土压平衡盾构机在上软下硬及全断面硬岩地层中的应用

王 佳

（中铁建大桥工程局集团第二工程有限公司， 厦门 361000）

1 工程背景

涉铁段盾构隧道区间长度263m,线路为半径800m 曲线，线间距15.0m~15.5m。采用单面坡，线路纵坡自竖井以 6.603‰的上坡到达风井，区间隧道埋深22.6m~31.3m。

隧道区间盾构掘进范围内地基土主要为散体状强风化花岗岩、碎裂状强风化花岗岩、中风化花岗岩。散体状强风化花岩：灰白、灰黄色，矿物间联结力散失，强度较高。碎裂状强风化花岗岩：风化裂隙发育，多呈碎块状，工程性能好，质软；中等风化花岗岩：灰白，块状构造，风化裂隙较发育，强度高，工程性能好。

2 施工地质情况分析

隧道右线始发掘进地层，属于典型的上软下硬地层：上部为碎裂状强风化花岗岩，风化程度大，岩土裂隙发育，地下水丰富；下部为中风化花岗岩，强度高、整体性好，单轴饱和抗压强度45～112MPa，对刀具磨损严重。盾构在通过该地段时很可能由于下部硬岩难以达到理想的掘进速度，引起上部土质地层过度扰动，造成喷涌、超挖等现象。一旦超挖将容易引起地面的沉降，导致重大安全风险事故。

工程要穿越全断面硬岩段，硬岩主要为中风化花岗岩，其单轴抗压强度局部达到115MPa。硬岩段施工，刀具与掌子面摩擦产生的热量大，温度高。盾构掘进过程中，硬岩对盾构机刀具刀盘、螺旋输送机等设备会造成很大磨损。因此，在前期对设备刀具选型是至关重要的。

3 掘进措施

3.1 设备依据地层选型措施

前期工程筹划时，考虑上述地层对掘进施工的影响，采用厦工中铁生产的盾构机，滚刀达到44 把，边缘刮刀12 把。……