復雜地層下盾構倉外破碎裝置設計研究

翟 聰，鄭帥超，葉 超，張鵬豪，徐純杰

（中鐵工程裝備集團有限公司，河南 鄭州 450016）

1 概述

隨著近年來我國在鐵路、公路和軌道交通等領域的基礎設施建設規模不斷擴大，地下管網和地下空間也不斷地被開發。盾構法施工以其安全環保、操作方便、勞動強度低和快速經濟性等諸多優點，在全世界各種地層的隧道建設中起到了舉足輕重的作用[1-2]。

目前國內盾構法施工絕大多數采用土壓平衡盾構或泥水平衡盾構兩種模式盾構施工。土壓平衡盾構具有掘進效率高、施工成本低等優點，但其對地表沉降控制能力較弱，易出現沉降過大等問題；泥水平衡盾構對地層擾動小，可以很好地控制地面沉降，但排漿管容易堵塞，造成排渣不暢，加速刀具磨損，且其施工成本較高。隨著盾構施工的水文地質情況日益復雜，特別是針對裂隙、卵石、破碎帶等地層，同時地表沉降控制要求高的工程項目，土壓-泥水雙模式盾構應運而生[3-4]。

破碎裝置是盾構的重要部件之一，其主要作用是破碎進入倉內的大塊巖石，避免出現堵管堵泵情況，使環流系統運行通暢。破碎裝置在盾構上的布置形式有氣墊倉內和氣墊倉外兩種，布置在泥水盾構氣墊倉內的破碎裝置的主要形式為顎式破碎機，其由兩個顎板在液壓油缸的作用下對巖塊擠壓破碎，如圖1 所示[5]；布置在后配套拖車上的破碎機裝置的主要形式為輥齒式破碎機，如圖2 所示，此種破碎機雖然破碎效率高，維修方便，但其能夠破碎的石塊粒徑小，不能滿足大粒徑巖塊的破碎需求。……