城市地铁盾构开舱技术的研究进展

李东阳戴佰承刘波付春青

1.中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院,北京 100083;2.北京住总集团有限责任公司,北京 100027

压力舱是盾构机的心脏,盾构开舱相当于一个心脏手术,具有极高的风险,稍有不慎就会引起严重的工程事故。2014年10月7日南宁地铁1 号线的刀盘换刀事故、2008年04月15日广州地铁6号线的盾构开舱事故都造成了数名操作人员当场死亡。然而,在盾构机长距离掘进时,经常会由于遭遇障碍或者刀具过量磨损而导致盾构被迫停机的问题,这是盾构施工风险的主要因素之一。据不完全统计,隧道施工过程中因刀盘产生的停机率约占总停机率的50% 以上[1]。开舱维修是清理和排除故障的常用手段。然而,盾构被迫停机的位置往往处在高水压、浅覆土的不利环境,在地层水土压力作用下,开舱存在极高的安全风险。因此,安全开舱是城市地铁盾构行业发展的关键技术之一。

盾构开舱中最基础也是最核心的问题是开挖面的稳定性。解决盾构开舱换刀的技术主要有带压开舱和常压开舱2 种。带压进舱是以压缩气体的压力置换压力舱中的泥浆压力来临时支护开挖面。该方法已有很多成功的应用,如成都地铁17号线[2]、广州地铁4 号线[3]、厦门海沧大道—东渡路跨海区间[4]、佛山地铁2 号线[5]、德国易北河第4 隧道[6]、荷兰Westerschelde 隧道[7]、南京长江隧道工程[8]均采用带压进舱换刀或检修。根据地质条件差异,常压开舱分为土体加固和不加固2 种。常压开舱是通过将压力舱的压力释放至常压后,进入压力舱内或者刀盘前方检修的方式。……