华南地区盾构施工难点及对策.ppt

隧 道 及 地 下 工 程,华南地区盾构施工难点与对策,洪开荣;陈 馈,一 华南地区盾构施工的现状环境特点与施工难点主要案例与对策华南地区盾构选型的几个问题盾构施工的关键工序与措施盾构工程有待发展的技术总结,主 要 内 容,一 华南地区盾构施工的现状,1 目前应用盾构与TBM的情况,铁路工程 广深港客运专线狮子洋隧道采用4台11.18m泥水盾构施工，预计2010年6月底全线贯通。,一 华南地区盾构施工的现状,地铁工程广州地铁,一 华南地区盾构施工的现状,地铁工程深圳地铁 始建于1999年，投入盾构9台次，于2004年12月28日正式通车，是中国继北京、香港、天津、上海、广州及台北后第七个拥有地铁系统的城市。现已投入运行的有罗宝线和龙华线，全长21.866公里，设有19个车站。,一 华南地区盾构施工的现状,地下管沟项目 广州市已完成的共同管沟项目有：广州市大学城综合管沟项目、花都区白云机场国际联邦快递综合管沟项目。投入盾构5台次，计3.9km。,2 应用盾构的主要地质条件,一 华南地区盾构施工的现状,3 华南地区地铁应用盾构的主要成果,开创了国内软硬不均地层盾构施工的先河，尽管不是很成功的经验，但提出了软硬不均地层盾构施工的盾构选型和如何解决泥饼、喷涌、刀具配置、刀具的保护、泥水处理等问题。用复合盾构成功解决了白垩系泥粉质砂岩软硬不均盾构施工技术难题，平均月进度达到了210230m，创造了当时最高月进405m、日进30m的业绩，同时在无辅助措施下安全顺利地下穿了离隧道仅0.56m的房屋桩基群（桩基沉降仅2.7mm）、在无辅助措施下列车120km/h不减速运行穿越京广铁路（沉降最大仅5.3mm）。,一 华南地区盾构施工的现状,3 华南地铁应用盾构的主要成果,拓宽了盾构技术的应用领域，在强度差异大（最大达近200MPa)的混合花岗岩的软硬不均地层区间创造了月平均进度达到325.5m、月最高掘进562.5m、日最高进36m的好成绩；同时研究总结出了花岗岩球状风化地层的盾构施工技术。克服了在混合岩地层江底施工的技术难题，四过珠江没有造成大的工程事故；并解决了江底透气地层的带压作业问题，为广州地铁的进一步拓展提供了非常有借鉴价值的经验与案例。摸索出了在岩溶地区盾构施工的经验,下穿建构筑物的新经验，盾构近距离的施工。,一 华南地区盾构施工的现状,4 华南地铁应用盾构的主要教训,地质差异的认识 复合地层，岩性的变化、黏粒含量、岩石的强度、岩石的RQD指标（岩石质量指标，迪尔1964年提出的概念，是用来表示岩体良好度的一种方法）、地下水的特性。地表环境的处理 建构筑物的基础、江河的影响 刀具的配置与辅助功能的使用 刀盘及刀具的地质适应性、防泥饼与喷涌等等 掘进的控制 方向的控制、管片的变位,一 华南地区盾构施工的现状,1 华南地区地铁应用盾构的环境特点,工程环境复杂，岩性差异大 盾构施工所穿越的主要地层有：淤泥层、砂层、残积土层（花岗岩残积土）砂岩（砂砾岩）、花岗岩、灰岩、混和岩等等 地质构造与特殊现象 断裂、岩溶与土洞、球状风化 地下水丰富 地下水位高、部分地段地下水具腐蚀性,二 环境特点与工程难点,1 华南地区地铁应用盾构的环境特点,广州复合地层的三大地质难题：一是发育了多条断裂，地铁线路经过的有广三断裂、广从断裂、瘦狗岭断裂等十多条。断裂带最大的问题是岩体破碎，相对周边完整的基岩属于软弱夹层；二是花岗岩、混合花岗岩残积层多。当遇水浸泡时，该土层会迅速软化以及崩解、流淌；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。,二 环境特点与工程难点,2 花岗岩地层的特点,花岗岩地层主要由花岗岩的残积层（5H-1、5H-2）、全风化层（6H）、强风化层（7H）、中风化层（8H）及微风化层（9H）组成；花岗岩残积层及全强风化层具遇水软化崩解的特性，受水浸泡易发生崩解流砂，围岩整体稳定性较差；花岗岩微风化层，单轴极限抗压强度为30.0200MPa,盾构掘进刀具磨损严重，刀具更换频繁，且易发生“卡壳”事故；,二 环境特点与工程难点,2 花岗岩地层的环境特点,强度高掘进非常困难，一般要与矿山法相结合。球状分化，软硬不均掘进难度大,二 环境特点与工程难点,3 混合岩地层的特点,混合岩地层主要全风化层（6Z）、强风化层（7Z）、中风化层（8Z）及微风化层（9Z）组成；其上部一般无残积土隔水层 混合岩全强风化层受水浸泡易发生崩解流砂，围岩一般节理裂隙比较发育，易造成隧道变位；混合岩，单轴极限抗压强度为30.0156MPa，盾构掘进时刀具易偏磨，且易形成大的岩块。,二 环境特点与工程难点,4 灰岩地层的特点,灰岩地层属石炭系地层，由全风化层（6C）、强风化层（7C）、中风化层（8C）及微风化层（9C）组成；其上部的土层一般存在土洞；灰岩地层一般存在溶洞或溶隙，溶洞可为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变位；灰岩的强度一般较低，其单轴极限抗压强度大多为30.060MPa，掘进滚压或切削破岩都比较容易。,二 环境特点与工程难点,5 白垩系红层的特点,“红层”在华南地区一般是指白垩系沉积形成的红色岩系，一般称为“红色砂砾岩”。其岩性主要包括泥质粉砂岩、粉砂质泥岩及砾岩等；红层地层主要由残积土层（、）、岩石全风化层、强风化层、中风化层及微风化层组成。红层残积层及全、强风化层均具有受水软化、强度降低的特点，特别是泥质胶结的含风化残积土受水软化崩解尤为明显。砾岩对刀具磨损大。,二 环境特点与工程难点,红层微风化带岩石强度较花岗岩强度低，天然单轴抗压强度为7.790MPa。,5 华南地区地铁应用盾构的主要难点,软硬不均地层、岩性复杂，盾构施工难度大 上软下硬地层掘进和地层变形兼顾困难 在风化红层施工，易形成泥饼，泥水不易分离 球状风化地层，如何进行盾构施工 刀具磨耗大、换刀难度大，施工成本高 地下水丰富，防“喷涌”要求高，易造成管片上浮 地表环境复杂，地层失水易变形，建筑物保护困难 江河水系多，施工控制要求严,二 环境特点与工程难点,1 案例一与对策,地铁一号线 对风化岩石地层施工的不适应性，如在此地层段掘进速度低、刀具磨耗严重、地表沉降大、出现泥饼现象等等，甚至还导致三栋34层楼房。在陈家祠西门口区间遇到白垩系三水组、强度为2044MPa的砾砂岩时，在80m范围内，先行刀较快的磨耗，导致51%的刮刀被损坏。同时土压盾构更容易结泥饼，扭矩配置太低。,三 主要案例与对策,1 案例一与对策,三 主要案例与对策,刀盘上配置滚刀破岩，适当加大刀盘的开口率，开口形状有利于渣土进入土舱；且易磨损的滚刀采用背装方式，以利于换刀及换刀的安全；加大盾构功率的配置，增加刀盘、螺旋输送机的扭矩；增加渣土改良装置，利于渣土流动和止水性，降低泥饼、喷涌的可能；采用多模式掘进的盾构，以提高掘进效率，降低工程施工费用。为以后的类似地层盾构施工的盾构选型和施工提出了如何解决泥饼问题、刀具配置问题、刀具的保护问题以及如何控制软硬不均地层的盾构施工的地层变形问题。,2 案例二与对策,地铁二号线 盾构严重不适应软硬不均地层要求，特别是刀具配置不合理，刀具凸出刀盘面板层次不协调，掘进速度只能达到2mm/min左右；装备扭矩不足、经常形成泥饼、发生喷涌，导致两次与珠江连通，严重影响进度，为满足总体工期要求，不得不在第二个区间部分采用矿山法施工。,三 主要案例与对策,2 案例二与对策,刀盘上配置单刃滚刀破岩，提高各刀具的相对高差，提高工作效率，利于刀具保护；配备必要的超前处理装置，以改善开舱条件或者创造保住气压的条件，利于刀具的检查和换刀；调整掘进参数，发挥各种刀具的破岩效率，同时降低刀具的磨损；,三 主要案例与对策,2 案例二与对策,刀盘相对高差的比较 刀具的布置层次应当结合刀间距、掘进贯入度考虑，尤其是切刀、滚刀凸出刀盘面板量级差要建立一定的梯度。日本盾构滚刀高出面板90100mm、切刀高出面板7075mm、两者高差为2025mm，德国盾构滚刀高出面板175mm、切刀高出面板140mm、两者高差为35mm，同时刀间距德国盾构小于日本盾构，从实际使用效果分析，德国盾构优于日本盾构。,三 主要案例与对策,3 案例三与对策,地铁三号线与深圳 在花岗岩地层施工，由于上部为全风化砂土层，下部为微风化坚硬花岗岩，造成刀具频繁损坏，掘进异常困难，地表房屋大量损坏；在深圳、广州遇到球状风化孤石，刀具非正常损坏严重，掘进参数难以控制，广州工期延长近10个月；同时致使地面房屋变形、开裂，工程成本急剧加大。,三 主要案例与对策,3 案例三与对策,三 主要案例与对策,在孤石地层施工的刀盘,3 案例三与对策,进行物探与钻孔探测，了解球状风化孤石的分布，以便适时调整掘进参数，保护刀具与刀盘；采用带压进舱进行人工处理，对于分布广、数量多时可采用矿山法处理；对于上软下硬地层，必须采用带压进舱方式进行刀具检查与更换；而且要及时掌握掘进过程中的参数的细微变化，以判断刀具的基本情况。,三 主要案例与对策,4 案例四与对策,刀盘损坏在下穿全长510m新造海的施工中，共计换刀12次，换刀时间为108d，平均每掘进42.5m就需要进行刀具更换，其中8次换刀后掘进距离只有3m、18m、3m、21m、13.5m、24m、19.5m、21m。,三 主要案例与对策,4 案例四与对策,三 主要案例与对策,刀盘的修复 开舱修复 开挖横通道修复 临时竖井修复,5 广州地铁盾构核心技术,软硬不均地层盾构的关键技术是适应地层条件，满足掘进与破岩要求，同时结合地表沉降的要求考虑稳定工作面的方法，这就是复合盾构的理念。刀盘设计必须考虑足够的刚度与强度，刀具配置上要有足够的灵活性，而且刀具配置必须在凸出刀盘面板高度上有足够层次上的梯度，刀盘与刀座开口方式要充分考虑导碴的需要。盾构配套功能的配置应具有超前钻注能力、碴土改良装置、良好的气压装置和人员工作舱。,三 主要案例与对策,6 掘进技术与特殊情况下的处置措施,建立一套不同岩性下软硬不均地层盾构掘进参数和刀具配置模式是广州地铁盾构施工成功的关键，有条件时经常性的检查刀具状况很有必要，同时在复杂环境下刀具磨损估算与计划换刀是软硬不均地层盾构施工顺利的保障。在强度差异大的软硬不均地层采用盾构施工，往往会对刀盘造成意想不到的损坏或破坏，施工预案中必须对此进行综合分析，以便采取特殊的处置措施。,三 主要案例与对策,7 隧道的埋深与隧道的间距,隧道的埋深与隧道的间距如何确定 理论上讲，盾构隧道的埋深只取决于线路的规划和隧道的抗浮要求；但是我们在设计过程中自觉不知觉的应用了矿山法的理念，所以大多数的设计在隧道埋深与隧道间距上采用了一倍洞径以上的概念。在实际工程中我们不时会遇到小于0.5倍洞径的情况，且在施工过程中和运营中都得到了良好的验证，所以值得我们深入研究。,三 主要案例与对策,8 管片隧道的设计荷载,设计荷载的确定 水土压力（合算和分算）施工荷载（注浆压力、掘进推力、盾尾压力等）地面荷载 地震荷载 结构自重,三 主要案例与对策,9 设计荷载需要进一步研究的问题,存在的主要问题 在荷载结构模型下，水、土压力的计算问题？土压力太沙基理论的应用。水压力比实际明显偏大，是否应该进行折减？地面荷载时通过上部覆土传递的，而结构设计时，全部作用在管片环结构上 施工荷载考虑不周，如注浆压力、盾尾的局部压力、推进的偏心作用。,三 主要案例与对策,10 关于风险管理与安全评估,风险管理必须在规划和初步设计阶段的范畴内进行，不应该延续到施工阶段；风险管理是业主控制项目投资的重要手段，有利于项目建设管理，职责明晰；同时也是确保项目建设、运营管理的必需。施工阶段必须进行安全评估，安全评估应遵循危险源辨识、制定技术方案与措施、检查落实、应急预案与演练。安全评估是预防安全事故的有效手段，也是做到安全事故可控、降低损失、减轻影响的必需。,三 主要案例与对策,11 风险管理的构成,风险管理的组成与流程,三 主要案例与对策,1 盾构选型的主要内容,盾构基本类型的选择 土压盾构、泥水盾构、复合盾构盾构刀盘与刀具的选择幅条式刀盘、面板式刀盘 滚刀、切刀、先行刀、超挖刀主要功能的配置 土压盾构：加泥装置、泡沫注入装置 泥水盾构：冲洗装置、气垫平衡装置 复合盾构：功能部件更换、多模式平衡功能,四 华南地区盾构选型的几个问题,选型的原则 掘得进、稳得住、出得来、成形快、环保好 地质影响因素：土砂层、岩层 华南地区一般来说对于土层、淤泥质地层、岩石地层，选择土压平衡盾构；而砂层选择泥水盾构；对于卵石地层和复合地层需要综合分析。主要因素有：地层的渗透系数、岩土层的颗粒分布与组份、岩石的强度、岩石的RQD指标、地质构造。,2 盾构选型的地质与环境适应性,四 华南地区盾构选型的几个问题,环境因素：建构筑物、场地环境、工程投资 作为控制地层变形能力评判，泥水盾构优于土压盾构；但是由于配置泥水处理设备的需要，工作场地要求大。从工程投资角度考虑，一般泥水盾构施工的成本高于土压平衡盾构的1520%；且泥水系统会造成噪音污染。,2 盾构选型的地质与环境适应性,四 华南地区盾构选型的几个问题,渗透系数与岩性、粒径,2 盾构选型的地质与环境适应性,四 华南地区盾构选型的几个问题,广州地铁 在三号线大沥区间，局部穿越砂层，并在白垩纪砂岩中穿越南珠江，采用了泥水盾构，由于泥浆粘度大输送管道堵塞，压力波动较大，造成江堤坍塌；在岩层中掘进致使刀盘面板脱落，原因是泥水盾构刀盘面板设计强度偏低。,3 几个工程实例,a,c,四 华南地区盾构选型的几个问题,3 几个工程实例,广州与北京 在广州地铁四号线小新区间采用了土压盾构，由于与地层适应性不好，造成500米的过江段施工，换刀12次，月均进度只有72.3m，刀具、刀盘损伤严重；但在北京地铁使用时，该盾构却到达到了月均365m,最高月进621m。,四 华南地区盾构选型的几个问题,3 几个工程实例,深圳地铁 在一号线时遇到花岗岩球状风化孤石，主轴承损坏，致使改成矿山法施工；而在遇到坚硬的岩石时，刀具消耗异常严重，刀盘磨损深度大120mm，中途不得不开挖竖井进行刀盘修复。,四 华南地区盾构选型的几个问题,4 刀盘及刀具的选择与应用,刀盘面板的分类 面板式刀盘 辐条式刀盘,四 华南地区盾构选型的几个问题,刀盘特性比较,刀盘型式的选择,4 刀盘及刀具的选择与应用,四 华南地区盾构选型的几个问题,4 刀盘及刀具的选择与应用,刀具的分类,掘进刀具,切削破岩刀具,滚压破岩刀具,齿刀,切刀,球齿滚刀,楔齿滚刀,盘形滚刀,辅助刀具,超挖刀,刮刀,四 华南地区盾构选型的几个问题,5 辅助功能的配置,对于粘性地层的配置 粘性地层的主要危害是容易形成“泥饼”，从而造成掘进难度加大，甚至无法掘进。特别是对于粘粉粒（小于74m）含量大于40%的钙质胶结地层，特别严重。此时应配置泡沫注入装置。必要时还要配置冲洗装置,四 华南地区盾构选型的几个问题,特殊地段的换刀 在不稳定地层进行换刀，一般采用预先加固地层的方法进行；但是在特殊情况下（如江中、地面条件不许可、频繁）一般都采用带压换刀技术，因此需配置气压人员作业舱。,5 辅助功能的配置,四 华南地区盾构选型的几个问题,防喷涌装置 在断层破碎带及富水地带施工时，采用土压平衡盾构施工极易产生喷涌现象，致使稳定工作面压力异常变化，造成地层变形大或坍塌，隧道内工作环境劣化。此时应配置保压泵渣装置或两级螺旋输送设备。,破碎装置,排泥管道,5 辅助功能的配置,四 华南地区盾构选型的几个问题,1 盾构始发,始发端头的地层加固 旋喷、搅拌、冻结洞门的破除 检查与破除时机洞门密封 折叠密封、钢护套密封 始发轴线的控制 曲线始发 高程控制,五 盾构施工的关键工序与案例,2 盾构掘进技术,泥水平衡盾构掘进技术 泥水盾构的三大系统：盾构掘进系统 环流系统 泥水处理系统,五 盾构施工的关键工序与案例,2 盾构掘进技术,泥水平衡盾构掘进技术 掘进系统：切口压力,(Kpa),五 盾构施工的关键工序与案例,2 盾构掘进技术,泥水平衡盾构掘进技术 环流系统流速计算：,五 盾构施工的关键工序与案例,2 盾构掘进技术,土压平衡盾构掘进技术 土压平衡盾构的二大系统：盾构掘进 渣土排放,五 盾构施工的关键工序与案例,2 盾构掘进技术,土压平衡盾构掘进技术 盾构掘进系统：刀具的选择 掘进模式 刀具的更换,五 盾构施工的关键工序与案例,3 壁后注浆,同步注浆 通过盾尾内（外）置注浆管与与掘进同步进行及时注浆滞后掘进，通过管片预留孔进行注浆二次注浆 必要时进行,五 盾构施工的关键工序与案例,4 方向控制,自动导向系统 人工移站、自动巡回测量方向的控制与调整 以适应设计线形为主，适时纠偏，切弃过急过猛,水平方向,盾构机位置 姿态图,盾构机位置 姿态 数据,隧道设计轴线,隧道里程,五 盾构施工的关键工序与案例,5 管片安装,五 盾构施工的关键工序与案例,管片安装应注意的几个问题 管片选型：以适应盾尾间隙为主，兼顾设计线形 安装次序：从隧道底部开始，先安装标准块，依次安装相邻块，最后封顶块的纵向顶入。推进油缸的释放：局部收缩，适当压紧。注意防水密封条的保护、注意盾尾内的清洁。,6 盾构到达施工,到达施工的安全性 地层加固、端头密封到达段的防水要求 管片的辅助连接,五 盾构施工的关键工序与案例,7 盾构过站与转场,盾构过站 车站站台层需加高 时间短、地面无要求盾构吊出或调头 需要地面提供场地 对施工效率有影响,五 盾构施工的关键工序与案例,8 管片的试验与检验,相关试验 管片块的抗渗试验 三环试拼装 压弯破坏试验 拉拔试验,五 盾构施工的关键工序与案例,9 防水施工,防水的四个环节 管片自防水 接缝密封防水 嵌缝防排水 壁后注浆防水,盾构隧道的防水原则：自防为主，强化堵截，归口引导,五 盾构施工的关键工序与案例,10 监控量测的作用,监控量测与一般的隧道测量作用不一样：监测管片隧道主要是确保隧道施工安全（管片的变形与受力），并为隧道设计提供依据。监测隧道环境的变化（地层变形与地下水的变化），为隧道施工调整参数与工艺服务。监测地面建构筑物的变形情况（沉降与倾斜），必要时启动应急保护预案。,五 盾构施工的关键工序与案例,11 盾构隧道的缺陷处理,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 管片错台：环向、纵向错台 管片裂损：接缝处、手孔处 隧道渗漏水：接缝、起吊孔（注浆孔）、裂缝,五 盾构施工的关键工序与案例,11 盾构隧道的缺陷处理,盾构隧道的缺陷 当管片表面出现以下缺陷时，必须进行修补。1 缺棱掉角；2 混凝土剥落；3 大于0.2mm宽的裂缝或贯穿性裂缝。管片修补时，应分析管片破损原因及程度，制定适当的修补方案。管片修补时，修补材料的抗拉强度不应低于1.2MPa，抗压强度不应低于管片强度。,五 盾构施工的关键工序与案例,12 建构筑物的保护,下穿建筑物 临近桩基仅0.6m 部分切割锤击桩下穿京广铁路 120km/h不减速运行,五 盾构施工的关键工序与案例,13 小间距与浅埋深施工,小间距隧道的施工 深圳地铁一号线福民会展中心区间，由于环境因素的影响，要求区间隧道间距只能小于1.2m，实际间距只有1.1m。目前隧道运行良好。浅覆土段的施工 广州地铁四号线小谷围新造区间，在过新造海时，设计最小覆土6.8m，经实测由于冲刷的影响，实际覆土仅有4.3m，且淤泥和粉细砂，已安全顺利通过。,五 盾构施工的关键工序与案例,14 掘进控制不当的危害,地房屋开裂与地表塌陷 在地铁三号线施工中，造成地表房屋开裂的施工标段不少，主要有两种情况：一是平衡压力控制不当，二是开仓换刀作业引起。最严重的一个标段引起房屋开裂的水量达到200多栋，最大缝宽达12cm,目前被索赔要求大2300万元。,五 盾构施工的关键工序与案例,1 联络通道施工,六 盾构工程中有待发展的技术,顶管方式 在特殊地层（如水下软弱地层、环境复杂的富水软弱地层等）、且具有通用性的项目或工程中，采用顶管法施工联络通道，安全可靠、经济合理。,2 高水压下的换刀技术,带压进舱作业 在特殊环境下的换刀与紧急情况下的维修，压力环境可达到7 bar以上。采用饱和潜水技术和混合气体呼吸技术。,气压工作室,穿梭人闸,六 盾构工程中有待发展的技术,3 对接技术,对接方式 机械对接：土木对接：,六 盾构工程中有待发展的技术,4 长距离施工,土压平衡盾构的出土 在长距离掘进的隧道工程中，采用大断面土压平衡盾构进行施工，为了保证盾构的连续施工连续作业，考虑采用皮带方式出渣是良好的选择。,皮带驱动站位于洞口具备500m的水平或垂直储存能力皮带延伸与皮带运转同步，可及时跟进掘进,六 盾构工程中有待发展的技术,多刀盘、伸缩刀具 多刀盘技术是解决大断面隧道盾构施工的重要技术，有利于功率的合理分配和中心掘进难度大的问题。长距离掘进刀具的更换频繁，且在特殊环境下换刀的难度极大，伸缩刀具技术的应用，大大地缓解了压力，施工效率可以明显提高，降低风险。,5 大断面、长距离施工,六 盾构工程中有待发展的技术,在世界各国软硬不均地层采用盾构法施工的隧道中都遇到了许多问题和困难，如新加坡地铁、葡萄牙Oporto轻轨工程、法国巴黎Socatop隧道等，主要表现为施工进度不可控、刀具消耗异常、地表沉降大等等，可以说这是一个世界性的难题。盾构的诞生就是针对软土地层在掘进过程中如何稳定工作面为出发点；然而对于软硬不均地层盾构技术的关键是适应地层条件满足掘进与破岩要求，同时结合地表沉降的要求考虑稳定工作面的方法，这就是复合盾构的理念。,七 主要结论,根据广州已经完工的四条地铁的施工经验和盾构的对比分析，盾构设计时必须考虑全断面布置滚刀，而且安装滚刀的位置根据地质条件可以更换为齿刀，对刀盘的设计必须要有足够的强度与刚度；刀具的布置层次应当结合刀间距、掘进贯入度考虑，尤其是切刀、滚刀凸出刀盘面板量级差要建立一定的梯度；渣土改良系统在广州地铁盾构施工中是一项关键性的技术，一方面有利于碴土导出，防止在土舱和刀盘上形成泥饼；另一方面有利于刀具的保护，防止刀具及轴承密封损坏、刀具偏磨，降低刀具的磨耗。,七 主要结论,在软硬不均地层中盾构刀具配置对掘进影响很大，通过广州地铁四条线的施工分析，对于震旦系的花岗岩或变质岩应采用单刃滚刀，且在中强风化以上的岩层中宜适当地中心部位间隔布置12把齿刀；在白垩系砂岩地层段可以采用单刃或双刃滚刀，且刀间距可以放大到90100mm，且可以布置23把齿刀，满足掘进，降低泥饼形成的条件。,七 主要结论,在掘进过程中，软岩(土)的贯入度较大，刀盘转速(1.5prm)应适当低一些，硬岩段刀盘转速应大一些（2prm左右）,贯入度应进行控制，一般不宜大于10mm，这样有利于刀具保护和掘进效率的提高。有计划地换刀是软硬不均地层盾构施工顺利的保障，广州地铁的地层变化频繁，详细的地质勘探工作很有必要，一般要达到2040m一个钻孔，力争选择在适宜的地段进行敞开状态下换刀，或者提前创造条件（如在适当的地方提前进行地层加固）以节省时间、保证安全；同时要做好带压进舱工作的准备，一般带压进舱需要三周左右的时间才能更换一盘刀具，效率极低，工期计划必须考虑这一因素。,七 主要结论,复合盾构是解决软硬不均地层盾构施工的有效方法，掘进模式的复合、刀盘上灵活的刀具布置方式是解决软硬不均地层的盾构施工的关键技术，同时建立了不同地层盾构选型的基本模式。在华南地区地铁或类似的地层中采用盾构法修建隧道，良好的碴土改良装置与技术是必不可少的，对减轻刀具的磨耗、防止泥饼的形成、控制喷涌现象的发生具有良好的效果。满足环保要求的泥水处理系统必须是三级处理。,七 主要结论,不同的地层采用不同的掘进刀具配置和及时调整掘进参数，才能降低施工成本和保证盾构施工效率；同时软硬不均地层盾构施工有计划的检查和更换刀具，对降低盾构施工的风险、提高整体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艺，如孤石处理工艺、矿山法开挖盾构拼装管片技术、高水压江底气压换刀技术、特殊条件下洞内刀盘修补技术等等，为盾构法的推广应用提供了保障，并且拓宽了盾构法的应用范围。,七 主要结论,谢谢!,