盾构刀盘施工现场优化改造技术

盾构刀盘施工现场优化改造技术
张斌1，胡鹏2，温法庆1，杨惠源2，李庆斌2
(1.中铁十八局集团有限公司，天津300222；2.东华理工大学建筑工程学院，江西南昌330013)
[摘要]盾构的类型确定后，刀盘结构形式与掘进地质的适应性是关系到盾构能否顺利掘进的重要因素之一，根据地质条件确定后的刀盘结构形式在施工现场不容易进行很大改变。本研究根据盾构施工地区地质环境及施工现场情况验证，针对原刀盘在施工中的不足之处，提出优化改造方案，随后，在满足刀盘结构强度与刚度验算的条件下，对刀盘的局部进行现场改造。结果证明，刀盘的现场改造能够进一步提高刀盘对地质的适应性，同时提高盾构施工的效率。

内容摘抄：

1工程概况
1.1工程水文地质条件
南昌市轨道交通1号线土建六标包括彭家桥站、彭家桥站一师大南路站区间，师大南路站、师大南路站一丁公路北站区间，丁公路北站、丁公路北站一八一广场站区间。其中，彭家桥站一师大南路站区间（区间长度661m,隧道主要穿越粗砂、砂砾、圆砾、部分卵石层)，师大南路站一丁公路北站区间(区间长度857m,隧道主要穿越粗砂、砂砾、圆砾层、部分卵石层)，丁公路北站一八一广场站区间（区间长度873，隧道主要穿越砾砂、圆砾和强风化、全风化、中风化泥质粉砂岩层)，地下水位在隧道顶部6~11m,具有承压性；该区间约一半的长度含黏性颗粒较多，易发生刀盘结泥饼风险，丁公路北站一八一广场站区间地质纵剖面如图1所示。

2原配刀盘应用情况分析
2.1应用情况
根据南昌市轨道交通1号线六标的地质条件，盾构掘进彭家桥站一师大南路站区间、师大南路站一丁公路北站区间刀盘先行刀具齿刀，彭家桥站一师大南路站区间中心刀具为中心齿刀，师大南路站一丁公路北站区间中心刀具为鱼尾刀。丁公路北站一八一广场站区间盾构穿越上软下硬地层，泥质粉砂岩最大厚度为2.8m,刀盘外周布置部分滚刀。由于刀盘中心部位开口率相对较小，刀盘中心部位结泥饼严重，尤其在丁公路北站一八一广场站区间刀盘中心结泥饼严重，造成推力、扭矩增大，推进速度缓慢，尤其在最后30环掘进期间，推力达到24800kN,推进速度5~15mm/min,盾构接收后刀盘泥饼直径达到2.8m。

3刀盘改造
刀盘改造目的在于，在满足刀盘强度、刚度的条件下对刀盘进行了优化改造，增大刀盘中心部位开口率，降低刀盘中心部位结泥饼的风险，刀盘改造前后对比如图4所示，刀盘中心开口率提高到40%,将刀盘中心部位的小开口改为大开口，以利于提高刀盘中心部位渣土的流动性，达到降低刀盘中心部位结泥饼的风险。

4刀盘改造后的工程验证
刀盘改造后，刀盘中心部位开口率增大到42%,尤其是由原来的小开口变为大开口，渣土能更顺利地进入土仓，有效控制了刀盘中心部位结泥饼的风险，对提高推进速度、减小推力、降低刀盘扭矩起到重要作用。

（略）

投稿会员：可爱莹