硬岩盾构施工关键技术

根据岩石坚硬程度分类表，当岩石的天然抗压强度大于60 MPa 时可归为坚硬岩。盾构掘进穿越硬岩地层时，宜选择复合式土压平衡盾构机，刀盘上应布置一定数量的破岩滚刀，根据其在刀盘上的位置通常包括中心滚刀、正面滚刀、边缘滚刀几种类型。刀盘在电机驱动下绕轴线转动，液压千斤顶所提供的顶推力通过刀盘直接传递给滚刀，滚刀在推进力的作用下与岩体接触、挤压。当滚刀与岩体之间的挤压力超过岩石的天然抗压强度时，岩石破碎导致岩体结构出现破坏，岩石最终被滚刀切割破碎后以岩渣的形态被螺旋出土器运输至隧道外。滚刀破岩过程通常分为挤压致裂、裂纹扩展及岩石破碎三个阶段。

盾构在硬岩中掘进，面临的最大问题是刀盘磨损严重，同时在硬岩地层中管片出现上浮现象，从而导致管片产生错台和裂缝。

1.合理配置刀盘及刀具

刀具选择应以破岩能力强的滚刀为主，同时辅以适量的切刀、刮刀及超挖刀，刀具刚度与强度应符合掘进的要求。同时，刀具在刀盘中的布置情况应和实际工程地质相匹配。定期开仓检查刀具磨损情况，及时对受磨损的刀具进行更换。

2.盾构掘进参数

盾构在硬岩地层中掘进，刀盘磨损严重，应合理选取掘进参数。刀盘转速、扭矩及推进力应相匹配，以高转速、低扭矩和适当的顶推力进行掘进施工。(www.xing528.com)

3.渣土改良

盾构掘进时，要不断向开挖面注入适量的渣土改良剂，选用泡沫作为改良剂不仅能润滑刀具，减少滚刀破岩时的阻力，同时可以降低渣土、刀具和刀盘的温度，在一定程度上减缓刀具的磨损。

4.控制管片上浮

盾尾空隙的存在，导致管片与围岩之间存在一定的空隙，如果不能及时采取注浆措施回填空隙，管片在浆液的作用下会出现上浮现象。在硬岩地层的施工过程中，应选择初凝时间较短的同步注浆浆液，并及时进行二次补浆。同时，还可以在隧道底部堆放一定质量的重物，确保拼装完成的管片不上浮来减缓管片的上浮程度。