海底隧道极软极硬复合地层超大直径盾构掘进方法研究 ——以汕头海湾隧道工程为例

超大直径泥水盾构在海底高强度花岗岩基岩凸起地层(饱和单轴抗压强度41.7～214.0 MPa)掘进过程中,面临破岩效果不确定、掘进参数难以选取、刀具异常损坏、换刀频率高、风险大等施工难题.为解决这些难题,首先,对爆破预处理和直接掘进2种工法的优缺点进行对比分析,并通过室内滚刀破岩试验验证刀间距为100 mm时破岩的可行性,提出滚刀不过载前提下的贯入度控制指标;然后,结合现场掘进试验总结出"控制贯入度为主、转速为辅,严控刀盘转矩波动"的掘进参数控制原则,确定超大直径泥水盾构直接掘进通过基岩凸起段的刀盘转速为1.0 r/min,贯入度为3 mm/r;最后,应用刀具监测及管理措施,使超大直径泥水盾构直接顺利掘进通过高强度基岩凸起地层.