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复杂地层地铁盾构施工技术研究            【字体:
复杂地层地铁盾构施工技术研究
作者:佚名    文章来源:中国城市轨道网    点击数:    更新时间:2008-11-2



文章摘要:......


复杂地层地铁盾构施工技术研究         随着城市经济的高速发展,越来越多的城市都将地下交通网线作为解决交通拥挤的最为有效的手段,这亦使地铁盾构法施工在不断普及和高速发展的同时面临更大的挑战。盾构法施工将向大深度、急曲线、长距离、大直径的趋势发展,尤其是对含有较大漂石、砂卵石、砾石等河口沉积地层中的盾构隧道施工,将带来盾构机压力平衡、壁后注浆及纠偏、土体位移及地表沉降控制等困难,以及刀具磨损快等一系列技术和理论问题。       本文以北京地铁10号线n标(麦子店西路站一亮马河站一农展馆站)区间隧道工程为依托,针对粘土层与砾石层、大粒径卵石层等复杂地层地铁盾构施工的土体位移和地表沉降预测及控制、土压平衡及壁后注浆方案优化、盾构刀具磨损机理及施工参数优化等问题进行研究,从而在确保该工程安全、优质、高效的同时,为今后复杂地层条件下,盾构隧道的施工、地面环境的保护提供可借鉴的经验。 1工程及地质概况       北京地铁10号线(含奥运支线)西起海淀区的万柳站,经海淀南路、知春路、安定路、太阳宫、东三环路,向南到朝阳区劲松站。线路全长2.75km,共设车站20座。施工采用土压平衡盾构工法。工程最小平面曲线半径R二350m;最小竖曲线半径R==3000m;隧道上部荷载6t/mZ;最大坡度3知;掘进长度2750m。       北京地铁10号线11标的沿线地质情况十分复杂,部分土体的物理力学性能见表1。 2技术关键、难点及技术方案 2.1技术关键和难点       (1)穿越土层复杂,农展馆站一亮马河站隧道有200m左右断面位于砂砾石层中。       (2)区间隧道线型复杂、距离长,隧道平面呈S形,如图1所示;最小曲率半径R仅为350m,线形变化大。       在砾石地层中,土压平衡控制、壁后注浆的工艺以及其它施工参数优化等,缺乏实用化的理论和施工经验;此外,盾构机姿态测量和控制亦是工程的一个难点。       (3)工程区域环境保护要求极高、施工风险高。盾构隧道需穿越机场高速公路、高架道路、地面富水河流(亮马河)、地面高层建筑、热力隧道、市政管网等重要建筑结构物(见图2),其技术难度和理论的复杂性是以往任何工程都未遇到过的。 2.2技术方案       为保证工程安全,对隧道施工的设备及相关参数提出了很高的要求。 2.2.盾构机选型        选用的土压平衡盾构机须具备以下功能:       (1)刀盘设计必须考虑本工程的土压、水压、土壤质的物理性能及掘进距离等施工条件。       (2)刀盘的驱动应为中间支撑驱动方式,轴承须采用耐负荷、长寿命的高性能滚动轴承,将径向及轴向的负荷传给壳体。为防止砂土和泥水进人轴承和机体内,刀盘应密封,并采用双速电机控制方式。       (3)盾构机须装备铰接装置,以能在急性曲线施工时发挥巨大的作用,并能有效地改善盾构机的姿势控制。       (4)采用由螺旋输送机和皮带输送机组成的输土方式,以排出最大直径达280mm*475mm的卵石。      

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