软硬混合地层盾构滚刀磨损规律研究——以北京市团城湖——第九水厂输水隧洞为例

为解决盾构滚刀在软硬混合地层掘进过程中磨损速度快、异常磨损严重等问题,基于北京市南水北调团城湖—第九水厂输水隧洞盾构施工刀具磨损现场监测数据,通过引入滚刀单位破岩体积磨损速率评价指标,对断层破碎带、全断面硬岩等软硬混合地层滚刀换刀数、异常磨损数进行回归分析;并结合滚刀异常磨损形式,对比分析不同地层滚刀磨损及失效规律。结果表明,滚刀磨损状态受平均磨损速率影响较大。滚刀在断层破碎带中异常磨损形式主要为偏磨、刀圈破坏,前者受平均磨损速率影响,后者主要是岩性不均使滚刀受异常冲击导致;滚刀在全断面硬岩中异常磨损形式主要为偏磨、镶齿脱落、刀圈破坏,镶齿脱落同样受平均磨损速率影响。最后,根据研究结果提出针对性的滚刀减磨措施。

敞开式TBM穿越长大断裂带施工技术研究

天山胜利隧道穿越博-阿区域长大断裂,敞开式岩石掘进机(TBM)施工面临着长距离穿越破碎围岩、突涌水、软岩挤压大变形等工程地质问题。为保障TBM安全、高效掘进,TBM始发掘进前,通过超长距离水平定向钻探测断裂带位置及地质特征。针对隧道施工重难点,对设备进行专项配置和改造,并结合工程实践,提出刀盘扩挖、应急喷射混凝土、钢筋排-钢拱架联合支护、TBM超前地质预报、掘进参数控制、塌腔回填、钻孔排水、注浆加固等一系列针对性技术措施,成功应用于博-阿断裂带的掘进过程,较好地保证了TBM在破碎围岩、富水、高地应力软岩等不良地质段落中的安全、高效掘进,节约工期57 d,达到了预期效果。研究成果可为类似的敞开式TBM穿越长大断裂带施工提供一定技术参考。

砂质泥岩TBM滚刀非正常磨损分析及预防

介绍了盘形滚刀的基本情况及区间地质情况对刀具的磨损影响,全面总结了滚刀的失效形式以及原因,其以正常磨损为主,兼有偏磨、漏油、刀圈断裂、挡圈脱落等非正常磨损,结合重庆盾构项目的施工经验,重点研究了该项目试掘进期间滚刀大量异常磨损原因。根据TBM施工现场数据来研究刀具的消耗问题,定性分析了刀具磨损与刀具自身因素、地质因素、掘进参数等方面的关系。