摘 要 新加坡地铁环线一期C825标隧道位于新加坡最繁华的市中心,沿线有许多高层建筑以及著名的古老建筑,隧道采用2台德国海瑞克公司制造的f6.6 m土压平衡铰接式盾构掘进。通过对盾构刀盘的改进,优化施工参数,精心操作,使盾构顺利、安全地穿越了Y-Junction、地下车库桩基群和运行中的地铁西南线。
1 工程概况
新加坡地铁环线一期C825标是新加坡地铁环线工程的首期工程,是新加坡近年来继东北线后又一重大工程。
该工程由隧道公司、新加坡和合私人有限公司、瑞典NCC工程公司组成的联营体设计、施工总承包,主要工作量包括4个大型地下车站和长2.6 km的隧道上下行线、临时段隧道(盾构掘进600 m、明挖法275 m)及其他附属结构等(见图1)。
长2.6 km的隧道上下行线,位于新加坡最繁华的市中心,沿线有许多高层建筑以及著名的古老建筑,如泛太平洋酒店、莱佛士宾馆、市政大厦等;同时,隧道所需穿越的土层地质条件复杂,地下障碍物众多,如钢板桩、工字钢桩、孤石等。
隧道采用2台德国海瑞克公司制造的f6.6 m土压平衡铰接式盾构掘进,隧道外径为6.35 m,内径为5.8 m,最大埋深为30 m。隧道衬砌采用混凝土预制管片(管片宽1.4 m 、厚275 mm),每环由5块标准块和1块封顶块构成。
2 地质条件
盾构沿线穿越的地层变化较大,从海泥到复合土层,再到硬度达200MPa的硬岩。特别是在复合土层,隧道开挖面常常是一半为岩石,一半为软土;或者软土中夹带孤石,给施工带来较大的难度。
主要穿越的地层有老冲积层(OA)、中风化岩层(S2)和弱风化岩层(S3),具体的性能指标见表1。
⑴ 整个刀盘由5个部分组成,中间主体部分同主驱动相连;外围4个部分是拼合而成的。在施工结束后,刀盘可从隧道内拆除,中间主体部分还可重复使用;
⑵ 刀盘外围配置了2组仿形刀。一组仿形刀采用滚刀类型,满足岩石地层需要;另一组为刮刀类型,满足软土地层需要。其动力采用液压供给,操作控制分为手动和自动2种模式;
⑶ 施工中刀盘可前后伸缩200 mm,便于工人进入土仓割除H钢、操作人员能快捷地清除连续墙内的钢筋,更换刀具也更加容易;
⑷ 刀盘驱动设计为正、反转2种模式,转速分为2挡(无级调速);
⑸ 刀盘的开口率为28%,可防止直径大于300 mm的孤石进入土仓卡住螺旋机;
⑹ 将刮刀本体镶嵌的合金片用堆焊耐磨合金代替,从而大大减少了损耗量。
3.1.2 拼装机
⑴ 拼装机的前后行走采用轮轨形式,行程约2 m左右(可以伸至上一环管片);
⑵ 当盾尾密封刷损坏需要更换或盾尾刷间的密封槽充满浆块时,拼装机可以拆除盾尾刷处的管片;
⑶ 拼装机头部可以容许管片在6个自由度方向旋转,使管片拼装更加准确、便捷。
3.1.3 铰接装置
盾尾与主盾的连接采用铰接形式,使盾构操作更加灵活,特别是在曲线段推进时,效果更加明显。
3.1.4 检测、控制系统
⑴ 在刀盘的2把挖齿上,配备了刀具磨损检测系统,当刀具磨损到规定的程度,系统将会发出警告信号,即在不开仓情况下,可了解刀具磨损情况。
⑵ 皮带运输系统装置了出土自动称重系统,监控出土量,避免超挖而引起地面沉降,称重系统准确度偏差在10%以内。
⑶ 局部气压系统包括2个气压舱(增减压舱室、工作区舱室)、气压调节装置等,可在需要气压的条件下进行刀具更换、 割除H钢桩基。
⑷ Siemens PLC控制系统内设置了连锁保护装置,避免误操作而损坏设备, [1] [2] [3] 下一页
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