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盾构穿越花岗岩球状风化孤石群的施工关键技术

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第３５卷第８期　２０１５年８月　隧道建设　Ｔｕｎｎｅｌ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ｖ０１．３５　Ｎｏ．８　Ａｕｇ．２０１５　

盾构穿越花岗岩球状风化孤石群的施工关键技术　

黄恒儒　

（广州市盾建地下工程有限公司，广东广州　５１００３０）　

摘要：为解决盾构穿越孤石群地层的难题，对花岗岩风化孤石的形成机制及盾构穿越孤石群产生的地面沉降、姿态控制、设备安全　的风险进行研究，并分析传统孤石处理方法在孤石群地层中运用的局限性。主要结论如下：１）盾构穿越孤石群施工应系统考虑孤　石预处理、掘进和开舱换刀方案；２）采用地下隐蔽岩体爆破技术对孤石进行爆破破碎后能降低盾构掘进风险，并且盾构通过期间　须严格控制掘进参数；３）采用压密注浆改良刀盘周边地层，盾尾止水和舱内制作泥膜措施辅助带压进舱，能提高开舱成功率，解决　刀具更换的问题。　关键词：盾构施工；孤石群；爆破；压密注浆；带压作业；掘进参数　

ＤＯＩ：１０．３９７３／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７２—７４１Ｘ．２０１５．０８．０１４　中图分类号：Ｕ　４５５　文献标志码：Ｂ　文章编号：１６７２—７４１Ｘ（２０１５）０８—０８３４—０７　

Ｋｅｙ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ　ｆｏｒ　Ｓｈｉｅｌｄ　Ｂｏｒｉｎｇ　ｔｈｒｏｕｇｈ　Ｇｒｏｕｎｄ　Ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ　

Ｗｅａｔｈｅｒｅｄ　Ｓｐｈｅｒｉｃａｌ　Ｇｒａｎｉｔｅ　Ｂｏｕｌｄｅｒ　Ｇｒｏｕｐｓ　

ＨＵＡＮＧ　Ｈｅｎｇｒｕ　

（Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ　Ｍｕｎｉｃｉｐａｌ　Ｄｕｎｊｉａｎ　Ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，　

Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ　５１００３０，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｒｕｎｎｉｎｇ　ｔｕｎｎｅｌ　ｆｒｏｍ　Ｌｕｏｇａｎｇ　ｓｔａｔｉｏｎ　ｔｏ　Ｘｉａｎｇｘｕｅ　ｓｔａｔｉｏｎ　ｏｎ　Ｌｉｎｅ　６　ｏｆ　Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ　Ｍｅｔｒｏ　ｃｒｏｓｓｅｓ　ｇｒｏｕｎｄ　

ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ　ｂｏｕｌｄｅｒ　ｇｒｏｕｐｓ，ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ　ｔｈｅ　ｓｈｉｅｌｄ　ｈａｓ　ｇｒｅａｔ　ｒｉｓｋｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｂｏｒｉｎｇ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｒｕｎｎｉｎｇ　ｔｕｎｎｅ１．Ｉｎ　ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ，ｔｈｅ　

ｆｏｒｍｉｎｇ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｗｅａｔｈｅｒｅｄ　ｇｒａｎｉｔｅ　ｂｏｕｌｄｅｒｓ　ｉｓ　ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ，ｔｈｅ　ｇｒｏｕｎｄ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ，ｓｈｉｅｌｄ　ａｔｔｉｔｕｄｅ　ｃｏｎｔｒｏｌ　

ａｎｄ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　ｒｉｓｋｓ　ａｒｅ　ｓｔｕｄｉｅｄ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｌｉｍｉｔａｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ　ｂｏｕｌｄｅｒ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ａｒｅ　ａｎａｌｙｚｅｄ．　

Ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｓ　ｄｒａｗｎ　ａｒｅ　ａｓ　ｆｏｌｌｏｗｓ：１）Ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃ　ｓｃｈｅｍｅ　ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ　ｂｏｕｌｄｅｒ　ｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔ，ｓｈｉｅｌｄ　ｂｏｒｉｎｇ　ａｎｄ　ｃｕｔｔｅｒ　

ｒｅｐｌａｃｅｍｅｎｔ　ｓｈｏｕｌｄ　ｂｅ　ｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄ　ｗｈｅｎ　ｓｈｉｅｌｄ　ｂｏｒｅｓ　ｔｈｒｏｕｇｈ　ｇｒｏｕｎｄ　ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ　ｂｏｕｌｄｅｒ　ｇｒｏｕｐｓ；２）Ｐｒｅｂｌａｓｔｉｎｇ　ｔｈｅ　

ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ　ｂｏｕｌｄｅｒｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｔｕｎｎｅｌ　ｒｏｕｔｅ　ｃａｎ　ｒｅｄｕｃｅ　ｔｈｅ　ｒｉｓｋｓ　ｏｆ　ｓｈｉｅｌｄ　ｂｏｒｉｎｇ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｓｈｉｅｌｄ　ｂｏｒｉｎｇ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ　ｍｕｓｔ　ｂｅ　

ｓｔｒｉｃｔｌｙ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ　ｗｈｅｎ　ｔｈｅ　ｓｈｉｅｌｄ　ｂｏｒｅｓ　ｔｈｒｏｕｇｈ　ｔｈｅ　ｇｒｏｕｎｄ　ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ　ｂｏｕｌｄｅｒｓ；３）Ｔｈｅ　ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｇｒｏｕｎｄ　

ａｒｏｕｎｄ　ｔｈｅ　ｃｕｔｔｅｒｈｅａｄ　ｂｙ　ｍｅａｎｓ　ｏｆ　ｃｏｍｐａｃｔｉｏｎ　ｇｒｏｕｔｉｎｇ，ｗａｔｅｒ　ｓｅａｌｉｎｇ　ａｔ　ｔｈｅ　ｓｈｉｅｌｄ　ｔａｉｌ　ａｎｄ　ｆｏｒｍｉｎｇ　ｆｉｌｔｅｒ　ｍｅｍｂｒａｎｅｓ　ｉｎ　

ｔｈｅ　ｃｈａｍｂｅｒ　ａｒｅ　ｈｅｌｐｆｕｌ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｃｕｔｔｅｒ　ｒｅｐｌａｃｅｍｅｎｔ　ｕｎｄｅｒ　ｈｙｐｅｒｂａｒｉｃ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．　

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｈｉｅｌｄ　ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ；ｂｏｕｌｄｅｒ　ｇｒｏｕｐ；ｂｌａｓｔｉｎｇ；ｃｏｍｐａｃｔｉｏｎ　ｇｒｏｕｔｉｎｇ；ｈｙｐｅｒｂａｒｉｃ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ；ｂｏｒｉｎｇ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ　

Ｏ　引言　

花岗岩地层由于其物质组成特点，在风化过程中　

很容易发育出未风化或者微风化的坚硬球状体，即　

“孤石”。孤石的存在对地下工程尤其是盾构隧道工　

程施工影响极大，容易导致地面沉降、设备损坏、隧道　

质量事故等风险，是盾构施工的“天敌”之一。在广州　

北部和东部部分地区，广泛分布有燕山期花岗岩，由于　

风化不均产生了大量孤石，孤石的分布在部分区域较　

为零散而部分区域则密集成群，广州地铁３、６、２１号线　等建设时均因遇到孤石而导致工期滞后。近年来，业　

内总结出的孤石处理方式主要有２种：一是在盾构掘　

进过程中对孤石进行处理，如使用盾构直接切削孤石、　

洞内火工爆破孤石或洞内液压劈裂机处理孤石；二是　

在盾构施工前对孤石进行预处理，如采用地面冲孔破　

除孤石、人工挖孔桩挖除孤石、地面钻孔爆破孤石等　

Ｈ－５］。这些方法在应对单体孤石时取得了良好的效　

果，但在孤石发育密集的孤石群区，施工风险和困难比　

单体孤石要大得多，采用单一的孤石处理方式往往具　

收稿日期：２０１５—０５—０８；修回日期：２０１５－０６—１４　作者简介：黄恒儒（１９８４一），男，

广东湛江人，２００６年毕业于广东工业大学，土木工程专业，本科，工程师，现从事地下工程施工与技术管理工作。　避莲　霞　第３５卷　

仍存在刀具损坏的问题，且爆破扰动及花岗岩残积土　

易软化崩解的特点也会对开舱更换刀具作业带来巨大　

的困难。因此，在盾构穿越孤石群的施工中，除了采用　

深孔爆破预处理孤石以外，为保证盾构掘进稳定须采　

用特殊的掘进技术，并利用合适的辅助措施以确保开　

舱换刀作业顺利实施。　

４盾构穿越孤石群的施工关键技术　

４．１　地下隐蔽岩体爆破预处理技术　

４．１．１地下隐蔽岩体爆破技术　

４．１．１．１爆破的技术指标　

孤石处理的目标是使岩石破碎后减少其块体尺寸　

使掘进难度降低，并在盾构掘进过程中碎石能顺利地　

通过刀盘开口进入土舱，最后通过螺旋机排出。因此，　

爆破的技术指标主要有２方面：一是结合本工程盾构　

设备参数，地面钻孔爆破处理后的孤石碎块尺寸不超　

过３００　ｍｍ；二是降低岩石的ＲＱＤ值，将之控制在５０％　

以下。　

４．１．１．２爆破布孔及装药结构　

采用深孔爆破处理孤石的主要困难是爆破没有临　

空面，为解决这一难题，可采用钻孔分段微差爆破法。　

该技术是采用毫秒延时雷管，在孔间、孔内以毫秒级的　

时间间隔，按一定顺序起爆，利用封闭岩体与周边围岩　

介质的差异，分期爆破，第１期爆破形成空腔，为第２　

期爆破提供自由面，经多孔多段微差挤压爆破，最终破　

碎岩体　。　

爆破孔采用钻机成孔后下９０　ｍｍ的ＰＶＣ套管护　

孔，套管底需安有堵头。孔位布置采用矩形或梅花形，　

间距０．５～０．８　Ｉｎ，其中孤石中间的孔为装药孔，孤石　

周边布置空孔，如图２所示。　

Ｏ　

Ｏ　Ｏ　Ｏ　

图２爆破布孔平面示意图　

Ｆｉｇ．２　Ｐｌａｎ　ｌａｙｏｕｔ　ｏｆ　ｂｌａｓｔｉｎｇ　ｈｏｌｅｓ　

因孤石厚度不均，在装药时须考虑到测量以及药　

包吊装过程中产生的误差。因此，单孔单体爆破时装　

药长度与岩石厚度相同；多孔单体爆破时，相邻２个炮　

孔，其中１个炮孔钻至孤石底面（即钻穿），装药至炮　孔底部，孤石顶面留１０　ｃｍ不装药，邻孔孔底距离孤石　

底面１０　ｃｍ，装药至炮孔底部，孤石顶面留１０　ｅｍ不装　

药。爆破装药结构示意如图３所示。　

地面　

ｌ　

．　撞室　

／　。　ｉ　…孤石　ｌ　

－　ａ　‘　．Ｊ　

隧道底面　

口＝（０．８—１．５）ｍ，口为孔距。　图３爆破装药结构示意图　Ｆｉｇ．３　Ｃｈａｒｇｉｎｇ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｏｆ　ｂｌａｓｔｉｎｇ　ｈｏｌｅｓ　

４．１．１．３地下爆破药量的确定　

本工程爆破对象位于地下ｌ８—２２　ｎｌ，且存在地下　

水，故视为水下爆破。依据瑞典的设计方法，单位　

耗药量　

ｑ＝ｑ１＋ｑ２＋ｑ３＋ｑ４。　（１）　

式中：ｑ　为基本装药量，是一般陆地梯段爆破的２倍，　

对水下垂直钻孔，再增加１０％（普通坚硬岩石的深孔　

爆破平均单耗ｑ　＝０．５　ｋｇ／ｍ。，则水下钻孔ｑ　＝１．０　

ｋｇ／ｍ　，水下垂直孔ｑ　＝１．１　ｋｇ／ｍ。）；ｑ　为爆区上方水　

压增量，ｑ２＝０．０１ｈ２；ｈ：为水深，ｍ；ｑ３为爆区上方覆　

盖层增量，ｑ。＝０．０２ｈ，；ｈ，为覆盖层（淤泥或土、砂）厚　

度，ｍ；ｑ　为岩石膨胀增量，ｑ　＝０．０３ｈ；ｈ为梯段　

高度，ｍ。　

本工程ｈ＝４　ｍ，ｈ２平均取２０　ｉｎ，ｈ３＝１８　ｉｎ，则　

ｑ：１．１＋０．０１×２０＋０．０２×１８＋０．０３×６＝１．８４　

ｋｇ／ｍ　。　

在爆破作业过程中参照上述数据试爆后，再针对　

具体情况调整爆破参数。确定炸药单耗量以后，根据　

孤石的体积计算不同孤石装药参数。　

４．１．１．４爆破振速监测　

爆破施工前应对周边环境进行详细调查，了解周　

边建构筑物的情况，并根据建构筑物与爆破中心的距　

离、建构筑物的结构强弱及重要性选择监测对象。爆　

破作业时，将爆破监测仪置于建构筑物基础上表面　

（若基础埋于土层下，则选择最近基础且坚实的地面　麾莲　磺　第３５卷　

４．２．３压密注浆的实施　

由于双液浆初凝时间较短，一般的注浆设备和注　

浆方法不能满足要求，故采用钻孔及注浆设备一体化　

的双重管注浆机进行双重管注浆：先进行钻孔，钻孔　

完成后直接利用内设双重管的钻杆进行注浆，水泥浆　

及水玻璃溶液通过双重管在孔底混合，调整双液浆的　

配合比，可达到双液浆注入后马上初凝的效果，以实现　

地层压密的目的。　

４．２．４开舱效果　

实施压密注浆后，注浆点周边形成浆泡，浆泡挤压　

周边土体使之密实以达到压气开舱的目的。本工程在　

施工过程中，采用压密注浆辅助压气开舱达２０多次，　

成功率高达９０％以上，效果较好。　

４．３　带压进舱检查及更换刀具技术　

在花岗岩残积土的地质条件下，一般需要先对地　

层进行加固后才能常压开舱，但地层加固必须整体较　

强、无薄弱部位，否则仍存在较大风险，故常压开舱成　

本高、工期长。为此，本工程采用对开舱部位地层进行　

简单的压密注浆改良后实施带压进舱作业的方法，具　

有成本低、工期短的优点。　

４．３．１带压进舱辅助措施　

１）盾壳后部止水措施。盾壳及管片背后存在的　

空隙一般情况下容易成为往土舱透水的通道，并且向　

土舱压气时又会造成漏气现象。在压气作业前，应通　

过盾尾注水泥一水玻璃双液浆、盾体径向孔注低强度　

化学浆等措施使盾壳后部形成密封止水环。　

２）掌子面泥膜护壁措施。为增强土舱周边地层　

的气密性，增大压气作业的成功率，可往土舱注入高黏　

度、高质量的膨润土浆，并反复搅拌和置换舱内渣土，　

最终在掌子面形成泥膜。　

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城市轨道交通工程盾构法过孤石地层技术总结

城市轨道交通工程盾构法过孤石地层技术总结

城市轨道交通工程盾构法过孤石地层技术总结

在现代城市交通建设中，轨道交通是一种越来越受到关注的交通方式。为了使城市轨道交通的建设更加高效和稳定，工程技术也在不断发展。而盾构法是一种被广泛应用于城市轨道交通建设中的技术，今天我们就来谈谈这种技术在过孤石地层方面的应用和优点。

盾构法建筑工程是在地下隧道中使用自推式盾构机来掘进隧道，然后在隧道内运输和安装预制的隧道壁和顶盖构件，最终形成完整的隧道结构。而盾构法最大的优势就是“不对地面造成影响”，这给城市轨道交通建设带来了许多便利。

然而，盾构法建筑也会遇到各种不同的困难，其中最令人头痛的就是过孤石地层。孤石层是一种石英砂岩，具有硬度高、坚固耐久、不易崩塌等特点，因此对于采用盾构法穿越的地下隧道而言，孤石层就是一个难以逾越的难题。

那么，在过孤石地层的过程中，盾构法需要采取哪些技术呢？

首先，盾构机台架需要足够的重量和强度才能抵抗孤石地层所带来的顶部压应力和侧部土压力。其次，盾构机的液压驱动力也要更强大，才能够克服地质岩石层的抗拉和抗压能力，同时保证运转的平稳和流畅。此外，隧道壁体的材料也要求具备足够的强度和韧性，以防止发生不必要的断裂或破坏。

而在盾构法过孤石地层的技术选型上，也需要做出一定的考虑。例如，必须选择采用足够大的抵抗力和载荷能力的盾构机，具有良好的质量控制和管理体系，保证隧道施工的质量符合预期。同时，应遵循严格的安全操作程序，充分认识到在该工程中可能存在的风险和挑战，并且采取相应的预防措施和措施来减小风险。

总的来说，盾构法过孤石地层的技术有其独特的挑战和优势。通过科学的技术选型，采取恰当的现场应对措施，加强对施工过程的质量和安全管理，都将极大地促进轨道交通工程并更好地为城市公共交通服务。

盾构穿越孤石及带压换刀技术研究

盾构穿越孤石及带压换刀技术研究

文章编号：1009-4539 (2019) 11-0092-05•隧道/地下工程•

盾构穿越孤石及带压换刀技术研究

李冰

(中铁十七局集团有限公司山西太原030006)

摘要：盾构施工经常遇到体积较大的孤石，因其强度较高且与周围地层特性差异较大，造成盾构施工困难，易引发 地层沉陷等安全事故。为解决盾构穿越孤石难题，对全回转套管钻处理孤石施工及带压开仓换刀技术进行研究。主 要结论如下:(1)盾构施工前应系统考虑孤石探测、预处理、盾构机开仓换刀方案，为安全掘进提供保障；(2)采用全回 转套管钻法清除孤石后，大大降低了掘进风险,并通过控制盾构机掘进参数顺利穿越孤石区域；(3)充分利用已有基 坑围护结构，釆用旋喷桩加固盾构周围地层，并结合采用盾尾止水环、降水等措施辅助带压进仓，解决刀具更换问题。 关键词：盾构施工孤石清除带压换刀现场监控中图分类号：U455.43 文献标识码：A DOI: 10.3969/j. issn. 1009-4539. 2019. 11.021

Research on Shield Tunneling Through Boulder Stone and Changing the

Cutter with Pressure

Li Bing(China Railway 17,h Bureau Group Co. Ltd., Taiyuan Shanxi 030006 , China)

Abstract: Large-scale boulder is often encountered in shield construction. In light of its high strength and large differences in characteristics of surrounding formations, it is easy to cause safety accidents such as stratum subsidence due to difficulties in shield construction. In order to solve the problem of shield tunneling through the boulder, this paper summarized the construction technology of full-rotary casing drilling and the practice of replacing cutter with pressure-opening. Main conclusions are as follows ： (1) before the construction of the shield, the scheme of boulder detection, pre-treatment and replacing cutter with pressure-opening of shield machine should be considered systematically to provide guarantee for safe tunneling. (2) After using the full-rotary casing drilling method to remove the boulder stone, the risk of excavation is greatly reduced, and the shield machine can pass through the boulder area smoothly by controlling the tunneling parameters. (3) Making full use of the existing foundation pit retaining structure, and using the jet grouting pile to reinforce the surrounding strata of the shield, the problem of cutter replacement is solved in combination with the measures such as shield tail water stopping ring and dewatering to assist the works into the warehouse with pressure.Key words: shield construction ； boulder clearance ； changing the cutter with pressure ； field monitoring

微差爆破盾构机刀盘前方孤石施工技术应用

微差爆破盾构机刀盘前方孤石施工技术应用

微差爆破盾构机刀盘前方孤石施工技术应用

发表时间：2018-11-05T12:41:59.917Z 来源：《防护工程》2018年第18期 作者： 魏坤华

[导读] 本在隧道施工中，复杂的地质中存在不均匀风化的产物（如花岗岩的球状风化），孤石对盾构机掘进产生较大的影响

魏坤华

粤水电轨道交通建设有限公司 广州 511340

摘要：本在隧道施工中，复杂的地质中存在不均匀风化的产物（如花岗岩的球状风化），孤石对盾构机掘进产生较大的影响，容易出现刀盘刀具损坏、卡阻或其它安全隐患，采用微差爆破处理孤石，在保证安全的情况下，能快速有效的处理孤石，恢复盾构机正常掘进。

关键词：孤石、隧道、爆破、安全

一、工程概况

广州市轨道交通十四号线支线工程【施工5标】土建工程，工程内容包含：【马头庄站～枫下站】区间及【枫下站～知识城站】区间四条隧道，采用盾构法施工，四条隧道均存在大量的微风化花岗孤石，强度在70Mpa~120Mpa,对盾构掘进产生极大的安全影响。由于孤石

分布不规则，以目前的地质勘探技术无法全部准确的探明，难免在盾构机掘进过程中，直至掘进参数异常，刀盘刀具损坏严重，才发现孤

石。没有提前处理孤石，在盾构机刀盘前方处理孤石，是一项非常大的技术难题，需要考虑处理孤石的同时而不损坏盾构机。

二、周边环境及处理孤石的方案选定

枫下～知识城区间右线1264环孤石爆破处理位置地质情况

开仓位置 地层情况

3、隧道穿越地层：上部穿越<5H-2>，下部穿越<6H>强风化花岗 枫下～知识城区间右线1264环的左侧垂直距离约15米有1条埋深约1.48米直径1.2米的供水管，该点处于九龙大道与育贤路交界附近，南面

是占用的九龙大道行车道，最近约8米外是多层框架结构房屋，东西两向是九龙大道，北面是九龙大道绿化带及九龙大道，约10米外是多层

框架结构房屋（详见图枫知右1264）。本工程环境较复杂的主要是枫知右1264的施工点，其除具有所有施工点的共同因素且有其它点没有

城市地铁盾构施工硬岩处理施工技术

城市地铁盾构施工硬岩处理施工技术

城市地铁盾构施工硬岩处理施工技术

摘要：本文通过两个工程实例，对城市地铁盾构施工硬岩处理常用的竖井开挖和深孔爆破处理技术进行简要描述和分析,重点介绍了两种方案的选取经过和施工过程中的重难点技术，对今后类似工程有一定借鉴作用.

关键词:地铁； 盾构； 硬岩； 处理; 技术

在盾构法隧道施工过程中，经常会遇到随机分布的球状花岗岩和基岩，且球状花岗岩形状大小各异、强度不一,而基岩使隧道内岩土层软硬不均。在这类地层中掘进效率低，刀盘刀具磨损严重，易产生卡刀、斜刀、掉刀、刀具偏磨、线路偏移等，处理速度较慢，影响施工进度，有时甚至需变更设计，成本花费高，经济效益差。怎样处理好盾构掘进过程中所遇到的球状花岗岩和基岩突起,是当前盾构法施工中一个较大的技术难题。

1 竖井处理

某盾构区间在掘进至176环时,控制参数突变,掘进速度急速下降,刀盘扭矩波动大,碴温持续升高，出碴量无法控制，立即停机处理。为探明地质情况，立即对刀盘前方加密地质钻孔进行补勘，岩芯试验报告表明最高强度已达到176.6Mpa。经对掘进情况进行综合分析,认为盾构机已进入上软下硬地层，且刀具磨损严重，必须进行硬岩处理并换刀具后才能通过。

1.1工程概况及方案选择

周边环境：盾构停机位置处于新湖路北侧,北临万佳停车场、华美居A座商业楼，隧道上方为人行道和绿化带，上部有自来水管、污水管、燃气管.

地质状况：隧道顶部地层由地面至下依次为7m的素填土和填石层、3。7m硬塑状淤泥质粘土、1。6m砾砂层，隧道范围内为:2。5m砾砂层、1.2m残积层⑥1砾质粘性土、1.1m左右的全风化花岗岩、1.5m左右的微风化花岗岩（高强度）.隧道顶板覆土厚度为12.3m。

方案选择：为使盾构机尽快恢复正常施工，首先进行了带压进仓更换刀具作业,更换过程中发现大量刀具已受到破坏性的损坏,且在带压过程中地面出现了多次漏气现象，保压困难，还剩余4把刀没有更换完成，无法保证在洞内由NFM盾构机完成硬岩的处理。随后决定采用人工挖孔桩的方式处理硬岩，因挖孔桩开挖遇砂层后，多次发生涌水涌砂现象，采取措施后仍无法完成挖桩施工.鉴于以上情况,综合地层状况（填石层和砾砂层无法保压)、周边环境（官线较少且为绿化带，有开挖条件)等相关情况，最后决定采用原位竖井开挖后处理硬岩并在竖井内敞开换刀方案。相关情况见图1.