姿态偏转引起的复合地层双模盾构卡机事故

作者：李艳春; 邓永忠; 马杲宇; 潘晓明; 冯德威; 毋晨; 王士民

来源：科学技术与工程, 2023, 23(11): 4849-4857.

DOI：10.3969/j.issn.1671-1815.2023.11.043

• 卡机事故
• 盾构姿态
• 复合地层
• 围岩压力
• 掘进参数

双模盾构在复合地层中掘进时，刀具损耗及异常磨损的频率提升，盾构掘进姿态难以控制。最终导致隧道开挖直径减小，引发卡机事故。为了分析盾构姿态偏转及扩挖间隙纵向非均匀分布对盾壳受力特征的影响，依托深圳地铁13号线白应区间，利用FLAC3D计算了盾构在掘进时所受的围岩压力，研究结果表明：(1)卡机断面处边滚刀发生了严重的磨损和偏磨，最大磨损量为25 mm。复合地层中掘进参数出现明显波动，盾构更易发生向上的偏转。(2)上软下硬复合地层中，盾壳上部所受的围岩压力较大，地层交界位置出现应力集中现象。盾构姿态偏转时，盾壳前端应力的增长相较盾尾更为显著。盾构向一侧偏转时，相应位置盾壳承受的法向应力增加。(3)盾构姿态向上偏转相较于向下偏转更易引起卡机事故。当偏转角大于±0.5°时，盾壳所受摩阻力迅速增加，在盾构掘进时应尽可能保证盾构处于水平，或小角度下倾姿态。

• 单位
  西南交通大学; 中交一公局厦门工程有限公司