复合地层矩形顶管机关键技术及应用——结合重庆天宫殿下穿快速路项目

作者：范磊; 薛广记^*; 舍跃斌; 谌文涛; 冯猛

来源：隧道建设 (中英文), 2023, 43(09): 1605-1613.

• 矩形顶管机
• 复合地层
• 盲区开挖装置
• 破岩滚筒
• 开挖技术
• 出渣技术

为解决复合地层矩形顶管机施工难题,探讨矩形顶管机在不同复合地层中的技术方案,以重庆天宫殿下穿快速路隧道项目为依托,对用于软土与岩层复合地层的矩形顶管机开挖、出渣等关键系统设计及应用进行研究。首次提出复合地层分层开挖方式,开发出盲区开挖装置(破岩滚筒),并基于有限元及工业试验分析,验证复合多刀盘+滚筒分层开挖方式的可行性,实现盲区位置30MPa岩层的高效切削,解决了矩形断面软土与岩层复合地层全断面开挖难题;同时,针对复合地层土舱下部搅拌与出渣难题,采用了复合地层滚筒与螺旋输送机联合出渣技术,并基于计算流体力学(CFD)对滚筒进行排渣特性分析,结果表明当采用双螺旋排渣结构,且螺距在900 mm左右时,排渣效率最高,能够实现复合地层矩形断面土舱高效排渣;最后,通过工业性试验,验证复合地层分层开挖及联合出渣技术的可行性,为复合地层矩形顶管机应用提出了新的解决方案。