[发明专利]一种用于砂岩泥岩单护盾TBM掘进方法

说明书

技术领域

本发明涉及砂岩泥岩地质单护盾TBM的掘进参数，适用于隧道施工的技术领域。

背景技术

近年来,各大城市相继发展地下公共交通设施,而TBM法施工已成为城市地铁施工的主要施工方法,但在目前的国内TBM掘进操作中，对掘进需要的各种参数都是边掘进边摸索，并没有确切的掘进参数范围，这样不仅使掘进速度过慢，而且容易出现错台、损坏刀盘刀具、施工现场粉尘大等一系列不利情况。为改善现状，现制定一种用于砂岩泥岩单护盾TBM掘进的参数范围。

发明内容

本发明的目的是提高隧道掘进速度、质量，以及减少刀具消耗、改善施工环境。

一种用于砂岩泥岩单护盾TBM掘进方法，其特征在于，通过控制TBM掘进参数，提高隧道掘进速度、质量，以及减少刀具消耗、改善施工环境；TBM掘进参数包括刀盘转速、刀盘扭矩、掘进速度、总推进力、每环加水量，具体如下：

1)在砂岩中掘进时，刀盘转速控制在2.6～3.0r/min，掘进总推力控制在6500～8900kN，每环加水量控制在0.4～0.5m³，刀盘扭矩控制在1537～3014kNm，推进速度控制在35～53mm/min；

2)在砂质泥岩中掘进时，刀盘转速控制在2.8～3.2r/min，掘进总推力控制在5600～7500kN，每环加水量控制在0.8～1.0m³，刀盘扭矩控制在2473～3267kNm，推进速度控制在28～42mm/min。

本发明通过对区间隧道地质情况分析、总结出单护盾TBM在此类砂岩泥岩中掘进所需范围，分析内容见下表：

由此总结出不同地质条件掘进参数选择：

1)砂质泥岩地层

在砂质泥岩中掘进时，刀盘切削岩层较容易，推力控制在5600～7500kN，推进速度在35～53mm/min。若推力过小，掘进速度低，施工进度慢，并且由于底层较软，掌子面对刀具产生的阻力小于刀具的启动扭矩，会导致刀具出现偏磨；若推力过大，掘进速度快，由于底层软，在掘进过程中，TBM姿态难以控制，效果不佳。

2)砂岩地层

在砂岩掘进时，刀盘切削岩层困难，推力控制在6500～8900kN，推进速度在28～42mm/min。若推力过小，推进速度低，施工进度慢、且刀具磨损快；若推力过大，由于底层硬，刀具切削岩体困难，超过刀具额定承载力，导致刀具损坏。

3)刀盘加水

刀盘加水是为了降低粉尘、刀盘温度及改变渣土的流塑性，在砂岩掘进时，将水量控制在0.4～0.5m³；在砂质泥岩掘进时，将水量控制在0.8～1.0m³。

利用本发明，具有如下优点：

1)提高掘进速度与施工质量。

2)减少刀具以及TBM机各装置的消耗。

3)改善施工环境，降低粉尘。

具体实施方式

1)在砂岩中掘进时，刀盘转速控制在2.6～3.0r/min，掘进总推力控制在6500～8900kN，每环加水量控制在0.4～0.5m³，刀盘扭矩控制在1537～3014kNm，推进速度控制在35～53mm/min。

2)在砂质泥岩中掘进时，刀盘转速控制在2.8～3.2r/min，掘进总推力控制在5600～7500kN，每环加水量控制在0.8～1.0m³，刀盘扭矩控制在2473～3267kNm，推进速度控制在28～42mm/min。

具体参数见下表：单护盾TBM在砂岩泥岩中掘进参数表