长沙地区盾构施工砂砾岩及上软下硬地层刀具配置.docVIP

长沙地区盾构施工砂砾岩及上软下硬地层刀具配置 1、地层特性 1标两个盾构区间主要以砂砾岩及砂砾岩与砂卵石组合的上软下硬地层，占隧道总长度的90%，其中以强风化砂砾岩（7-1-2）为主，全风化砂砾岩（7-1-1）为辅， 区间局部有少量的中风化砂砾岩（7-1-3）， 区间隧道断面内无中风化砂砾岩。 全风化砂砾岩（7-1-1）：褐红色，砂砾状结构，泥质胶结，胶结极差，极软岩。岩芯呈砂状，少量角砾状，易分散，用手可折断，浸水易软化崩解，砾石粒径一般为0.3-1cm，最大达5cm，含量50%以上。层厚变化为0.50-14.80m不等，平均厚度为6.09m。本层岩体极破碎，岩体基本质量等级为Ⅴ类。 强风化砂砾岩<7-1-2>：褐红色，砂砾状结构，泥质胶结，胶结差，极软岩。岩芯呈短柱状，碎块状，少量砂状，锤击易碎易断，浸水易软化。层厚变异较大，为2.00-25.20m不等，平均厚度为12.01m本层岩体破碎，岩体基本质量等级为Ⅴ类。天然抗压强度在0.1～3MPa。 中等风化砂砾岩<7-1-3>：褐红色，砂砾状结构，泥质胶结，胶结较好，极软岩。岩芯多呈长柱状，锤击易断，浸水易软化，岩石质量指标较好。层厚变异较大，为2.70-23.4m不等，平均厚度为8.460m。本层岩体较完整，岩体基本质量等级为Ⅴ类。天然抗压强度在0.5～12MPa。 2、不同刀具配置及使用情况分析 区间始发时采用滚刀破岩为主，在没有换刀的情况下掘进完整个区间1079.4m。 区间始发时采用撕裂刀为主，目前右线掘进完成453环（已在358环位置换刀一次，撕裂刀更换为滚刀），左线掘进395环（已在300环位置换刀一次，撕裂刀更换为滚刀）。两个区间以及区间不同地段之间采取了不同的刀具配置，目的是更好地摸索和总结出在软岩（砂砾岩）地层中刀具的最佳配置方案。 1） 区间刀具配置及使用情况 （1）始发刀具配置情况 中心滚刀8把，正面滚刀22把，边缘滚刀8把（其中#31至#35这4把为正面边缘滚刀，#35、#36、#37A、#37B这4把边缘偏心滚刀），切刀68把，边缘刮刀32把，泡沫口保护刀5把，保径刀4把。如下图所示。 （2）盾构区间掘进情况 区间右线 12月1日始发，2013年7月30日洞通。扣除先后停机2个月进行地表加固，总掘进时间6个月。在始发段和到达段上软下硬地层中掘进时，地表沉降大。在全断面砂砾岩地层中掘进时，地表沉降小。选取掘进参数表中的几项主要指标，计算出平均值，列表如下。 区间右线掘进参数统计表 序号 环号 地层情况 平均推力（KN） 平均掘进速度（mm/min） 平均扭矩（KNm） 出渣量（m3） 备注 1 201～600 强风化砂砾岩，局部中风化砂砾岩 12823 31.4 2881 72.6 以滚刀配置为主，中途未换刀 2 631～710 砂卵石+强风化砂砾岩 17376 19.6 3074 72.58 （3）到达时刀具磨损统计 a．右线刀盘进洞时面板相片（中心区域结泥饼） b．刀具磨损统计分析表 滚刀磨损统计分析表 上次检查 本次检查 检查日期 --- 2013-8-2 掘进里程（环号） --- 720环 总计掘进数量（环数） 720环 地质状况 刀座号 刀具总成号 磨损量（mm） 备注（本次更换情况或损坏描述） 中心区 #1-#3 30↑，30↑ 8把中心滚刀除#5磨损较小；其他磨损量均超过刀具量具量程（30mm)；两端的中心滚刀磨损最大约为50mm，刀圈横切；2#.4#.7#磨损约为40mm #2-#4 30↑，30↑ #5-#7 25，30↑ #6-#8 30↑，30↑ 正面区 滚刀 #9-#10 50↑，40↑ 正面滚刀磨损量均超过刀具量具量程（30mm),大多数刀具磨损量在35-40mm左右，其中9#10#11#12#13#21#磨损最严重，磨损量都在40mm以上，磨损量在40mm以上，其中9#内部轴承露出，10#刀座露出。 #11-#12 45↑，40↑ #13-#14 45↑，30↑ #15-#16 30↑，30↑ #17-#18 30↑，30↑ #19-#20 50↑，30↑ #21-#22 40↑，30↑ #23-#24 30↑，30↑ #25-#26 30↑，30↑ #27-#28 50↑，30↑ #29-#30 30↑，30↑ 边缘滚刀 #31-#33 40↑，40↑ 8把边缘滚刀，磨损量均超过刀具量具(30mm),31#，33#，36#，#37A磨损量约为45mm，其余4把位置较高无法测量，眼观磨损情况与测量4把差不多 #32-#34 40↑，40↑ #35-#36 40↑，40↑ #37A-#37B 40↑，40↑ 结论 注意：正面和中心滚刀的磨损极限值为25mm，边缘滚刀的磨损极限值为15mm，滚刀安装时，有挡圈的一侧靠近刀