粘土地层盾构机掘进VIP专享VIP免费

中石油天然气管道局广东LNG 珠江盾构穿越工程 1 粘土地层盾构机掘进 盾构机在粘土地层中的掘进，目前在国内外都还是一个技术难题。在广东LNG工程盾构穿越项目中，我们在盾构始发后，就遇到了粘土地层，不仅如此，掘进断面上半部分及超过十多米的覆盖层上全是粗砂和砾砂，而下半部分是残积的粘土。 这样的地质断面水压大，透水性很强，砂层中极易发生超挖和欠挖导致坍塌，在工程技术上几组技术参数相互矛盾： 1、要求泥浆指标高，要保证适当的粘度、比重、失水，保持足够的护壁性能，但是粘土特别是残积性粘土，自身有很强的造浆性能，很容易黏附在刀盘内形成泥饼，独塞进渣孔和刀孔，导致刀具的偏磨。 2、结构松散，自稳性差，很容易却削和携带，不需要切削仅通过泥浆抽吸就能大面积脱落，但粘土结构致密，自稳性强，很难形成大块却削； 针对实际地质情况和设备情况，我们主要采取了以下一些措施。 一、 盾构机刀具配置 根据目前的刀具配置不适合粘土层隧道掘进，刀盘刀具布置图如下所 示： 刀盘布置示意图 中石油天然气管道局广东LNG 珠江盾构穿越工程 2 针对粘土、砾砂混合地层，这种刀具配置不适合，开孔率太小，并且滚刀间的缝隙比较小，容易造成堵赛，刀具不能自转，容易产生偏磨，进而损坏刀体；另外由于粘土中含砂量高，刀孔堵塞后，刀具在自转过程中被包裹在刀圈周围的泥砂磨损，而且磨损速度快，特别是刀圈的两侧，越磨越薄，最终导致刀具完全磨损。如下图所示。 刀具发生偏磨 刀具均匀磨损 中石油天然气管道局广东LNG 珠江盾构穿越工程 3 因此在粘土地层中掘进拟采用先行齿刀替换双滚刀，这种先行齿刀自身不转动，只能作微小的摆动，有效的防止了因刀具自转而产生的磨损，又能有效的切割软土，中心滚刀亦采用线形齿刀代替，如下图所示： 采用先行齿刀能有效切削掘进面，并且增加了刀盘的开口率，防止在刀盘中心部位形成泥饼,减少刀盘被堵的几率，能明显提高掘进速度。针对本盾构设备的刀盘，拟对中心刀1#～4#,双滚刀5#～10#都采用先行齿刀替换,保留外圈的保径滚刀。 二、 泥水喷嘴配置 中石油天然气管道局广东 LNG 珠江盾构穿越工程 4 在粘土层中掘进，要防止粘土堵塞刀孔和刀盘，则需及时地把切削下 来的碴料排出，防止因排出不及时而形成泥饼，这就需要泥浆在刀盘里产生环流，以便及时有效的排出碴料。但 M606盾构设备没有泥浆喷嘴直接进入刀盘前面，无法有效形成环流，青色管路为后增加进浆管路，如...