结合广州地铁谈盾构隧道施工（一）

摘要:以广州市轨道交通3号线盾构工程为例，阐述了赫里克EPB盾构机在地铁盾构隧道施工中的主要内容，并对施工中遇到的一些具体问题提出了解决方案。
【关键词】地铁盾构隧道
1。工程概况
广州市轨道交通3号线[天华]盾构工程分为两个标段(天河客运站-五山站和五山站-华师站)，主要由两座长6259.615m的圆形盾构隧道组成，隧道公称内径5400mm；埋深11 ~ 28m；最小平面曲线半径为350m；最小竖曲线半径为3000米；坡度为19‰；最小坡度为3‰。
五段隧道主要通过残积层和全风化层，顶底板差异不大，中间偶有球状微风化岩石。巫山段附近顶板有少量砂层。洞身天然单轴抗压强度为153.40MPa..
五华隧道主要穿越强风化层，顶底板岩土层有一定差异，存在软顶硬底或夹层现象。中部为寿沟岭断层破碎带，北部为花岗岩、花岗片麻岩带或风化层，南部为白垩系红层岩系。花石站附近隧道全段穿越微风化层。表面形貌变化很大。白垩系红层隧道上方有一段长的含水砂层。
2。盾构掘进
2.1刀具配置
地质条件对刀具配置起决定性作用。当隧道围岩为ⅰ类、ⅱ类(按《地下铁路和轻轨交通岩土工程勘察规范》中隧道围岩分类)时，一般采用铲运机(俗称羊角刀)，而对于ⅲ~ⅵ类围岩，则以圆盘刀为好。盘形滚刀可分为单刃和双刃滚刀。单刃滚刀适用于坚硬岩石或强度不均匀的围岩，双刃滚刀适用于一般坚硬岩石和强度均匀的围岩。根据本工程的地质条件，均配备单刃圆盘滚刀。
2.2掘进参数控制
(1)，控制刀盘扭矩。根据保护刀具和减少刀具磨损的要求，刀盘的扭矩必须控制在一定的允许范围内，扭矩控制主要依靠以下几种方法:
◆减小推力:这是最简单有效的方法，但也会降低驱动速度。
◆降低刀具的进刀量:即提高刀盘转速，一般在2.5~3r/m左右，同时保持驱动速度基本不变。当开挖面为全断面硬岩时，减小刀具进刀量可以显著降低刀盘扭矩。但高转速的刀盘并不适合有孤石的围岩，因为孤石很容易造成刀具开裂。
◆在开挖面和土仓中加入土壤改良剂:
常用土壤改良剂及适用地层
膨润土
适用于砂砾石地层
发泡剂
适用于粘土-粗砂地层
。
此外，在全断面硬岩或孤石地层中，可在开挖面和土仓中加入冷却水，降低刀盘和刀具的温度，以保护刀具。
(2)、保持适当的土压力。如果隧道围岩能自立，可采用空竖井开挖方式；如果隧道围岩不能自立，为了维持开挖面的稳定，需要保持适当的土压力来稳定开挖面，控制地面沉降。如果土压力太低，可能会出现超挖；土压力过大，有效推力减小，掘进速度降低，地面可能鼓包，导致后期沉降较大。土压力的确定与隧道埋深、地质条件和地面建筑物密切相关，可用库仑或朗肯理论估算。在实际施工中，也可以根据开挖土量来确定合适的土压力。一般情况下，本工程开挖过程中保持1.5 ~ 2.0巴的土压力。
(3)在刀盘扭矩、土压力和开挖量满足要求的情况下，尽可能增加推力，以提高掘进速度(80mm/min以上)，加快施工进度。但在掘进速度较快的情况下，要注意控制盾构机姿态，保持土压力和同步注浆量的稳定。