土舱内的渣土进行搅拌，使渣土具有一力值趋于减小。在低速情况下沥青混凝土路面呈粘弹性状态，刀具前角对切屑的挤压以及后角对已加工路面的摩擦使得刀尖附近的应力值增大；随着切削速度的增大，沥青混凝土在切削过程中脆性越来越明显，产生的切屑对前刀面的挤压程度降低，从而使得刀尖附近的应力值趋于减小；当速度达到一定程度的时候，这个值趋于平稳。另外还可以看出在切削过程中刀尖前端的沥青混凝土路面主要受到刀尖对其的挤压，从而oo。和 o，，呈现为负值；o。、a，，和o，，低速慢慢随着速度的增大而不断增大，这是因为沥青混凝土的粘塑性随着切削速度变化而引起的。 表3为切削深度为60 mm的不同切削速度下的刀具切削力计算结果。可以看出，切削速度100 mm／s 逐渐增大到1 000 mm／s的过程中，刀具受力增加比较缓慢，所以刀具所受到的冲击不是很大，刀具的磨损也不会很严重。切削速度从l 000 mm／s增大到6 000 mm／s过程中，刀具受力急剧增加，所以刀具的磨损将 表3切深为60 mm时不同切削速度下的刀具切削力
这是许多想投资砂石料行业的老板想了解的一个问题。开办砂石厂的投资主要分为三块，设备投资，基础建设投资，手续相关费用。对于产量大的砂石料厂，一般采用固定混凝土基础的砂石生产线，这其中基础建设费用占设备费用的三分之一或二分之一，具体根据场地条件，是否有落差等来定，有的场地需要做防水处理，费用会更高。随着环保要求的严格，办理环评及先关手续需要费用也很大，所以拿日产1万方的大型砂石料厂来说，预算投资在5000万以上，设备投资在1500左右。拿日产1000方的小型石料厂来说，预算投资在1000万左右，设备投资在200万元。当然，根据原料不同，配置的石料生产工艺和选购的设备差别也比较大，如石灰石碎石厂采用单段锤式碎石机可以大大降低投资成本。而花岗岩和河卵石，玄武岩碎石一般要采用多段破碎，选购更耐磨的圆锥碎石机，购置设备和基础施工费用都会大大增加。 以可逆反击破为主机的时产100方鹅卵石砂生产线四川现场
为了节省投资和躲避政策风险，很多小型砂石料厂采用流动式破碎筛分设备进行生产，流动式碎石制砂设备适合产量200方以下的石料生产线，河卵石制砂采用流动式作业产量更难提高。 成套制砂机设备一般包括粗碎，中碎的细碎制砂三段破碎加筛分，洗砂，污泥处理等工序，成套价格拿时产100吨，进料30公分左右鹅卵石制砂的配置来说需要150万--250万，这是采用鄂破加圆锥破碎加立轴冲击破碎的破碎工艺和压滤机来处理污泥配置。
以方大矿机新型可逆制砂机为主机的短流程制砂生产线 如果采用方大矿机新型可逆制砂机，破碎流程大大缩短，整套碎石设备投资可以降低30%左右，鹅卵石制砂成本也可降低20%。 咨询新型制砂机设备价格和工艺请点击方大破碎机官网或在线咨询。
深圳市轨道交通7号线BT项目7301-1标段 深圳7号线7301-1标盾构区间带压进仓换刀施工方案 编制： 审核： 审批： 中国水利水电第十三工程局有限公司深圳地铁7号线BT项目7301-1标项目经理部 二O一四年四月
目录 第一章编制说明 (1) 1.1 编制目的 (1) 1.2 编制依据 (1) 第二章工程概况 (1) 2.1 工程概述 (1) 2.2 工程地质条件 (2) 第三章安全管理组织机构与危险源辨识 (2) 3.1带压进仓安全管理组织机构 (2) 3.2带压进仓期间安全专职管理人员配置 (3) 3.3带压进仓工作危险源辨识 (3) 第四章带压进仓施工作业程序 (3) 4.1施工准备 (3) 4.1.1技术准备 (3) 4.1.2人员准备 (4) 4.1.3设备、物资及材料准备 (4) 4.1.4安全与培训 (5) 4.2膨润土注入土仓 (6) 4.3土仓出渣 (6) 4.4保压实验 (7) 4.5各岗位人员到位 (7) 4.6进仓步骤 (7) 4.7土仓作业 (8) 4.8主仓降压人员撤离 (8) 4.9减压相关要求 (9) 4.9.1内容与适用范围 (9) 4.9.2带压人员减压技术要求 (9) 4.9.3主仓段减压步骤 (9) 4.10刀具检查及更换 (10) 4.10.1刀具检查 (10) 4.10.2刀具更换方法及顺序 (11) 4.10.3注意事项 (11) 4.11安全保证措施及安全事故抢救 (11) 4.11.1开仓安全保障措施 (11) 4.11.2带压进仓安全保障措施 (12) 第五章应急预案 (13) 5.1 应急组织机构 (13)
1 盾构机的工作原理 1．1盾构机的掘进 液压马达驱动刀盘旋转，同时开启盾构机推进油缸，将盾构机向前推进，随着推进油缸的向前推进，刀盘持续旋转，被切削下来的碴土充满泥土仓，此时开动螺旋输送机将切削下来的渣土排送到皮带输送机上，后由皮带输送机运输至渣土车的土箱中，再通过竖井运至地面。 1．2掘进中控制排土量与排土速度 当泥土仓和螺旋输送机中的碴土积累到一定数量时，开挖面被切下的渣土经刀槽进入泥土仓的阻力增大，当泥土仓的土压与开挖面的土压力和地下水的水压力相平衡时，开挖面就能保持稳定，开挖面对应的地面部分也不致坍坍或隆起，这时只要保持从螺旋输送机和泥土仓中输送出去的渣土量与切削下来的流人泥土仓中的渣土量相平衡时，开挖工作就能顺利进行。 1．3管片拼装 盾构机掘进一环的距离后，拼装机操作手操作拼装机拼装单层衬砌管片，使隧道—次成型。 2 盾构机的组成及各组成部分在施工中的作用 盾构机的最大直径为6．28m，总长65m，其中盾体长8．5m，后配套设备长56．5m，总重量约406t，总配置功率1 577kW，最大掘进扭矩5 300kN·m，最大推进力为36400kN，最陕掘进速度可达8cm／min。盾构机主要由9大部分组成，他们分别是盾休、刀盘驱动、双室气闸、管片拼装机、排土机构、后配套装置、电气系统和辅助设备。 2.1盾体 盾体主要包括前盾、中盾和尾盾三部分，这三部分都是管状简体，其外径是6．25m。 前盾和与之焊在一起的承压隔板用来支撑刀盘驱动，同时使泥土仓与后面的工作空间相隔离，推力油缸的压力可通过承压隔板作用到开挖面上，以起到支撑和稳定开挖面的作用。承压隔板上在不同高度处安装有五个土压传感器，可以用来探测泥土仓中不同高度的土压力。 前盾的后边是中盾，中盾和前盾通过法兰以螺栓连接，中盾内侧的周边位置装有30个推进油缸，推进油缸杆上安有塑料撑靴，撑靴顶推在后面已安装好的管片上，通过控制油缸杆向后伸出可以提供给盾构机向前的掘进力，这30个千斤顶按上下左右被分成A、B、c、D四组，掘进过程中，在操作室中可单独控制每一组油缸的压力，这样盾构机就可以实现左转、右转、抬头、低头或直行，从而可以使掘进中盾构机的轴线尽量拟合隧道设计轴线。 中盾的后边是尾盾，尾盾通过14个被动跟随的铰接油缸和中盾相连。这种铰接连接可以使盾构机易于转向。
砂卵石地层土钉墙支护实例 作者：杨占山张文秀来源：中航勘察设计研究院网站阅读次数： 2257 发表日期： 2007-9-28 13:02:22 【摘要】通过工程实例，分析总结在砂卵石地层进行基坑支护时采用土钉墙方案的设计、施工经验。 【关键词】砂卵石地层；基坑支护；土钉墙 0 引言 现代土钉墙支护施工技术自20世纪70年代产生以来，因其造价较其他基坑围护体系低，施工周期短，安全性基本满足基坑稳定性及变形要求，在边坡工程、基坑工程中得到了广泛的认可和应用。由于土钉墙对地层的依赖性很大，通常仅适用于地下水位低、自立性好的地层。某些地区地层由砂卵石组成，由于其内聚力较小、内摩擦角大，基坑开挖后边坡自稳性能良好，但是如果长期裸露经雨水冲涮容易剥落而导致失稳，所以在开挖后保证边坡的稳定需要对其进行支护。采用土钉墙支护方式比较快捷，而且工程造价低廉，但是在该种地层基坑支护方案采土钉墙支护施工难度较大。下面介绍一工程实例，探讨在砂卵石地层完全采用土钉墙支护的设计、施工经验。 1 工程概况 工程位于北京市丰台区丰台北路北侧。拟建建筑物包括4栋住宅楼（28层）及一栋配套商业楼（3层），基础形式采用筏基，结构类型为剪力墙结构。拟建物地下部分为一整体地下车库，基底埋深-12.6m(局部14.7m)，地面标高-0.3m，基坑深度12.3m。场地西侧为正在使用的京保路，南侧为丰体南路，东侧南部有居民楼。为保证结构施工时基坑边坡稳定及场地周边设施、建筑物安全，决定在基坑开挖时采用土钉墙进行支护。 2 工程地质、水文地质条件 2.1 工程地质条件 拟建场地地形较平坦，地貌属于永定河冲积扇中上部。地面标高50.06～50. 84m。根据勘察所揭露深度20.0m范围内地层，表层为人工填土，其下为第四纪冲洪积成因的砂类土和卵石层构成。各层土的岩性特征如下： 杂填土①层：杂色，稍湿，中密，以砖块、灰渣为主，粘性土充填，夹薄层细砂素填土① 层。人工填土厚度为1.5～3.2m。 1
盾构机换刀标准化作业 流程 Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT
盾构机刀具检查、更换标准化作业 本标准适用于广州地铁五号线草淘区间盾构施工作业。 该作业流程包括：刀具、刀盘检查作业；换刀、刀盘修复作业；刀具维修作业；换刀资料管理等。 一、刀具、刀盘检查作业 1、刀盘检查时间的确定 1.1、在硬岩地区每推进20m检查一次； 1.2、当掘进参数：如推进速度、总推力、刀盘扭矩等发生异常时进行 检查。 a、硬岩地区，纠偏困难， b、推力比同等地质条件下大，但速度、扭距等明显低得多， c、扭矩>300t·m、推力，推进速度较低，同时推进频繁跳闸。 2、刀具、刀盘检查内容： 2.1滚刀检查内容包括：滚刀的磨损量和偏磨量，滚刀刀圈的脱落、裂纹、松动、移位等，刀具螺栓的松动和螺栓保护帽的缺损情况； 2.2刮刀的合金齿和耐磨层的缺损和磨损以及刀座的变形情况； 2.3刀盘、牛腿磨损及焊缝开裂情况。 2.4主轴承土仓内密封处检查有无EP-2润滑脂和齿轮油外泄情况。 3、检查工作实施： 、检查指令由主管领导综合盾构机掘进参数、上次刀盘检查和换刀记录及地质情况等信息确定本次刀具检查的时间和地点后将检查指令下达给盾构队，盾构队在接到检查命令后无条件执行。
、检查工作由盾构队队长总负责，机电部对检查结果进行统计和分析。 、检查准备工作 a）、检查工具：滚刀检查量具由机电部落实，并于每次检查前由盾构队到机电部借取，检查完毕后交还机电部，检查用手电、对讲机等由盾构队负责落实； b）、检查时确保洞内通风正常，确保有通向土仓的风管和水管； c）、检查前，应确保人仓内通往土仓的低压安全照明正常，并有足够的备用灯泡（灯管）； d）、土仓门的开启确认 在进行刀盘检查前，盾构机司机应先进行出土、排水、放气操作，在确认以上工作完成后，由盾构机司机通知仓门开启人员可以开仓； e）、开仓门注意事项： 开仓门前应先打开人仓和土仓之间的减压球阀，（如果阀芯堵塞时用铁丝通开），待土仓内外气压平衡后，再拆下螺丝，最后打开压板，在松开压板螺丝的过程中，要严格注意土仓内压力的变化，发现异常时，马上拧紧螺丝，以防异常情况发生。 f）、在进行刀盘检查前应准备好联络、通信工具，并安排专人值班，以确保刀盘检查和换刀过程中，人仓、操作室和地面监控室之间的信息畅通。 g）、土仓门打开后，应先由盾构队土建工程师对刀盘前方土体的稳定性及地下水情况进行确认，并得出是否具备进行刀盘检查的条件，当符合
盾构机刀盘材料
一、工程概况 盾构机刀盘磨损主要原因为隧道穿越的地层主要为粘土沙，其中夹杂中粗砂、砾砂、卵石，砂性土摩擦阻力大，渗透性强，在盾构的推进挤压下水分很快排出，土体强度提高，故不仅盾构推进摩擦阻力大，而且开挖面土压力也较大，对刀盘的磨损会比较严重。再者外缘刮刀基体耐磨性不够，磨损后造成硬质合金脱落，从而使刀盘承受直接磨损，另外绞龙的耐磨性对刀盘和轴承止水密封面的磨损有间接影响。转场后将要面临更为严峻的地质构造。本次修复需要综合考虑以上问题，制定合理的堆焊修复盾构机刀盘材料，恢复刀盘原有外型尺寸，有效减少非正常磨损，保证后续正常的施工质量和进度。 二、编制依据 1、盾构机相关图纸和数据。 2、盾构机现有磨损情况。 3、焊材说明书与焊接技术参数。
三、修复工艺以及盾构机刀盘材料选择 1、设计尺寸： 主视图外径Ф6260mm，剖视图B-B显示：环带直径6230mm，刀盘厚度为450mm，耐磨环带宽度160 mm厚度50mm，耐磨块原有数量56块均匀分布。2、磨损情况： 周边磨损是所有盾构机的共同点，单边磨损量平均约10mm。包括刀盘A-A 剖视图斜面。盾构刀盘弧面镂空。主切刀部分磨损严重，需连同刀座一起更换。 3、盾构机刀盘材料选用： 考虑到母材为Q235，属于中碳钢，本次耐磨堆焊必须采用抗裂性优良的焊材打底，故而选用北京固本焊丝打底材料。为适应耐磨需要，耐磨层选用打击硬化材料，在盖面时采用高铬铸铁材料做盖面层，同时采用高铬铸铁材料焊接网格增加初期耐磨性。 4、测量工具： 制作辅助测量工具，以便对直径测量。 5、焊前处理： 焊接表面清洁，彻底去除泥沙、油渍，检查是否存在裂纹。 6、裸露结构部分需覆盖20MM厚钢板，然后按图纸尺寸恢复刀座位置焊接（预先割除原有边刮刀和耐磨块），其余部位除焊接耐磨块之外还要加装先行刀，包括面板，均匀分布。耐磨块材质依据提供封样样块。先行刀焊接26把。耐磨群板的割
成都地铁砂卵石地层盾构施工风险分析及对策【摘要】针对成都地铁盾构施工的特点,提出风险分析在盾构施工中的重要性。对盾构施工中蕴含的风险源进行辨识与风险分析,并提出具体的风险控制对策。 【关键词】盾构施工;富水砂卵石;风险分析;对策随着城市化进程的加快和城市交通量急剧增长,发展城市地铁已成为必然的选择。因其自身的优势,盾构法施工在城市地铁隧道建设中正扮演越来越重要的角色。 我国上海、广州、北京等城市已经采用盾构法成功实施了不少工程。成都的地质情况与上述城市截然不同,成都地铁施工具有独特的“三高”特点,即地层具有高富水及砂卵石含量高、卵石和漂石强度高的特点。这种不良地质条件增大了盾构施工难度。因此,加强盾构施工技术风险分析并找出相应的对策是极其必要的。 本文以成都地铁某盾构区间隧道为例,对施工中存在的风险进行辨识,并提出相应的控制措施,以确保盾构在富水砂卵石地质条件下的顺利掘进。 1 工程概况 成都地铁某盾构区间隧道最大埋深13.5 m,最小坡度2‰,最大坡度26.99‰,左右线间距13~13.5m,最小曲线半径400 m。 隧道穿越的地层主要为卵石土层,含夹薄层粉细砂透镜体, 20~200 mm卵石含量约占55.0% ~75.4%,粒径一般以30~70mm为主,部分粒径80~120mm;填充物以细砂、中砂为主,夹少量黏性土及砾石,
含量约为10.0% ~25.0%;漂石含量一般为5% ~10%,随机分布,地勘揭露漂石最大粒径为340 mm。卵石单轴极限抗压强度为90.9~91.7 MPa,漂石单轴极限抗压强度为88.6~95.3MPa。 地下水系为第四系孔隙潜水和基岩裂隙水两种类型。孔隙潜水主要埋藏于砂卵石土层中,渗透系数k=20.0 m/d,为强透水层。地下水位埋藏较浅,丰水期地下水位正常埋深约为3 m,成都充沛的降雨量是地下水的重要补给源之一。基岩裂隙水主要赋存于泥岩强风化裂隙带中,透水性较差。隧道下穿南河与滨江路下穿隧道,并近距离水平穿越锦江大桥与开行大厦(26层)。 地层“三高”特点及沿线建(构)筑物,对隧道掘进主要有以下几个方面的影响。 (1)隧道围岩均为卵石土夹透镜体砂层,自稳能力差,透水性强,地下水位较高,水量十分丰富。区间隧道盾构施工,开挖面容易产生涌水、涌砂,造成细颗粒物质大量流失,引起开挖面失稳、地面沉降甚至塌陷。 (2)隧道顶部覆土为人工填筑土、粉质黏性土、卵石土夹透镜体砂层,均为松散土体,自稳能力差,盾构掘进可能引起地面沉降或塌陷。 (3)隧道围岩分布有高强度、大粒径的卵石、漂石,容易造成超挖和排碴困难,还造成对盾构设备磨损严重。这些都对盾构顺利施工有较大影响。 (4)盾构掘进需要先后穿越南河、滨江路下穿隧道,近距离通过开行大厦和锦江大桥。盾构掘进,对周围土体产生扰动,可能造成周围建(构)筑物变形和破坏。