富水砂卵石地层土压平衡盾构施工工法1023.docx
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富水砂卵石地层土压平衡盾构施工工法1023
富水砂卵石地层土压平衡盾构施工工法
中铁隧道股份有限公司
章龙管、杨书江、罗松
一、前言
盾构施工以其安全、快速、高效在国内外地下工程，尤其是城市地下铁道建设中得到越来越广泛的应用。
但是，在富水砂卵石地层中还没有采用过。
在使用盾构法进行城市地铁隧道修建中，不可避免的要对线路沿线地面建（构）筑物造成一定程度的影响，要求在盾构施工时既要保证盾构施工隧道本身的安全，还要解决好盾构穿越地层时对邻近既有建（构）筑物的影响问题。
成都地铁一号线四标区间隧道沿成都市南北城市交通主干道人民南路下放穿行，沿线建（构）筑物众多，管线密集，盾构隧道全长4878.9m，埋深9~15米,隧道洞身地层基本为全断面砂卵石层，国内尚无在该地层中盾构掘进施工的工程实例。
在施工中，需要防止由于盾构隧道施工引起的地层移动和地表沉降，避免地表及周边既有建（构）筑物发生过量变形与破坏，是一具有相当难度的技术难题。
如何解决盾构设备配套、碴土改良和同步注浆等，将成为盾构隧道施工成败的关键，也为以后国内类似工程提供经验和参考。
因此，开发此工法非常重要和必要。
结合隧道局科研课题“富水含大漂石砂卵石地层盾构施工关键技术研究（隧研合2006-26）”，中铁隧道集团成都地铁项目部开展了科技创新，取得了“富水砂卵石地层土压平衡盾构施工技术”这一新成果。
形成了富水砂卵石地层土压平衡盾构施工的施工工法。
该工法由于在处理成都特有富水砂卵石地层盾构掘进进度，施工质量以及盾构施工对既有建筑物、管线影响方面效果均较明显，技术先进，故有显著的社会效益和经济效益。
二、工法特点
富水砂卵石地层土压平衡盾构施工工法具有施工质量高、施工进度快、施工安全对地面影响小的特点。
（一）、施工质量高
该工法在成都特有的富水砂卵石地层中施工效果好，施工质量高。
成型隧道各方面指标均符合国家规范要求，管片错台、破损、渗漏均和少发生。
（二）、施工进度快
该工法在成都特有的富水砂卵石地层中还体现出施工进度快的特点。
盾构机于2007年9月8日在现场组装完成并顺利始发，2008年1月29日完成火~桐区间945.1米的掘进，区间顺利贯通。
2月1日至2月28日盾构机过桐梓林站，2月28日在桐梓林站始发，截至4月26日桐~倪区间已掘进494.5米。
左线最新最高月进度2008年3月1日~3月31日掘进234环，共357米，创造了在成都特有富水砂卵石中盾构掘进新记录。
（三）、施工安全对地面影响小
①该工法施工不受地面交通、河道、航运、潮汐、季节、气候等条件的影响，地面人文自然景观也受到良好的保护，周围环境不受施工干扰；
②土压力平衡盾构在施工过程中对地表影响与浅埋暗挖等其他施工方法比较较小，且更易控制，地表相对安全。
③按欧美和日本的施工经验，地层渗透系数与盾构选型关系示意图，则应选择泥水盾构，但通过实践证明，针对成都地铁的水文地质条件，该盾构选型示意图并不是唯一条件，还有砂卵石的含量、粒径，地层的富水等条件。
在做好针对本水文地质在刀盘设计、刀具布置、刀盘开口率、推力主驱动能力配置的情况下，土压力盾构是完全能够满足成都特有水文地质条件下的施工要求的。
三、适用范围
富水砂卵石地层中，临近建（构）筑物、管线密集、地面条件限制、地层构造复杂的土压平衡盾构地下工程施工。
四、工艺原理
盾构法隧道的基本原理是用一件有形的钢质组件沿隧道设计轴线开挖土体而向前推进。
这个钢质组件在初步或最终隧道衬砌建成前，主要起防护开挖出的土体、保证作业人员和机械设备安全的作用，这个钢质组件被简称为盾构。
盾构另一个作用是能够承受来自地层的压力，防治地下水或流沙的入侵。
土压平衡盾构属封闭式盾构。
盾构推进时，其前端刀盘旋转掘削地层土体，切削下来的土体进入土舱。
当土体充满土舱时，其被动土压与掘削面上的土、水压基本相同，故掘削面实现平衡（即稳定）。
示意图如图4.1所示。
由图可知，这类盾构靠螺旋输送机将碴土（即掘削弃土）排送至碴斗，运至地表。
由装在螺旋输送机排土口处的滑动闸门或旋转漏斗控制出土量，确保掘削面稳定。
图4.1土压力平衡盾构工作原理图
五、工艺流程及操作要点
（一）、施工工艺流程
施工准备→盾构选型→盾构组装调试→盾构始发试掘进→盾构正常掘进→盾构到达施工。
（二）、施工操作要点
1、砂卵石地层盾构隧道土压平衡盾构选型
（1）、选型依据和选型原则
盾构机的性能及其与地质条件的适应性是盾构隧道施工成败的关键。
本标段盾构选型主要依据成都地铁1号线一期工程【火车南站站～桐梓林站～倪家桥站～省体育馆站】招标设计、岩土工程勘察报告和设计图纸，参考国内已有盾构工程实例及相关的盾构技术规范，结合我公司多年来地铁工程实际施工中积累的盾构施工经验，按照适用性、可靠性、先进性、经济性相统一的原则进行盾构机的选型。
（2）、本工程盾构机的设计特点
针对工程条件及工程地质特点，盾构机应具备以下功能特点：
①基本功能
要求盾构具有开挖系统、出碴系统、碴土改良系统、管片安装系统、注浆系统、动力系统、控制系统等基本功能。
②对特殊地质的适应性
盾构在本标段地质条件下长距离掘进时应重点考虑以下功能：
Ø足够的刀盘驱动扭矩和推力；
Ø合理的刀盘及刀具设计，刀盘开口率、开口位置合理，刀具数量和配置、刀具硬度足够；
Ø能够对较大的漂石进行破碎；
Ø盾构能有效地防止喷涌；
Ø出碴系统能满足输送大粒径的卵石；
Ø人舱设计合理，能够在高水压的情况下更换刀具；
③精确的方向控制
本工程在500m的曲线半径及较长的盾构区间施工，要求盾构的导向系统具有很高的精度，以保证线路方向的正确性。
盾构方向的控制包括两个方面：
一是盾构本身能够纠偏、转向，二是采用先进的激光导向技术保证盾构掘进方向的正确。
④环境保护
盾构法施工的环境保护包括两个方面：
首先是盾构施工时对地面沉降满足设计要求，无大的噪声、震动；再者要求盾构施工时使用的辅助材料如油脂、泡沫、泥浆添加剂等不能对环境造成污染。
⑤掘进速度满足计划工期要求
考虑本工程地质特点以及区间附属工程、盾构过站等因素，工期安排比较紧张。
这要求盾构机要具有较高的掘进速度指标，良好的碴土输送、处理能力，按业主要求完成隧道施工。
⑥设备可靠性、技术先进性与经济性的统一
盾构的可靠性是工程施工的重要保障，在进行盾构选型及设计应该遵循可靠性第一，技术先进性第二，经济性第三的原则。
（3）、盾构的可靠性
针对本工程的重、难点，盾构机的可靠性主要表现在以下几个方面：
①对地质的适应性
a合理的刀盘及出碴系统的设计，同时加注辅助材料如泡沫、膨润土、聚合物等进行碴土改良，在有效地控制掌子面及地表稳定的同时减少了刀盘、刀具及螺旋带的磨损，防止了碴土喷涌；
b根据国内外类似工程及我公司在成都地铁一号线的施工经验，合理选取掘进参数及施工方案，有效地延长刀具的寿命，降低换刀风险；
c局部气压平衡系统及人员舱的使用，有效地降低了换刀的风险，并避免了地面加固带来的不必要的麻烦；
②设备本身的可靠性
选用世界知名盾构厂商的产品，并进行合理的配置，无论从性能、质量、使用寿命等方面均能满足本工程的要求。
（4）、盾构机型式的确定
根据本标段的工程地质条件、工期及施工要求，结合国内外类似工程盾构的选型及我公司地铁施工的经验，认为土压平衡盾构能够满足本标段施工。
盾构选型应该按照适应工程绝大部分地层施工的原则来进行。
土压平衡盾构能够适应较大的地质范围与地质条件，既能用于粘结性、非粘结性、有水或无水的软土、硬岩或卵石土层等多种复杂的地层；同时又具有土压平衡盾构的功能，施工速度较高，能有效的控制地表沉降。
经过采取适当的辅助措施如加泥（膨润土）、加泡沫、聚合物等，可以在松散的砂、卵地层中很好地稳定开挖面，增强不透水性，从而可靠安全地掘进；特别是双螺旋的采用，即使土仓内的碴土处于液态状态，仍能连续出碴而不会发生喷涌，保证含水较高地层施工的安全可靠。
另外土压平衡盾构的作业设备人员仓加压系统、碴土报警系统及盾构良好的密闭性能也为工程提供了可靠的保障。
（5）、选定盾构机概况
用于本工程的盾构具有开挖系统、出碴系统、碴土改良系统、管片安装系统、注浆系统、动力系统、控制系统、测量导向系统等基本功能。
盾构在土压平衡模式下工作时，应具备以下功能特点：
Ø盾构必须具有土仓土压监测功能，以便对土仓内的土压进行监控和调节；
Ø刀盘一定要适应软岩、卵石土开挖的需要，特别是刀盘开口率、刀盘开口的布置以及配置的刀具必须适应于软岩、卵石土层的开挖；
Ø由于成都地铁是富水砂卵石地层，螺旋输送机的叶片能够满足进入土仓内的卵石在螺旋输送机内顺畅排出；
Ø盾构必须具有泡沫、膨润土、聚合物等添加剂和压缩空气注入系统；
Ø盾体本身必须具有一定的密封防水性能，铰接密封和盾尾密封必须具有一定的防水性能；
Ø刀盘的主轴承密封必须能承受一定的土压力；
Ø用于在压力模式下人员进出土仓的人舱；
Ø螺旋输送机的出碴速度可以控制，可以随时关闭，并具有防喷涌的功能，螺旋输送机的叶片能满足进入土仓内的卵石在螺旋输送机内顺畅排除；
2、盾构始发试掘进
（1）、盾构始发
盾构机始发包括延长洞门安装、洞门凿除、始发台安装等一系列工作，始发流程见图5.1。
图5.1始发流程框图
始发端头地层加固
盾尾通过洞口密封后进行注浆回填
安负环管片、盾构负载调试
安装始发基座
盾构机组装、空载调试
安装反力架、洞口洞门密封
盾构掘进与管片安装
延长洞门安装、洞门凿除
在成都地铁特有富水砂卵石地层中施工中，端头采用了玻璃纤维筋围护，因此在始发掘进时需要配合使用延长洞门装置。
洞门延长装置见图5.2。
图5.2洞门延长装置图
盾构始发掘进技术要点如下：
①在盾尾壳体内安装管片支撑垫块，为管片在盾尾内的定位做好准备。
②负环管片安装前在盾尾内侧标出第一环负环管片的位置和封顶块的偏转角度，管片安装顺序与正常掘进时相同。
③安装拱部的管片时，由于管片支撑不足，要及时垫方木进行加固。
④第一环负环管片拼装完成后，用推进油缸把管片推出盾尾，并施加一定的推力把管片压紧在反力架上，即可开始下一环管片的安装。
⑤管片在被推出盾尾时，要及时进行支撑加固，防止管片下沉或失圆。
同时也要考虑到盾构推进时可能产生的偏心力，因此支撑应尽可能的稳固。
⑥在始发阶段要注意推力、扭矩的控制，同时也要注意各部位油脂的有效使用。
总推力不超过反力架承受能力，同时确保在此推力下刀具切入地层所产生的扭矩小于始发台提供的反扭矩。
（2）、盾构试掘进
盾构开始掘进的90m称为试掘进段。
完成本段掘进后拆除负环管片，通过试掘进段拟达到以下目的：
①对盾构进一步调试，摸索适应于本标段地层的掘进参数和掘进模式。
②了解和认识本工程的地质条件，掌握在该地质条件下盾构机的施工方法。
③收集、整理、分析、归纳总结掘进参数，制定正常掘进时的操作规程，实现快速、连续的掘进。
④熟悉管片拼装的操作工序，提高拼装质量，加快施工进度。
⑤加强对地面变形情况的监测分析，及时反映盾构试掘进过程中对周围环境的影响，掌握盾构推进参数及同步注浆量。
⑥摸索出在本标段地层中盾构姿态的控制方法。
盾构始发掘进中破玻璃纤维筋桩与在原状土中掘进参数对照如表5.1。
表5.1盾构掘进参数对照表
掘进施工参数
工程地质
土仓压力
（bar）
刀盘转速
（rpm）
推力（t）
掘进速度
（mm/m）
刀具贯入量
（mm/r）
0.6
0.6～0.8
<800t
<10
<16
玻璃纤维筋围护桩
1.0
1.0～1.2
900～1000t
15～20
12～16
砂卵石、粉细砂原状地层
3、盾构正常掘进
（1）、盾构掘进流程及操作控制程序
土压盾构施工洞内水平运输采用编组列车进行，两列编组配置相同，每掘进一环使用一列编组列车。
具体编组为：
35t机车+4节18m3碴车+1节6m3砂浆车+2节管片车。
编组列车如图5.3所示。
图5.3编组列车示意图
3、18m3矿车
1、15t管片车
2、6m3砂浆车
4、35t电机车
盾构掘进作业流程如图5.4。
图5.4盾构掘进作业工序流程图
开始
设置管理基准
1号编组列车进洞
开挖掘进
同步注浆
是否掘进至1.5米
管片拼装
延伸轨排
是
否
1号列车出洞
2号列车进洞
下一循环
是
否
开挖是否达到6米
（2）、正常掘进主要施工掘进参数
盾构正常掘进主要掘进参数见表5.2。
表5.2盾构正常掘进主要参数表
掘进施工参数
工程地质
土仓压力
（bar）
刀盘转速
（rpm）
推力（t）
掘进速度
（mm/m）
刀具贯入量
（mm/r）
0.9～1.3
1.0～1.2
1200～1500t
40～60
40～50
砂卵石、粉细砂原状地层
（3）、正常掘进质量控制措施
盾构机在完成试掘进后，将对掘进参数进行必要的调整，为后续的正常掘进提供条件。
主要内容包括：
①根据地质条件和试掘进过程中的监测结果进一步优化掘进参数。
②正常推进阶段采用90m试掘进阶段掌握的最佳施工参数。
通过加强施工监测，不断地完善施工工艺，控制地面沉降。
③推进过程中，严格控制好推进速度，不断将人工测量结果地电子测量系统的数据进行比较，发现问题及时调整，将偏差控制在误差范围内。
④根据技术交底设定的参数推进，推进出土与衬砌背后注浆同步进行。
不断完善施工工艺，控制施工后地表最大变形量在+10～-30mm之内。
⑤掘进过程中平稳调整盾构姿态，隧道轴线和折角变化控制在0.4%范围内。
⑥盾构掘进施工过程中严格受控，工程技术人员根据地质变化、隧道埋深、地面荷载、地表沉降、盾构姿态、刀盘扭矩、千斤顶推力等各种勘探、测量数据信息，正确下达每班掘进指令，并即时跟踪调整。
⑦盾构操作人员严格执行指令，谨慎操作，对初始出现的小偏差应及时纠正，应尽量避免盾构机走“蛇”形，盾构机一次纠偏量不宜过大，以减少对地层的扰动。
⑧做好施工记录，记录内容有如表5.3所示。
表5.3施工记录项目表
序号
隧道掘进
同步注浆
测量
1
施工进度
注浆压力
盾构倾斜度
2
油缸行程
注浆量
隧道椭圆度
3
掘进速度
浆液性质
推进总长度
4
刀盘、螺旋输送机转速
浆液配比
本环轴心坐标
5
盾尾间隙
/
/
4、盾构到达施工
（1）、盾构到达施工流程
盾构到达施工流程见图5.5盾构到达工艺流程图。
图5.5盾构到达工艺流程图
接收基座的安装与固定
洞门凿除
端头加固
碴土清理
到达段的掘进
贯通后步进上接收基座
洞门密封的安装
掘进参数的调整
掘进方向的控制
（2）、盾构到达段掘进施工主要掘进参数
盾构到达段掘进主要施工掘进参数见表5.4。
表5.4盾构到达段掘进主要施工参数对照表
掘进施工参数
工程地质
土仓压力
（bar）
刀盘转速
（rpm）
推力（t）
掘进速度
（mm/m）
刀具贯入量
（mm/r）
1.0
1.0～1.2
800～1000t
15～20
12.5～20
砂卵石、粉细砂原状地层
0.6
0.6～0.8
700～800t
5～10
8～17
玻璃纤维筋围护桩
（3）、盾构到达施工技术要点与措施
①到达前200m要进行导线和高程测量多层复测，并报监理审核，同时应对到达洞门进行测量，以精确确定其位置。
②以50m为起点，结合洞门位置，参照设计线路，制定严格的掘进计划，落实到每一环。
③到达前30m掘进成为到达段施工，在本段施工中主要采取辅助措施加强管片环间连接，以防盾构掘进推力的减少引起环间松动而影响密封止水效果，并且注浆浆液必须密实饱满。
④到达前6环的掘进参数制定施工计划，以确保到达端墙的稳定和防止地层坍塌。
⑤到达端头前6环对注浆材料配合比进行调整，必要时可通过盾构壳体设置的孔向盾壳外注入特殊的止水材料，以防涌水、涌泥而引起地层坍塌。
5、盾构刀盘、刀具管理
（1）、刀盘
盾构刀盘见图5.6。
图5.6S401土压力平衡盾构刀盘图
①刀盘结构形式
刀盘为焊接结构，其上焊接了各种刀座。
刀盘和主驱动通过法兰盘连接，用于传递扭矩和推力。
刀盘采用双向旋转。
刀盘和承压隔板的相对运动以及搅拌棒的安装可以很好地搅拌碴土。
刀盘的中央敞开设计可以避免碴土在该处堵塞，也可以限制刀盘结构的磨损。
在刀盘开口背面焊接挡板支座，在刀具更换时能有效地防止碴土涌入土仓内，保证人员的安全和换刀的顺利进行。
为了保证刀盘整体结构的强度和刚度，刀盘的中心部位采用整体铸钢铸造，周边和中心部件时采用先栓接后焊接的方式连接。
刀盘的强度和刚度均满足本标段施工的要求。
②碴土改良注入口设计
刀盘面板上共设计有8个泡沫注入口，隔仓壁上预留4个泡沫注入口备用。
泡沫注入口也可以用来加注水、膨润土和添加剂。
③刀盘的开口形式
刀盘有多个开口槽，以利于中心部位碴土的流动；刀盘开口部分加焊隔栅及粒径限制器，把300mm粒径以上的卵石阻止在土仓以外，只允许300mm以下粒径的碴块通过以利于螺旋机的安全输送。
④耐磨设计
刀盘结构的保护是通过在刀盘开口部分和外缘焊接硬化表面。
在刀盘每个进碴口的周圈进行硬化处理并堆焊耐磨材料；在刀盘的中心和外缘进行硬化处理并堆焊耐磨材料；在刀盘外圈设有保护刀具。
盾构机刀盘的周边焊有两道耐磨条，刀盘的面板用进口焊条焊接有格栅状的耐磨材料，充分保证刀盘在岩层掘进时的耐磨性能。
刀具排列的设计也能保护刀盘结构和刀座防止磨损。
⑤刀座设计
盾构机刀盘上的滚刀刀座、撕裂刀刀座均可以满足互换性要求。
⑥刀盘驱动及支撑形式
刀盘驱动采用液压驱动，由九个液压马达通过九个减速箱来驱动刀盘。
整个液压驱动系统采用闭式系统。
刀盘采用中间支撑方式。
盾构刀盘主轴承外径Φ3000mm，密封系统由五道密封构成，密封保护通过3种注射实现，主密封的设计寿命为5000h，主轴承的设计寿命为10000h。
（2）、刀具
①刀具形式
刀具是根据本标段地层的不同抗压强度和地质特点，根据刀具在该地层中不同的破岩机理来进行设计和选择的。
刀盘上可以安装不同类型的刀具以适应不同地层的开挖，主要刀具类型为滚刀、撕裂刀、刮刀、方齿刀，其中滚刀和撕裂刀的刀座形式相同，根据不同的地质类型刀具可以互换。
刀具形式见表5.5。
表5.5盾构刀具形式表
盾构机刀具配置
双刃滚刀
用于软、硬岩掘进，卵石、大漂石的破碎，刀刃距刀盘面140mm，可以换装撕裂刀。
单刃滚刀
用于软、硬岩掘进，卵石、漂石的破碎，刀刃距刀盘面140mm，掌子面与刀盘面间碴土空间大，利于流动，可换撕裂刀。
弧形刮刀
刀盘弧形周边软土刀具，斜面结构，利于碴土流动。
同时在岩层掘进下可用作刮渣，可磨损15mm。
撕裂刀
用于卵石的破碎，刀刃距刀盘面160mm。
方齿刀
用来切割软岩地层，并把切削土刮入土仓中，可磨损20mm。
②刀具布置对刀具的保护
不同类型的刀具设计，考虑了全断面卵石土层掘进时对滚刀的保护，而采用撕裂刀距离刀盘面板比滚刀距离刀盘面板高20mm，滚刀距离刀盘面板比刮刀距离刀盘面板高50mm，从而达到保护刀具的目的。
③不同粒径的卵石的处理
粒径低于300mm的卵石可通过刀盘开口直接进入土仓并通过螺旋输送机输出。
图5.7图5.8
粒径大于300mm的卵石进行破碎。
对较小的卵石，滚刀破碎过程是以其通过线为起点，逐渐产生拉伸力，最终实现卵石破碎。
对大直径卵石则从表面出现细小的剥落开始，然后逐渐累积，根据切割连带效果和滚刀的连续运转带来的冲击，以刀尖为起点开始出现裂痕，最后实现破碎。
如图5.7、5.8所示：
大漂石破碎过程如图5.9所示。
图5.9大直径砾石的破碎过程
④刀具、刀盘的布局特点对地质的适应性
刀盘合理的刀具布局，每把刀可以承受25t的推力，刀盘刀具对于本标段的卵石层是完全适应的。
当遇到刀盘的扭矩比较大时，可以通过向掌子面和土舱内加注泡沫、膨润土以及聚合物等添加剂来降低刀盘的扭矩，以实现刀盘的较高转速。
在长距离砂卵石地层中掘进要密切注意扭矩变化，及时发现刀具、刀盘的异常情况，适当调整刀盘的扭矩上限设定值，有效地保护刀盘和刀具不受异常损耗。
刀具在刀盘背后换装，并配备开口挡板，从而保证安全、高效地更换刀具。
（3）、刀具磨损情况及换刀作业
①刀具磨损情况
a中心滚刀
本区间中心滚刀的磨损主要是滚刀支架磨损造成刀具的漏油、进砂、弦磨，如图5.10。
图5.10中心滚刀磨损情况图
从我们检修情况来看主要是支架的材料硬度不够高，为了防止此类情况的发生我们在新刀与修理的刀具支架及滚刀刀体上都堆焊了耐磨层，如图5.11。
从使用情况来看这种防护措施是能够延长刀具支架使用寿命的。
图5.11刀具刀体堆焊耐磨层图
b正滚刀
滚刀是盾构的主要刀具，从使用情况看，滚刀的失效形式主要有刀圈磨损、刀圈断裂、浮动密封损坏及漏油和轴承损坏。
在探索能代替滚刀使用的刀具方面，我部在施工过程中在部分刀位上试装正面羊角刀（强力齿刀），经使用检查发现其完全能够代替滚刀使用，但是在刀盘上同时安装的数量不宜太多，否则会造成刀盘扭矩过大。
对于单头羊角刀的使用我部仍在不断摸索、实验，寻找最合适的结构、工艺、材质，一旦有理想使用效果的刀具必然能够在节约刀具成本上向前迈出一大步。
c刮刀和齿刀
在刮刀、齿刀的选择上我部早已以国产刀具为主，从目前的使用效果来看，国产的刮刀、齿刀已经达到甚至超过进口刀具的使用寿命，且刮刀、齿刀的修复价值不高，用完后基本报废。
②刀具更换情况
S-401盾构机在【火车南站---桐梓林站】区间共掘进630环，累计掘进945.1米。
换刀次数6次，平均换刀距离147米。
其刀具损耗详情见表5.6。
根据对刀具消耗的统计，土压盾构每米刀具消耗成本为2804.17元。
表5.6S-401盾构刀具更换统计表
名称
中心滚刀
中心羊角刀
单刃滚刀
刮刀
正面切刀
单头羊角刀
刀盘布置数量
4
0
32
16
28
0
更换数量
10
4
88
42
56
4
报废数量
2
0
9
42
56
0
S401的刀具磨损情况属正常的分散型磨损，有时刀盘中心半径为1710mm的范围内结泥饼造成滚刀偏磨，这种情况一般从掘进参数的变化可以看出，能够及时处理。
（4）、换刀加固方案的选择
就成都特有的富水砂卵石地层而言，换刀相当频繁。
根据本工程前几次换刀经验认识到，在富水砂卵石地层开仓换刀，掌子面土体稳定性差，砂卵石地层遇水易坍塌。
在该地质条件下，必须对换刀位置进行降水并辅以注浆、旋喷、人工挖孔桩或灌注桩等加固措施，否则难以保证换刀处掌子面的稳定。
目前我项目采用了降水、注浆、旋喷、人工挖孔桩等多种加固方法进行了换刀位置的加固，基本保证了刀盘修复和刀具更换作业的顺利进行。
但加固效果仍然有待加强，施工过程中安全风险相对较大，而且部分换刀位置没有地表加固条件。
在没有地表加固条件的情况下，我项目部已成功实现带压进仓更换刀具工作。
但带压进仓不能动火切割、焊接，且更换进度较加固常压开仓慢，因此存在一定的缺陷。
所以在具有加固条件的情况下，首先选用加固后常压开仓换刀。
6、砂卵石地层土压平衡盾构碴土改良和开挖面稳定技术
（1）、碴土改良
碴土改良的目的
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