盾構機在砂卵石地層掘進時確實面臨諸多難題,這些難題主要源于砂卵石地層的特殊地質條件以及盾構機掘進過程中的技術挑戰。以下是對這些難題的詳細分析:
一、地質條件挑戰
地層穩定性差:
砂卵石地層由于顆粒間膠結性差,地層穩定性不足,易導致盾構機掘進過程中地層塌陷或超挖。卵石粒徑大:
大粒徑的卵石容易堵塞螺旋輸送機,甚至卡死刀盤,給掘進帶來極大困難。含水豐富:
富水砂卵石地層中,水分含量高,易導致掘進過程中噴涌現象,同時增加刀盤扭矩和磨損。二、技術挑戰
刀盤磨損嚴重:
在砂卵石地層中掘進時,刀盤和刀具易受到嚴重磨損,需要頻繁更換,增加了施工成本和工期。渣土改良困難:
渣土改良是控制地層變形和防止刀盤結泥餅的關鍵。然而,在砂卵石地層中,由于卵石含量高、粒徑大,渣土改良效果難以保證。同步注漿與二次注漿要求高:
同步注漿和二次注漿用于填充管片與地層之間的空隙,防止地層變形。在砂卵石地層中,由于地層松散,注漿壓力和注漿量的控制更為關鍵。掘進參數控制難度大:
掘進速度、刀盤轉速、推力等掘進參數的控制直接影響掘進效率和地層穩定性。在砂卵石地層中,這些參數的控制更為復雜和困難。三、解決措施
選用適應性強的盾構機:
選擇具有較大輪廓直徑、牙高值和螺距的螺旋輸送機,以及配備破碎大粒徑卵石能力的刀盤和刀具。優化渣土改良方案:
采用泡沫、膨潤土和高分子聚合物等綜合渣土改良措施,提高渣土的流動性和不透水性,防止結泥餅和噴涌現象。嚴格控制掘進參數:
根據地層條件和掘進要求,合理設定掘進速度、刀盤轉速和推力等參數,確保掘進過程的穩定性和安全性。加強同步注漿與二次注漿控制:
采用具有早強、抗水分散性能好的注漿材料,并根據地層變形監測數據及時調整注漿壓力和注漿量。做好地面監測與預警:
在掘進過程中,對地面沉降、建筑物變形等進行實時監測,并根據監測結果及時調整掘進參數和注漿方案。綜上所述,盾構機在砂卵石地層掘進時面臨諸多難題,但通過選用適應性強的盾構機、優化渣土改良方案、嚴格控制掘進參數、加強同步注漿與二次注漿控制以及做好地面監測與預警等措施,可以有效解決這些難題,確保掘進過程的順利進行。
