高硬度岩溶地层盾构机选型及针对性设计研究

张守同

（中铁十八局集团有限公司 天津 300222）

1 引言

在城市轨道交通区间隧道施工中，盾构机以其较高安全性、经济性等优点，已成为城市轨道交通区间隧道施工的主要工法。盾构机选型具有“量体裁衣”的特点，针对不同的水文地质结构，盾构机的主要系统结构与配置相差较大。

岩石硬度超过100 MPa时，常规的土压平衡盾构机刀盘配置17″滚刀时破岩能力较弱，掘进效率低。王军［1］等以厦门2号线越海段盾构施工为例，根据地质补勘资料及实际工程环境提出海上注浆加固技术，并对滚刀结构进行重新设计，取得了良好效果。杨民强［2］以厦门3号线某区间盾构施工为例，研究90 MPa以上硬岩地层采用爆破预处理后盾构掘进效率、刀具磨损等优于盾构刀盘直接破岩掘进。王凯［3］以南昌地铁3号线某区间为例，分析盾构机刀盘、刀具对上软下硬地层的适应性，并对盾构机渣土改良系统、同步注浆系统和螺旋输送机提出优化建议。孙峰梅［4］以广佛环线东环隧道为例，研究土压／TBM双模盾构机在大埋深软弱地层掘进时，围岩收敛变形特征和围岩与盾壳的相互作用关系，探讨大埋深软岩区段双模式盾构机卡机风险控制和处理措施。文献［5－6］研究复杂地质条件下TBM卡机及风险地质问题，并提出相应对策。

针对区间隧道穿越断裂带、碎石区段、岩层破碎区段及全断面80～150 MPa硬岩地层，土压平衡盾构机、土压平衡／TBM双模、单护盾TBM皆有选用，但少有文献对不同设备的优缺点进行深入研究。……