曹殿彬、高宏博、左付超

（济南轨道交通集团有限公司，山东济南250000）

0 引言

盾构法作为地铁隧道施工的主流工法，在复杂地层施工过程中需要穿越大量的孤石、超高强度岩层和软硬不均地层，刀具磨损严重[1]，需要进行定期维护，甚至是换刀作业[2]。刀具维护和换刀操作需要开仓作业[3]，开仓施工中容易出现涌水、涌砂及掌子面坍塌等事故[4]，存在着较高的风险[5]。

本文依托济南地铁一期二号线工程，针对复杂地层土压平衡盾构开仓换刀关键技术难题开展了以下研究，主要包括了开仓位置选择、开仓方案、施工监测等，取得一定成果为同类工程提供借鉴。

1 复杂地层土压平衡开仓换刀技术

1.1 工程概况

济南地铁二号线车站区间起点里程右SK2+142.407，终 点 里 程 SK5 + 614.906，区 间 全 长3473.809m，采用盾构法施工，线间距10.2～16.75m，最小曲线半径R=400m，区间最大纵坡24‰，拱顶埋深10.12～42.4m。区间线路主要穿越地层为黄土、粉质黏土、黏土、中风化石灰岩、强风化石灰岩。区间沿线地下水位标高24～36m 不等，以第四系松散孔隙水和碳酸盐岩岩溶水为主，车站区间地质断面如图1所示。

图1 车站区间地质纵断面图

1.2 盾构机及刀盘配置

工程投入4 台土压平衡盾构机（2 台土压平衡式、2 台复合土压平衡式）进行掘进，盾构机的开挖直径为6680mm，最大掘进速度可达到80mm/min。穿越黏土等软土地层与长距离的中风化石灰岩、全风化石灰岩等硬岩地层时，采用结构为6 个辐条+6 个面板，滚刀开口率为37%，中心双联滚刀6 把，单刃滚刀37 把的辐条面板式复合式刀盘；……