土压平衡盾构机在富水砂卵石地层快速掘进施工技术

土压平衡盾构机在富水砂卵石地层快速

掘进施工技术

江苏省无锡市214104

摘要：当前我国贫水渐稀的地区，在地质条件下，进行开挖施工是非常重要

且必要的。但是由于目前掘进技术水平有限以及现场环境中存在大量不可控因素

和风险。针对这一问题提出了一种能够有效控制地层压力、恢复地表沉降等措施。本文将对富石砂层快速掘进施工方案展开研究与分析，并给出具体参数计算方法

及程序实现其质量指标验收标准的形成，为该区域在贫水地区进行盾构隧道开挖

施工提供理论依据和技术保障；并对其进行实际施工效果的分析和评价，为该区

域地铁盾构隧道掘进技术奠定一定基础。

关键词：土压平衡盾构机；富水砂卵石地层；快速掘进；

1.

引言

在盾构施工过程中，由于掘进速度大，刀盘回旋半径小，切削能由深变短逐

渐接近地面的能力较差。随着开挖深度不断增大而引起了土压力波动和地层结构

性的破坏。如何保证隧道工程安全、顺畅进行是目前亟待解决的问题之一：一是

针对不同岩体破碎程度和变形性质采用合适刀具选择原则；二是对于同一类型地

质构造采取同样方法掘进技术十分必要，保证掘进速度和切削性能的同时，还需

考虑土体弹性变形机理，以确保刀盘在施工过程中不会发生离析或崩裂；三是针

对不同地质构造应采取相应的盾构机刀具选择方法，从而确保施工安全及地面交

通畅通，减少地面交通堵塞，降低盾构机掘进施工对土体的扰动，保证隧道工程

安全顺利推进。

1.

土压平衡盾构机的工程应用技术研究

在盾构机的隧道施工中，由于地面条件复杂，容易受到自然因素影响。所以我们需要对地层进行详细勘察工作。首先是地质情况分析：对于地表以下地区要充分了解和掌握地物所处环境；其次就是根据实际情况选择合适的掘进方式以及参数确定刀盘、推进机械与土壤之间是否处于平衡状态等问题；最后还包括在盾构机运行过程中遇到异常状况时如何应对，以保证整个工程不会受到影响或者降低事故率，从而使施工质量得到保障。

2.1土压平衡盾构机的总体规划

根据盾构机的总体布置图，将土压平衡仪、注浆管路系统及掘进控制系统等设备放置在地铁车站施工场地，并对整个隧道工程进行整体规划。

1）首先要保证盾构推进后能够迅速排出切削液。

2）其次就是确保土压力平衡仪处于正常水平。其作用是通过控制刀具和输送泵实现同步运动来调整地层的自重与牵引力、避免出现超压现象；同时也能防止地面产生隆起或者下滑情况发生，从而影响施工进度。盾构机一般是在地下空间开挖进行的，因此需要对掘进速度和推进时间等因素加以控制。

2.2项目管理

盾构机的开发使用，为满足施工质量、工期和安全等方面要求。在设计阶段要根据施工现场条件进行综合考虑。本项目采用土压平衡盾构隧道掘进技术，并通过对其结构参数计算确定合理的设计方案；同时结合工程建设经验及相关规范规定制定切实可行的管片尺寸以及开挖刀具选型与布置原则等内容来保障工程进度顺利开展，达到保证质量、降低造价和缩短工期目的。在施工中要根据工程的实际情况，选择合适盾构机类型[1]。

1.

土压平衡盾构机在富水砂卵石地层快速掘进施工中的必要性

3.1土压平衡盾构机在富水砂卵石地层快速掘进施工中存在的主要问题

在盾构机推进开挖施工时，由于岩土体的自重、摩擦阻力和刀盘转动不稳定等因素影响下一步隧道掘进过程中容易出现坍塌现象。

目前我国富水砂卵石地层快速掘进施工存在以下问题：①现有大中型矿山挖掘机械设备配套不足；②盾构始发位置偏僻地段作业人员操作技术水平不高；③在设计上，没有充分考虑到不同地质条件、不同开挖断面长度和土体的物理特性等因素导致实际推进困难重重。针对这些问题，本文以富水砂层为切入点，提出一种盾构机在掘进过程中的平衡推进和注浆压力控制。首先分析了现有隧道工程存在的主要技术难点；其次介绍了目前常用盾构刀盘、喷射器等关键部件及其工作原理及结构特点。最后通过对传统开挖工具进行性能测试与试验验证确定该设备具有良好使用寿命长、效率高以及经济节约空间较多优势，并且在一定程度上保证施工质量安全可靠和掘进速度快。

3.2土压平衡盾构机在富水砂卵石地层快速掘进中的要求

在盾构施工中，由于地面受力情况非常复杂，很难准确地确定土层的开挖深度和倾角。为了保证掘进速度与掘进质量以及效率、安全运行等方面因素要求必须对其进行严格控制以确保工程建设的顺利完成。目前我国普遍使用的是人工挖掘机作为动力源来推进地层快速挖出土基或地表沉陷，并逐渐发展成为机械化施工工具用以辅助地面运输工作；同时在软岩中也有应用到盾构输送机构，以保证地层沉陷的质量。盾构机在施工中主要是通过控制掘进速度、注浆压力和推进时间，来调节土层含水率，从而有效地提高地面输送效率。目前我国富水性砂卵石粘土盾构快速挖掘设备已经广泛应用于软岩隧道工程之中并取得了良好效果；而对于饱和黏性软弱黏土地基来说由于其具有较高的承载力以及较大范围内变形能力强等特点在施工中就显得尤为重要[2]。

四、土压平衡盾构机双减政策设计

盾构机双减政策是在施工中根据地质条件和地层压力情况，通过协调使用不同的掘进速度来达到最佳开挖轮廓线，并能保证土层稳定而采取相应措施。单轮平衡注浆法：该方法在地面下应用比较广泛。它可用于大面积挖掘、回填及深埋地下工程。由于其具有切削效率高且安全可靠等特点被广泛应用；但缺点是施工

成本较高昂以及施工进度较慢和容易出现事故导致盾构进入地表造成堵塞现象，

甚至发生意外伤害；另外该方法对地面条件要求较高，并且容易出现二次衬托及

压裂，因此实际施工中应加以注意。本文结合富水砂层地质条件，应用理论分析

和数值模拟相结合的方法，对其进行了详细的参数计算[3]。

4.1土压平衡盾构机双减政策适用性

在盾构推进的过程中，土压力直接影响到隧道整体结构，而这也是造成软土

地基出现不稳定区域时最容易受到破坏的原因之一。因此针对这一问题进行分析

和研究。首先应根据具体施工情况选择适合掘进土壤为硬质填料；其次还应对地

面以下地层施加一定量的高压预压、降水等辅助作用措施来降低地表沉降并保证

地基承载能力提高盾构机推进速度，保证掘进速度控制在一定范围内，同时对刀

盘与地面以下土体也进行预压、预防冻融破坏；最后还应考虑盾构机推进过程中

的温度变化情况。

4.2配套措施

(1）在施工中，应控制好掘进速度，保证能顺利推进，同时也要加强对盾构

机的保养和维护。

(2）为了使地面以下部地层稳定性得到更好的保障。可以通过适当增加开挖

面底土压平衡注浆边坡来进行。但是由于地下水位较高时造成开挖后上部地表出

现沉降而无法及时下入原岩体或因基底松动导致掘进中断，所以在开挖过程中要

严格控制掘进距离，避免因沉降而导致地面出现隆起和倾斜。为了保证土体的稳

定性，我们可以通过增加上部地层压力来进行施工[4]。

总结：随着我国城市化进程的不断加快，在施工过程中出现了许多新工艺、

新装备，这些技术也逐渐被应用到实际工程当中。盾构机作为一种机械化开挖隧

道施工设备具有效率高以及安全可靠等特点。本文对富水砂砾石地层快速掘进工

程技术进行研究。首先介绍了国内外土压平衡系统和真空挖掘法软土地基压缩成

形理论；然后分析目前我国盾构领域存在的问题及其发展前景并提出针对性建议，以期为未来在中国城市建设中使用该技术提供一定参考价值；最后介绍了盾构机

施工工艺，并对其技术参数进行详细分析，以期为进一步完善我国盾构隧道掘进系统提供一定的参考。

参考文献：

[1]王佳平.土压平衡盾构机在富水砂卵石地层快速掘进施工技术[J].轨道交通,2013:90-91.

[2]王德勇.土压平衡盾构机过富水砂卵石地层施工技术[J].建设科技,2018: 108-109.

[3]杨书江.富水砂卵石地层土压平衡盾构长距离快速施工技术[J].现代隧道技术,2009:86-93.

[4]任进博.无水砂卵石地层土压平衡式盾构快速常压开舱施工技术浅析[J].铁道建筑技术,2014:222-226.

盾构在砂层中掘进的技术措施

盾构在砂层中掘进的技术措施 一、概况 盾构在砂层中穿越，地面为城市交通要道或湖面，隧道埋深约为7.8m～ 14.3m，砂层为良好的富水和透水地层，饱含地下水，渗透系数为8.26～29.11m/d。 二、盾构机技术特点 1、土压平衡式盾构又称削土密封式或泥土加压式盾构。适用于含水的软土、软岩、硬岩及混合地层的隧道掘进。 2、掘进施工可采用复合式土压平衡盾构机具有敞开式、半敞开式及土压平衡三种掘进模式。掘进操作可自动控制、也可半自动控制或手动控制。通过试验段的掘进选定六个施工管理指标来进行掘进控制管理:a、土仓压力；b、推进速度；c、总推力；d、排土量；e、刀盘转速和扭矩；f、注浆压力和注浆量，其中土仓压力是主要的管理指标。 3、盾构机配备了自动导向系统, 可控制和稳定掘进方向, 具有灵活转向纠偏能力。 4、盾构刀盘结构能满足不同地层的掘进速度要求。 5、盾构配备了同步注浆系统, 有利于控制隧道周围土体沉陷及建筑物保护。 6、盾构配备了泡沫及膨润土注入系统, 有利于碴土改良。配备了压缩空气系统, 有利于防止工作面的渗水及控制地表沉降。 三、掘进施工技术 1、出现问题：盾构机在富水砂层施工时，容易引起地层沉降大、隧道喷涌、盾构姿态难控制等问题。 2、主要施工技术措施 （1）采用土压平衡模式掘进，进行开挖面稳定计算，设定合理的掘进参数，控制盾构机姿态，控制土压力以稳定开作面，控制地表沉降，将施工对地层的影响减到最小。 1）掘进过程土仓顶部压力控制在1.0bar，掘进速度控制在30mm/min以上，出土量不得大于50m3； 2）盾构机姿态保持向上，趋势控制在范围±4。 3）掘进的过程必须尽可能的快，中间尽量减少停滞时间。

土压平衡盾构机类泥水模式掘进施工技术

土压平衡盾构机类泥水模式掘进施工技 术 摘要：为解决上砂下岩富水地层盾构掘进施工的技术难题，文章结合佛山地 铁某盾构区间施工案例，对该地层盾构的施工难题开展技术分析及研究。基于土 压平衡盾构机采用泥水平衡盾构掘进原理的掘进技术，通过向土仓注入膨润土泥浆，建立满仓泥水压（达到泥水盾构建立泥水仓的效果），对开挖面前方砂层地 质进行平衡稳定，再辅助满仓实压模式掘进的施工方法。通过实施表明，此技术 可有效的降低超排量，控制施工风险，保护地面环境安全。 关键词：上砂下岩；膨润土；盾构；类泥水；渣土改良 1前言 土压平衡盾构是采用掘进渣土平衡地层水土压力，由于砂质地层含沙量大， 含泥量低，具有含黏度低、水量大且具有一定水头压力，渗透系数高，流动性大 等特点，土压平衡方式在砂层中很难做到掌子面稳定，其次盾构掘进对地层的扰 动容易造成涌砂和涌水，而此时盾构机土仓没法建立满仓土压（满仓实土会造成 掘进推力大，无速度），给砂水有流动的空间，从而导致上覆水土压力流失，严 重的可能造成多米诺骨牌效应，造成地面塌陷、掘进困难等组诸多难题。而采用 泥水平衡原理，可在土仓建立满仓泥水压，有效平衡地层水土压力，稳定上部砂层，且能保证盾构正常掘进。因此，在盾构机掘进时向土仓主动加注膨润土泥浆，安全快速地建立主动土压力平衡掌子面的被动土压力，伴随增加土渣渣土的粘度，不形成喷涌、突水等情况，从而避免上述问题。因而总结形成了“上软下硬富水 含砂土压平衡盾构机类泥水模式掘进施工工法”，以期能为类似工程盾构掘进施 工提供借鉴思路。 2工程地质水文情况

佛山地铁某盾构区间隧道洞身存在长约243m，最大侵入隧道深度6m的<3-2> 中粗砂地层，<3-3>砾砂地层，砂层上方为<2-1b>淤泥质土，<2-2>淤泥质粉细砂、<2-3>淤泥质中粗砂、<2-4>粉质粘土。隧道洞身范围主要为基岩风化裂隙水，承 压水头5.0~26.8m，承压水头埋深比稳定水位深，承压作用强，预测掌子面涌水 量约700m³/d。 3操作要点 3.1施工准备 土压平衡盾构机采用类泥水模式掘进成败关键在于膨润土添加的实现。在掘 进过程中能实时添加膨润土泥浆，携带土仓切削的砂石进行排渣。因此前期的准 备至关重要。 施工准备工作主要包括膨润土泵送方案设计、盾构机改管、膨润土搅拌装置 安装及材料准备。 （1）膨润土泵送方案设计： 采用土压平衡盾构机进行类泥水模式掘进前，要制定膨润土泥浆实时添加的 方案。本工法采用地面集中拌制膨润土，泵送至台车的膨润土罐进行储存，掘进 过程通过管路实时向土仓添加。膨润土泵送方案示意图如下; 图 3.1膨润土泵送方案示意图

土压平衡盾构机在富水砂卵石地层快速掘进施工技术

土压平衡盾构机在富水砂卵石地层快速 掘进施工技术 江苏省无锡市214104 摘要：当前我国贫水渐稀的地区，在地质条件下，进行开挖施工是非常重要 且必要的。但是由于目前掘进技术水平有限以及现场环境中存在大量不可控因素 和风险。针对这一问题提出了一种能够有效控制地层压力、恢复地表沉降等措施。本文将对富石砂层快速掘进施工方案展开研究与分析，并给出具体参数计算方法 及程序实现其质量指标验收标准的形成，为该区域在贫水地区进行盾构隧道开挖 施工提供理论依据和技术保障；并对其进行实际施工效果的分析和评价，为该区 域地铁盾构隧道掘进技术奠定一定基础。 关键词：土压平衡盾构机；富水砂卵石地层；快速掘进； 1. 引言 在盾构施工过程中，由于掘进速度大，刀盘回旋半径小，切削能由深变短逐 渐接近地面的能力较差。随着开挖深度不断增大而引起了土压力波动和地层结构 性的破坏。如何保证隧道工程安全、顺畅进行是目前亟待解决的问题之一：一是 针对不同岩体破碎程度和变形性质采用合适刀具选择原则；二是对于同一类型地 质构造采取同样方法掘进技术十分必要，保证掘进速度和切削性能的同时，还需 考虑土体弹性变形机理，以确保刀盘在施工过程中不会发生离析或崩裂；三是针 对不同地质构造应采取相应的盾构机刀具选择方法，从而确保施工安全及地面交 通畅通，减少地面交通堵塞，降低盾构机掘进施工对土体的扰动，保证隧道工程 安全顺利推进。 1. 土压平衡盾构机的工程应用技术研究

在盾构机的隧道施工中，由于地面条件复杂，容易受到自然因素影响。所以我们需要对地层进行详细勘察工作。首先是地质情况分析：对于地表以下地区要充分了解和掌握地物所处环境；其次就是根据实际情况选择合适的掘进方式以及参数确定刀盘、推进机械与土壤之间是否处于平衡状态等问题；最后还包括在盾构机运行过程中遇到异常状况时如何应对，以保证整个工程不会受到影响或者降低事故率，从而使施工质量得到保障。 2.1土压平衡盾构机的总体规划 根据盾构机的总体布置图，将土压平衡仪、注浆管路系统及掘进控制系统等设备放置在地铁车站施工场地，并对整个隧道工程进行整体规划。 1）首先要保证盾构推进后能够迅速排出切削液。 2）其次就是确保土压力平衡仪处于正常水平。其作用是通过控制刀具和输送泵实现同步运动来调整地层的自重与牵引力、避免出现超压现象；同时也能防止地面产生隆起或者下滑情况发生，从而影响施工进度。盾构机一般是在地下空间开挖进行的，因此需要对掘进速度和推进时间等因素加以控制。 2.2项目管理 盾构机的开发使用，为满足施工质量、工期和安全等方面要求。在设计阶段要根据施工现场条件进行综合考虑。本项目采用土压平衡盾构隧道掘进技术，并通过对其结构参数计算确定合理的设计方案；同时结合工程建设经验及相关规范规定制定切实可行的管片尺寸以及开挖刀具选型与布置原则等内容来保障工程进度顺利开展，达到保证质量、降低造价和缩短工期目的。在施工中要根据工程的实际情况，选择合适盾构机类型[1]。 1. 土压平衡盾构机在富水砂卵石地层快速掘进施工中的必要性 3.1土压平衡盾构机在富水砂卵石地层快速掘进施工中存在的主要问题

盾构在富水含砂层中掘进施工的渣土改良技术措施

盾构在富水含砂层中掘进施工的渣土改 良技术措施 摘要：土压平衡盾构法施工因其良好的适应性和安全性等优点，在地铁隧道、大型地下通道等基础设施建设中得到了广泛的应用。然而，在富水砂层中，土压平衡盾构机掘进施工普遍存在螺旋机喷涌、摩阻力大、推力波动大等难点，影响施工质量并带来较大安全风险。为解决这个问题，本文过项目实例中上海地区砂性土地质特点，通过合理使用适当比例的高分子聚合物对渣土进行改良，改善盾构施工参数、有效控制喷涌，使盾构法在富水砂性土层中掘进顺利实施。 关键词：盾构法、富水砂层、渣土改良 0、引言 土压平衡盾构机在富水含砂地层中施工有较大的风险，如处理不当，不仅会出现螺旋机喷涌造成涌水、涌砂工程事故，破坏既有隧道结构，同时，将大大缩减盾构机的使用寿命。在该地层中掘进须对渣土性能进行改良，控制渣土流塑性满足出土要求。随着盾构法施工配套技术的逐渐完善，渣土的管理和改良对改善盾构机在不良地层（特别是富水砂层）中推进性能的作用，越来越引起工程建设者们的重视。 1工程概况 1.1、项目概况 硬X射线自由电子激光装置项目主要由长约3.2km地下隧道、5个竖井及竖井附近的地面设施组成。其中，一号井至二号井区间隧道里程范围SK0+000.000~SK1+430.000，长度1430m，隧道内径φ6300mm、外径φ7000mm。采用一台直径φ7200土压平衡盾构机掘进施工，隧道最大纵坡为0.02％，顶覆土厚度26.0~32.4m。

图1项目平面布置图 1.2、工程地质情况 区间隧道主要位于⑦1草黄色砂质粉土，该土层主要力学性能参数为：含水量27.5%、重度19.0KN/m3、孔隙比0.778、地基承载力特征值418kPa、渗透系数Kv=4.21E-04cm/s。⑦1草黄色砂质粉土为上海第一承压含水层，透水性强，在一定动水压力作用下易产生流砂现象。 图2盾构穿越富水含砂层地层图 1.3、难点分析 ⑦1草黄色砂质粉土为承压水层，在水动力作用下，易产生流砂、管涌、坍塌等现象。土压平衡盾构在该土层中施工，易发生螺旋机喷涌，导致掘进面不稳定；突发性的涌水和流砂还将引起地面较大沉降，严重时会造成地面突然塌陷。因此，亟需对盾构掘进渣土进行改良，以改善出土状态及推进稳定性。 2、渣土改良的作用 在盾构的施工过程中，特别是在复杂地层或特殊地层中进行盾构施工时，进行必要的渣土改良是保证盾构施工安全、顺利、快速的一项不可缺少的重要技术手段，其主要作用如下：

富水砂卵石地层中盾构施工的控制难点及措施22

富水砂卵石地层中盾构施工的控制难点及措施 段浩 引言：随着中国经济的快速增长、城市人口数量迅速膨胀，机动车辆的数量呈级数比例增长，原有的市政道路难以满足交通的需要，为缓解城市交通压力、创造良好的生活和投资环境，国内各主要城市均选择修建地铁工程来提升城市形象和投资环境。隧道是地铁工程最主要的组成部分，隧道盾构法施工具有施工速度快、工期短、洞体工程质量易控制、质量比较稳定且良好的防渗水性能、施工安全系数高、对周边建筑物影响极小、基本不影响地面交通、适合地层范围广、地质情况复杂的施工作业环境等优点。随着我国各大城市地铁建设热情的高涨，隧道盾构施工方法必将在地铁建设中被广泛推广应用。盾构施工虽然有对地层的广泛适应性、施工安全系数高等优点，但因地质情况千变万化、施工环境的复杂性，在盾构施工中必然存在盾构机的适应性和施工方法、措施的调整。成都地铁穿越的地层主要为砂卵石地层并夹杂有粉细砂层透镜体，地下水丰富、水位高、补给迅速，国内、国际在该种地质条件下全面实施盾构施工隧道尚不多见，无较多经验可以借鉴，在地铁建设史上的应是一次重要技术性突破。截至目前成都地铁采用泥水盾构和土压平衡盾构施作的隧道，已经完成成型隧道1000余米，在施工中出现一些有别于其它地质情况下施工的难点，对这些难点的技术处理为在富水砂卵石地层中盾构施工积累了一些应对的经验。 成都地铁地质情况描述：

盾构隧道从<2-8>、< 3-4>、<3-7〉等砂卵石地层中通过。卵石成分主要为灰岩、砂岩、石英岩，卵石的含量达67％，中间夹杂大漂石。砂卵石具有分选性差，强度高的特点。 <2-8>卵石土（Q4al）：黄灰色，黄褐色，中密～密实为主，部分密实，潮湿～饱和。卵石成分主要为中等风化的岩浆岩、变质岩、砂岩等硬质岩组成。磨圆度较好，以亚圆形为主，少量圆形，分选性差，卵石含量65～75%，粒径以30～70mm为主，钻探揭示最大粒径145mm，夹零星漂石，充填物为细砂及圆砾。 <3-4>粉、细砂（Q3fgl+al）：灰绿色，饱和，中密，夹少量卵石。呈透镜体状分布。 <3-7>卵石土（Q3fgl+al）：褐黄、黄色，以中密～密实为主，饱和。卵石成分主要为中等风化的岩浆岩、变质岩、砂岩等硬质岩组成。磨圆度较好，以亚圆形为主，少量圆形，分选性差，卵石含量60～75%，粒径以30～70mm为主，据钻探揭示，最大粒径150mm，夹零星漂石，充填物为砂及砾石，具弱泥质胶结或微钙质胶结。 隧道通过的地层含水丰富，根据钻孔揭示，隧道区间分布的卵石土及所夹透镜状砂层为地下水主要含水层，含水量丰富，含水层厚20～22.6m，区间范围内卵石土分选性差，渗透性强。

富水砂卵石地层土压平衡盾构施工工法10.23

富水砂卵石地层土压平衡盾构施工工法 中铁隧道股份有限公司 章龙管、杨书江、罗松 一、前言 盾构施工以其安全、快速、高效在国内外地下工程，尤其是城市地下铁道建设中得到越来越广泛的应用。但是，在富水砂卵石地层中还没有采用过。在使用盾构法进行城市地铁隧道修建中，不可避免的要对线路沿线地面建（构）筑物造成一定程度的影响，要求在盾构施工时既要保证盾构施工隧道本身的安全，还要解决好盾构穿越地层时对邻近既有建（构）筑物的影响问题。成都地铁一号线四标区间隧道沿成都市南北城市交通主干道人民南路下放穿行，沿线建（构）筑物众多，管线密集，盾构隧道全长4878.9m，埋深9~15米,隧道洞身地层基本为全断面砂卵石层，国内尚无在该地层中盾构掘进施工的工程实例。在施工中，需要防止由于盾构隧道施工引起的地层移动和地表沉降，避免地表及周边既有建（构）筑物发生过量变形与破坏，是一具有相当难度的技术难题。如何解决盾构设备配套、碴土改良和同步注浆等，将成为盾构隧道施工成败的关键，也为以后国内类似工程提供经验和参考。因此，开发此工法非常重要和必要。 结合隧道局科研课题“富水含大漂石砂卵石地层盾构施工关键技术研究（隧研合2006-26）”，中铁隧道集团成都地铁项目部开展了科技创新，取得了“富水砂卵石地层土压平衡盾构施工技术”这一新成果。形成了富水砂卵石地层土压平衡盾构施工的施工工法。该工法由于在处理成都特有富水砂卵石地层盾构掘进进度，施工质量以及盾构施工对既有建筑物、管线影响方面效果均较明显，技术先进，故有显著的社会效益和经济效益。 二、工法特点 富水砂卵石地层土压平衡盾构施工工法具有施工质量高、施工进度快、施工安全对地面影响小的特点。 （一）、施工质量高 该工法在成都特有的富水砂卵石地层中施工效果好，施工质量高。成型隧道各方面指标均符合国家规范要求，管片错台、破损、渗漏均和少发生。 （二）、施工进度快 该工法在成都特有的富水砂卵石地层中还体现出施工进度快的特点。 盾构机于2007年9月8日在现场组装完成并顺利始发，2008年1月29日完成火~桐区间945.1米的掘进，区间顺利贯通。2月1日至2月28日盾构机过桐梓林站，2月28日在桐梓林站始发，截至4月26日桐~倪区间已掘进494.5米。 左线最新最高月进度2008年3月1日~3月31日掘进234环，共357米，创造了在成都特有富水砂卵石中盾构掘进新记录。 （三）、施工安全对地面影响小 ①该工法施工不受地面交通、河道、航运、潮汐、季节、气候等条件的影响，地面人文自然景观也受到良好的保护，周围环境不受施工干扰； ②土压力平衡盾构在施工过程中对地表影响与浅埋暗挖等其他施工方法比较较小，且更易控制，地表相对安全。 ③按欧美和日本的施工经验，地层渗透系数与盾构选型关系示意图，则应选择泥水盾构，但通过实践证明，针对成都地铁的水文地质条件，该盾构选型示意图并不是唯一条件，还有砂卵石的含量、粒径，地层的富水等条件。在做好针对本水文地质在刀盘设计、刀具布置、刀盘开口率、推力主驱动能力配置的情况下，土压力盾构是完全能够满足成都特有水文地质条件下的施工要求的。 三、适用范围 富水砂卵石地层中，临近建（构）筑物、管线密集、地面条件限制、地层构造复杂的土压平衡盾构地下工程施工。

富水软土地层盾构掘进施工技术

富水软土地层盾构掘进施工技术 摘要：广州市河湖众多，水网发达，随着城市化进程不断加快，南珠江两岸 也加快了开发的步伐。本文以广州市轨道交通十号线某区间为例介绍了富水软土 地层盾构掘进通过控制与优化掘进参数、渣土改良、改善同步注浆工艺以达到控 制地层变形、管控风险及提高效益的目的。为类似工程施工提供了借鉴。 关健词：富水软土地层，盾构掘进，施工技术 引言 随着我国经济的快速发展，地铁越来越普及随着工程的增多，城市交通压力 得到有效缓解，交通安全水平得到提高它在一定程度上是城市社会经济发展的主 要产物。从目前各大地铁的应用情况来看，已经得到了广泛的应用，地铁工程对 变形控制要求很高，因此，如何在富水软土地层盾构掘进施工具有重要意义，富 水软土层含水量高，流动塑性大，周围环境差在盾构施工过程中，盾构机的姿态 容易失控，这种现象主要表现在盾构机头栽植和上浮，从而造成盾构管片浮动和 其他问题；如果盾构参数控制不当，会对周围环境和结构造成破坏地面容易下沉。因此，盾构隧道施工的风险分析非常重要并进行风险控制，确保开挖面稳定，有 效控制地表沉降，准确确保沿线构筑物安全，合理选择隧道控制施工管理指标管 理意义重大。本文以广州市轨道交通十号线明挖车站为例介绍了盾构法在富水软 土层中施工的成功经验，供参考。 1. 工程概况 区间所属地貌为珠江三角洲冲积平原（海陆交互冲积区），场地地形较平坦，相对高差较小，地面高程一般为7.33～8.76m。以水道、道路、厂房、空地为主。 区间右线长度1794.459m，设计起迄里程为YDK19+375.100～YDK21+166.000，采用土压平衡盾构法施工，区间隧道管片外径6.4m，内径5.8m，管片厚度0.3m，

盾构掘进技术施工要点

盾构掘进技术施工要点 一、土压平衡盾构掘进 （一）土压平衡式掘进特点 土压平衡盾构，是将开挖下来的土砂充满到开挖面和隔板之间泥土仓，根据需要在其中注入改良材料，用适当的土压力确保开挖面的稳定性。通过贯穿隔板设置的螺旋输送机，可在推进的同时进行排土。在施工时，必须在开挖两层隔板之间充满土砂，对其进行加压达到满足开挖面的稳定需要的状态。为了获得适合于盾构推进量的排土量，要对土压力和出土盘进行计量，对螺旋式排土器的转数和盾构的推进速度进行控制，达到平衡状态，同时，还要掌握刀盘扭矩和推力等，进行正确的控制管理以防止开挖面的松动和破坏。 （二）土仓压力管理 （1）在土压平衡盾构的施工中，为了确保开挖面的稳定，要适当地维持压力舱压力。一般，如果土仓压力不足，发生开挖面的涌水或坍塌风险就会增大。如果压力过大，又会引起刀盘扭矩或推力的增大而发生推进速度下降或地面隆起等问题。 （2）土仓压力管理的基本思路是：作为上限值，以尽量控制地表面的沉降为目的而使用静止土压力；作为下限值，可以允许产生少量的地表沉降，但可确保开挖面的稳定为目的而使用主动土压力。 （3）掌握开挖面的稳定状态，一般是用设置在隔板上的土压计来确定土仓压力。 （4）推进过程中，土仓压力维持有如下的方法： ①用螺旋排土器的转数控制； ②用盾构千斤顶的推进速度控制； ③两者的组合控制等。

通常盾构设备采用组合控制的方式。 （5）要根据各施工条件实施良好的管理。另外，需要确认伴随推进所产生的地基的变形、排土状态、刀盘扭矩以及其变化情况，及时在推进中修正土仓压力。 （三）排土量管理 （1）为了一边保持开挖面的稳定一边顺利地进行推进，则需要适量地进行排土，以维持排土量和推进量相平衡。可是，由于围岩的重度在掘进中会有一定的波动，以及受添加剂的种类、添加量或排土方式等因素的影响，排出渣土的重度也会发生变化，所以要恰当地掌握排土量是比较困难的。另外，作为排土，其状态可在半固体状态到流体状态之间变化，其性状是各种各样的。因此，仅单独根据排土量的管理来控制开挖面坍塌或地基沉降是困难的，最好是根据压力舱的压力管理和开挖土量管理同时进行。 （2）排土量管理的方法可大致分为容积管理法和重量管理法。作为容积管理法，一般是采用计算渣土搬运车台数的方法或从螺旋排土器转数等进行推算。重量管理法，一般是用渣土搬运车重量进行验收。计算渣土搬运车台数的方法是一种粗略式的估计，由于应用简便，在现场使用较多。 （四）渣土改良 土压平衡盾构的渣土排出量必须与掘进的挖掘量相匹配，以获得稳定而合适的支撑压力值，使掘进机的工作处于最佳状态。当通过调节螺旋输送机的转速仍不能达到理想的出土状态时，可以通过改良渣土的塑流状态来调整。 （1）改良渣土的特性： 在土压平衡工况模式下渣土应具有以下特性： 1）良好的塑流状态。 2）良好的黏稠度。

地铁工程土压平衡式盾构施工技术的研究

地铁工程土压平衡式盾构施工技术的研究 摘要：盾构法具有自身稳定性好、对地面影响较小等特点，至今已成为我国隧道施工中一种重要的施工工法。本文以某地铁项目盾构隧道为依托，探讨了土压平衡盾构在富水砂砾黏土地层中小半径曲线始发的一些关键施工技术，并对盾构初始掘进和掘进进行参数控制，以保证项目的施工平安。关键词：盾构；水文；施工；关键技术；控制引言土压平衡盾构以其地层适应性广、作业平安、掘进速度快、对环境影响小及项目造价较低等特点在隧道项目领域得到了广泛的应用。盾构始发一般宜采用直线始发，但半径500m下列的曲线始发那么不能确保盾构连续正常地由非土压平衡状态过渡到土压平衡状态，且施工过程中易出现各种问题，影响始发质量以及施工的进度与平安。然而，富水砂砾黏土地层是一种典型的不稳定地层，土压平衡盾构在该地层中小半径曲线始发的施工，易发生涌砂、洞口坍塌等现象，施工难度及风险较高。下文重点探讨土压平衡盾构在富水砂砾黏土地层中小半径曲线始发技术与参数控制，可为类似项目提供借鉴。1项目概况某地铁项目19标段由"一站两区间";组成，其中一站台为地下两层双柱三跨规范站，总长223m，该站区间单线隧道总长1955m，最大坡度为28‰，始发曲线半径R=400m。左、右线采用2台φ6.14m土压平衡盾构机施工。隧道采用普通衬砌环型结构，由6块预制管片错缝拼装构成，隧道管片外径6000mm。2项目水文地质条件该两站区间隧道盾构曲线始发段，隧道顶板上方土层为粉质黏土③1，隧道开挖面土层为粉质黏土层④和圆卵砾石⑤，隧道底板下方土层为粉土⑥2和粉质黏土⑥；水头埋深19.30～21.18m，水头标高15.80～17.16m，地层赋水量大，水位高，施工条件差。盾构始发易发生涌砂、洞口坍塌等现象，影响周边土体稳定和盾构施工平安。3盾构曲线始发施工关键技术该两站区间受线路影响，盾构始发需直接在包括盾构始发井在内均处于 R=400m的圆曲线上施工，且处于28‰极限设计纵坡下坡段。小半径曲线段示意见图1。图1两站区间曲线始发示意图3.1确定始发路径小半径曲线段盾构始发由于受到场地的限制，始发基座、负环管片和反力架的布置无法满足隧道平面线形的要求，导致盾构脱离基座前只能沿直线推进，轴线误差控制难度加大。因此，确定合理的始发路径是保证盾构小曲线始发成功的关键。图2盾构切线始发示意图盾构在小半径曲线段一般采用割线或切线始发方式。由于盾体沿始发基座前进至全部进入土体之前不能进行纠偏，因此在盾构能进行纠偏之前需要控制始发轴线与设计轴线的误差在允许偏差之内〔＜50mm〕。该项目采用的盾构机为主动铰接形式，盾体全长9.15m。当盾构采用切线始发时，刀盘中心和盾尾中心的连线沿设计曲线的切线方向推进，根据模拟路线〔见图2〕盾构机体完全进入土体后，切线与轴线偏差到达107.2mm，不满足标准要求，因此，改用割线始发。采用割线始发时，为减小管片在曲线段因受侧向分力而引起的向圆弧外侧的偏移量，设定盾构始发点偏离圆弧外侧45mm，以盾构机刀盘中心位置为圆心，盾构长度为半径画圆，得到与设计轴线的交点，两点连线即为始发割线〔见图3〕。通过线路模拟，始发割线与设计轴线间的最大偏差为13.8mm，满足标准及设计要求。始发角度设定为83.0671°。确定始发路线后，根据路线确定始发基座的具体位置。图3盾构割线始发示意图3.2盾构始发井端头加固该项目盾构端头加固范围为始发井灌注桩外侧6m，隧道中心线高低左右各6m。施工采用三重管高压旋喷桩加固，"跳桩法";施工；桩径800mm，间距600mm，咬合200mm，成孔约18.7m，其中空孔约6.7m。旋喷施工根本参数：提升速度15cm/min、转速15r/min、水灰比1.2：1，空压机6m3/0.7MPa。加固28d后在洞口范围内钻孔取芯，测定结石体无侧限抗压强度须到达1.0～1.2MPa，渗透系数≤1.0x10-7cm/s，以保证其加固效果。3.3凿除始发端头洞门为保证洞口土体稳定，防止土体长时间裸露在外，在始发前进行洞门灌注桩凿除。采用风镐人工凿除灌注桩，合理分块、快速凿除。洞门全部破除后，盾构机迅速靠上洞口掘进工作面，盾构贯入工作面后立即进行加压掘进。洞门破除的外径为6700mm，左右线各凿除5.5根洞门灌注桩。3.4安装始发洞门密封始发洞门采用橡胶帘布板密封。施工流程为：掘进前橡胶帘布用螺栓挂在洞口预

盾构机在砂卵石及中风化泥岩复合地质情况下掘进技术

盾构机在砂卵石及中风化泥岩复合地质 情况下掘进技术 摘要：盾构隧道掘进机，简称盾构机。是一种隧道掘进的专用工程机械，现 代盾构掘进机集光、机、电、液、传感、信息技术于一体，具有开挖切削土体、 输送土碴、拼装隧道衬砌、测量导向纠偏等功能，涉及地质、土木、机械、力学、液压、电气、控制、测量等多门学科技术，而且要按照不同的地质进行“量体裁衣”式的设计制造，可靠性要求极高。盾构掘进机已广泛用于地铁、铁路、公路、市政、水电等隧道工程。盾构机的基本工作原理就是一个圆柱体的钢组件沿隧洞 轴线边向前推进边对土壤进行挖掘。该圆柱体组件的壳体即护盾，它对挖掘出的 还未衬砌的隧洞段起着临时支撑的作用，承受周围土层的压力，有时还承受地下 水压以及将地下水挡在外面。挖掘、排土、衬砌等作业在护盾的掩护下进行。不 同的地质构造对盾构机的正常掘进安全影响不同，依托成都轨道交通30号线双 寺区间工程，本文对盾构机在砂卵石及中风化泥岩复合地质情况下掘进技术进行 了详细阐述，希望能为同行提供一些借鉴和参考。 关键词：盾构机；砂卵石；中风化泥岩；复合地质；掘进技术 1砂卵石及中风化泥岩复合地质 砂卵石，对于浑圆状颗粒，分为圆砾石、卵石、漂石、砾石土、砂卵石等; 对棱角状颗粒，分为角砾石、碎石、块石、碎石土等。砂卵石是一种典型的力学 不稳定地层，颗粒之间的空隙大，没有粘聚力，砂卵石地层在无水状态下，颗粒 之间点对点传力，地层反应灵敏。刀盘旋转切削时地层很容易破坏原来的相对稳 定或平衡状态而产生坍塌,引起较大的围岩扰动使开挖面和洞壁失去约束而产生 不稳定。 泥岩风化特点，泥岩构成的崖壁风化速度快，而结核形成的石蛋风化速度慢，当泥岩层层风化剥落石蛋就慢慢孕育而出。中风化泥岩是软质岩。岩石在太阳辐

富水砂卵石地层盾构施工“减磨降矩”的措施

富水砂卵石地层盾构施工“减磨降矩”的措施 摘要：本文以兰州地铁施工为例，分析了土压平衡盾构机在砂卵石地层施工中 刀盘磨损大、扭矩大的原因，并提出了刀盘“减磨降矩”的有效措施。 关键词：富水砂卵石；刀盘；减磨降矩；措施 1.工程概况 兰州地铁陈官营～奥体中心区间隧道埋深8.3～13.2米，盾构穿越段主要地层为2-10卵石（含量60%）、3-11卵石（含量61%）、4-1泥岩，如图1所示，卵 石含量多、粒径大。区间2-10卵石、3-11卵石层普遍分布粒径大于20cm的漂石，分布随机性较强。 图1 砂卵石地层 本项目卵石地层主要特点如下： ⑴漂卵石多、强度高、粒径大，卵石含量60%，卵石粒径为20～60mm，漂 石含量较少，最大粒径可达500mm。⑵高富水和水压高，地下水埋深3.10m～10.90m ，渗透系数大，为强透水层。⑶地层透气性和磨琢性大，流动性和胶结性差，对盾构机刀盘磨损较为严重。⑷地层松散且掌子面、拱顶地层不稳。 2.砂卵石地层盾构法掘进的力学特性 砂卵石地层是一种典型的力学不稳定地层，其基本特征是结构松散、无胶结，卵石粒径大小不等，且卵石空隙多被中、粗砂充填，颗粒之间点对点传力，地层 反应灵敏，刀盘旋转切削时，刀盘与卵石层接触压力不等，导致刀盘震动，在顶 进力作用下很容易破坏原来的平衡状态而产生坍塌，引起较大的围岩扰动，使掌 子面失去约束产生不稳定。围岩中的大块卵石、砾石越多，粒径越大，这种扰动 程度就越大，特别是隧顶大块卵石剥落引起上覆地层的突然沉陷，加剧刀盘的磨损。 3.开挖面稳定机理分析 开挖土仓由刀盘、切口环、隔板及螺旋输送机螺旋轴等围成的一个密闭空间。土压平衡盾构就是将刀盘开挖的渣土填满土仓，并通过搅拌棒搅拌。盾构推进产 生的推力通过隔板对土仓内渣土进行加压，产生泥土压力，这一压力作用于整个 作业面，使作业面稳定，刀盘切削下来的渣土量与螺旋输送机往外输送量相平衡，维持土仓内压力稳定在预定的范围内。 土仓内土压力通过土压传感器进行测量，并通过控制推进力、推进速度、螺 旋输送机转速等来控制。在高富水砂卵石地层中施工时，由于渣土流动性差，砂 卵石摩擦力大、渗透系数高、地下水丰富等原因，土仓内压力不易稳定，所以需 进行渣土改良。向土仓内注入膨润土或者泡沫剂，然后进行充分搅拌，使渣土具 有塑性和不透水性，保持土仓内土压稳定，继而维持整个开挖面的稳定。 切削土体颗粒与刀盘摩擦大，刀盘、刀具等磨损严重，经常超过预期。土压 平衡盾构机刀盘磨损呈现局部的连续性，集中在某个外周区域，造成刀具严重偏磨，直至整把刀报废。例如：周边刮刀的磨损直接导致刮刀附近刀盘本体的严重 磨损，磨损量超过7cm。 4.“减磨降矩”措施 4.1优化刀盘的结构型式 砂卵石地层是一种咬合不稳定地层，粒径不均，内摩擦角大，咬合力强，不 易普通切削，但受扰动后极易自行崩塌。选择正确的刀盘结构型式是砂卵石地层

土压平衡盾构在大粒径砂卵石地层中的应用

土压平衡盾构在大粒径砂卵石地层中的 应用 河北省廊坊市065000 摘要：土压平衡盾构在大粒径卵石地层中掘进时，土仓内容易结泥饼，特别 在富水地层中掘进时，容易诱发喷涌现象而导致地表沉降、塌方，进而使盾构主 驱动损坏，造成工程停工等重大经济损失和重大安全事故。因此，研究和探讨大 粒径卵石地层土压平衡盾构施工应用，对于确保土压平衡盾构在大粒径卵石地层 中的施工安全、实现高效掘进，具有极其重要的意义。基于此，本篇文章对土压 平衡盾构在大粒径砂卵石地层中的应用进行研究，以供参考。 关键词：土压平衡盾构；大粒径砂卵石地层；应用分析 引言 随着地下交通工程的快速发展，盾构法施工技术广泛应用于城市轨道交通、 地下综合管廊、引水等工程，盾构法施工对地层适应性广泛、施工安全系数高， 但因地质情况的千变万化、施工环境复杂，在施工中必然存在盾构适应性和施工 方法、措施的调整。本文主要研究某大粒径砂卵石地层土压平衡盾构施工关键技术，重点解决土压盾构在大粒径砂卵石地层掘进过程中滞排、保压、刀具磨损等 难题。 1土压平衡盾构施工方法简介 土压平衡盾构是集机械、电路、液压于一身的隧道开挖施工机械，由刀盘、 前盾、中盾、尾盾及后配套设施组成。通过刀盘转动切削土体，切削下来的土体 通过刀盘面板上的空隙进入土仓，刀盘转动的同时，面板上会注入膨润土或泡沫 剂进行渣土改良，使土体获得良好的流动性，再由螺旋输送机排出，每掘进一环 的距离即进行管片衬砌的安装，盾构推进的过程中，盾尾同时进行水泥砂浆注入，

及时填充管片背后的空隙。土压平衡盾构施工要点：端头加固、盾构始发、盾构 掘进、管片安装、同步注浆、盾构接收等。 盾构施工的优势:盾构施工技术现已成为我国隧道施工的重要方法。它的工 作方法在安全、质量、环保、经济和技术方面具有重大优势，尤其是在穿越不良 地质及建筑物或构筑物时，盾构施工更具有优越性，在技术、经济和安全方面盾 构工法与其他施工方法相比具有主要优点如下:（1）盾构施工是一个完全封闭的 作业环境，盾壳可起到支撑作用，直至隧道衬砌完工，有利于施工人员的安全保障。与此同时，盾构施工可以严格控制地面沉降，以确保地面建筑物、运输设施 和地下管道的安全。（2）施工占地面积小，可减少拆除量和地面沉降量，减少 投资。除外，工程是在地下进行的，不影响地面交通，不会产生影响附近居民的 噪音和振动，也不需要破坏隧道范围内地面结构。（3）盾构施工自动化程度高、施工速度快，节省了施工成本，缩短了投资回报周期。（4）成型隧道质量高。 盾构管片采用工厂加工，质量可控，生产精度高，工程质量可以保证。 2工程重难点分析 工程主要重难点有：卵石地层掘进刀盘、刀具磨损及换刀困难；砂层掘进时 的渣土塑流性、止水性差；在含有黏性土的卵石地层中掘进，易产生刀盘空隙堵 塞及“糊刀”现象；地表沉降控制难度大。 3土压平衡盾构在大粒径砂卵石地层中的应用分析 3.1盾构开仓作业 （1）开仓前准备工作：开仓前必须保证人员全部到位，同时将准备好的机具、工具、材料等运送到工作区域，并进行清点登记。（2）将土仓内碴土出至 仓门以下，打开仓门，通入新鲜空气，将土仓内空气置换。完成置换后后用气体 测试器进行测试，一切正常后方可进仓进行操作。（3）人员进入气压仓后，观 察周围情况是否稳定，如果比较稳定则按计划进行仓内作业，同时现场工程师收 集影像资料。（4）仓内作业完毕后，现场人员应按进仓前登记记录检查是否在 气压仓遗留有工具或其他杂物，仓内的管线、管路是否完好正常。确认后，撤离

富水软土地层土压平衡盾构机浅覆土、小净距接收关键技术

富水软土地层土压平衡盾构机浅覆土、 小净距接收关键技术 摘要：在城市化建设过程中，富水软土地层地质非常之多，因此采用土压平 衡盾构机展开浅覆土、小净距接收关键技术展开施工非常有必要。本文中以天津 地铁7号线外院附中站至喜峰道站盾构区间工程项目（以下简称A工程）为例， 简单探讨了其盾构段施工技术要点，有效克服富水软土地层地质问题，科学合理 应用土压平衡盾构机浅覆土、小净距接收关键技术内容。 关键词：轨道交通；富水软土地层；土压平衡盾构机；浅覆土；小净距接收前言： 土压平衡盾构机在穿越浅覆土富水软土地层施工中，需要解决诸多风险问题，比如流沙喷涌、冒顶透水、隧道上浮等等风险。在结合风险问题展开分析，也要 充分运用到浅覆土、小净距接收等关键技术内容，有效提高轨道软土地层施工安 全与质量保障。 一、A工程的基本概况 A工程项目属于轨道交通工程，为单洞单线隧道，隧道结构内径5.9m、外径6.6m，左线1082m，右线1071m，线间距8.82m～133.39m，隧道结构顶部覆土厚 度约5.22～14.23m,地层主要为粉质粘土层，采用盾构法施工。在盾构隧道施工 过程中，需要分析其渗漏量较小。了解承载力较低且对于隧道施工所产生的直接 影响问题。A工程所在施工现场为富水软土地层，且施工工艺中要大量采用到土 压平衡盾构机，其中主要采用到了浅覆土、小净距接收关键技术。 二、A工程的施工难点与风险问题分析 A工程轨道交通项目中存在盾构区间隧道下穿自然河流情况，属于富水软土 地层，其中的施工难点与风险问题是非常之多的。结合工程地质与水文情况展开

分析，需要保证克服施工中的某些难点问题，正视其中的风险状况。大体来讲，还需要结合以下2点风险问题： （一）盾构隧道覆土厚度施工风险问题 在A工程中，土压平衡盾构机在河底浅覆土施工中要分析受力作用，了解到在工作面挤压力合理作用下主动土压力、挤压力合力存在问题。在结合3种临界展开受力平衡状态分析过程中，还需要分析挤压力合力作用，了解受力平衡状态过程中，还需要盾构正面挤压力分析工作面主动动土压力内容，了解地面沉降明显变化，思考覆土塌陷情况。A工程中需要对后续工序所造成的沉降叠加问题进行分析，有效控制隧道总沉淀情况，如此对于后续工序所造成的沉降叠加问题十分严重，如此不利于A工程项目控制隧道总沉降，这就导致盾构施工控制难度加大。在分析前方覆土对顶裂产生裂缝过程中，还需要了解到盾构所导致的工程事故问题。 （二）富水软土地层底覆土施工风险问题 在富水软土地层底覆土施工中，需要了解到盾构隧道穿越过程中的粉质黏土层，在结合内摩擦角分析内聚力过程中，需要结合饱和中度分析最小压力问题。在结合盾构隧道覆土厚度分析调整盾构机安全推进机制过程中，也需要保证最小覆土调整到位，有效满足盾构机安全推进最小覆土调整到位，对河底加固效果相当明显[1]。 三、A工程盾构施工中的土压平衡盾构机浅覆土、小净距接收关键技术应用要点 在针对A工程中盾构施工展开操作，需要分析施工现场的富水软土层施工风险问题，合理使用浅覆土、小净距接收关键技术，以下主要结合关键技术讨论2点： （一）流沙、喷涌以及建筑群透水防范措施 在A工程中，主要希望改良建筑群土层渣土，对地下水层含水量较高问题展开分析，有效解决渣土改良问题，在控制泡沫原液配合比基础上思考确保渣土整

富水砂卵石地层土压平衡盾构带压换刀技术

富水砂卵石地层土压平衡盾构带压换刀技术 一、背景介绍 随着城市化进程的加速，地下交通建设也在不断发展。盾构技术作为地下隧道建设的重要手段，已经得到了广泛应用。而富水砂卵石地层是盾构施工中的一种典型地质条件，其特点是土体粒径大小分布范围大、孔隙率高、土体强度差等。因此，在富水砂卵石地层中进行盾构施工需要采用一些特殊的技术手段，以确保施工质量和安全性。 二、富水砂卵石地层特点 1. 粒径大小分布范围大：富水砂卵石地层中粒径大小分布范围大，从几微米到几厘米都有可能出现。 2. 孔隙率高：由于粒径大小分布范围大，导致孔隙率高。 3. 土体强度差：由于土体中含有较多的颗粒和空隙，导致土体整体强度较差。 三、盾构带压换刀技术原理 1. 带压换刀概述：带压换刀是指在盾构施工过程中，不停机、不减压的情况下，更换盾构机前端刀具的一种技术。 2. 带压换刀原理：在富水砂卵石地层中进行盾构施工时，土体的颗粒和空隙会对盾构机前端刀具造成较大的磨损。为了保证施工效率和质量，需要定期更换盾构机前端刀具。带压换刀技术通过采用专门设计

的装置，在不停机、不减压的情况下将旧刀具拆除并安装新刀具，从 而实现更换盾构机前端刀具的目的。 四、富水砂卵石地层土压平衡盾构技术 1. 土压平衡盾构概述：土压平衡盾构是指在进行地下隧道建设时，采 用与周围土体相等或接近相等的土体支撑力来平衡隧道内外土体之间 产生的差异性应力状态，并实现隧道掘进和支护一体化施工的一种技术。 2. 土压平衡盾构在富水砂卵石地层中的应用：由于富水砂卵石地层中 土体强度差、孔隙率高等特点，采用土压平衡盾构技术可以较好地控 制隧道内外土体之间的应力状态，减少土体塌方和沉降等问题的发生。 五、富水砂卵石地层带压换刀技术的操作步骤 1. 准备工作：在进行带压换刀前，需要对盾构机进行检查和维护，确 保设备处于正常工作状态。 2. 安装换刀装置：在盾构机前端安装专门设计的带压换刀装置。 3. 拆除旧刀具：通过带压换刀装置将旧刀具拆除，并将其送至后方进 行更换。 4. 安装新刀具：将新刀具送至前方，并通过带压换刀装置将其安装到 盾构机前端。 5. 检查操作效果：在更换完毕后，需要对新刀具进行检查和调整，确 保其符合要求。

富水砂卵石地层地铁隧道盾构施工问题与处置措施

富水砂卵石地层地铁隧道盾构施工问题与处置措施 摘要：本文对工程的选择及地质状况进行了简述，明确了工程区域地铁隧道盾 构施工面临的问题，结合工程中的问题及成都地区地铁隧道开挖经验，提出富水 砂卵石地层地铁隧道盾构施工问题与处置措施，给盾构施工经验欠缺的施工单位 提供参考。 关键词：富水砂卵石；隧道盾构；处置措施 引言 地铁隧道盾构施工是地铁修建挖掘的重点环节，但在部分地区，富水砂卵石 地层分布范围较大，且当地施工单位施工经验不够丰富，对该地层的处理不顺利，导致严重阻碍工程进度，甚至造成更大的损失，因此掌握富水砂卵石地层地铁隧 道盾构施工方法至关重要。 一、工程的选择及地质状况简介 我国成都地区的地质条件以高富水性、较高的卵石含量著称，成都地铁再1 号线及2号线的建设期间就成功应用到了盾构法开展了施工建设，同时中铁十八 局也在2019年建设成都地铁6号线及10号线期间攻破了富水砂卵石地层中长距 离盾构施工的难关。但我国山区众多，地质条件复杂，富水砂卵石地层也呈现多 样化，技术应用经验不足导致盾构施工问题仍旧存在。尤其是成都地区，完善的 交通网络是成都提升发展速度的关键，因此本文以成都地区某工程为例，结合当 地盾构施工的先进经验，分析地铁隧道盾构施工的问题及对策。 成都地区地铁隧道通过的地区内的地层蕴含了粉土、细沙、卵石土、卵石层、风化泥岩层、以及卵石泥岩复合层。卵石地层中的卵石含量达50%到85%之间， 卵石粒的粒径大小不易从2厘米到15厘米不等，部分区域还含有粒径更大的漂石，填充物为砾石、细砂和中砂，当卵石地层富水时极不稳定，但失水之后稳定 性会有所回升。 成都地区地处岷江冲积区域，结合水文地质特征，当地的地下水季节性变化 特征显著，水位整体呈现西北高、东南低的特征，沿河区域地势较高，河间阶地 中部低，盾构孙带范围内孔隙水和基岩层水较多，渗透系数达每日18米到22米，属于富水范畴[1]。 二、工程区域地铁隧道盾构施工面临的问题 通过对成都地区前一阶段的地铁隧道盾构开挖施工情况来看，该地区较为适 宜应用泥水盾构以及土压平衡盾构两种盾构方式。无论是应用泥水盾构或是土压 平衡两种盾构设备，在当前地质环境的情况之下，施工都面临诸多问题。问题一 隧道在穿越粘土底层或砂卵石地层时，由于地面环境复杂，对防沉降的控制要求 极高。问题二是卵石地层内盾构机开挖难度较大，卵石地层切削难度大，给掘进 工作造成阻碍，同时搅拌的阻力大，卵石在进入土仓后，在搭建土压平衡盾构设 备时，掘金的刀盘扭矩大，一旦到达扭矩极限，就极有可能出现刀盘被卡的问题，甚至会导致刀盘旋转跳闸。问题三，由于挖掘区域的地质条件、刀具材料导致挖 掘过程中刀盘道具易出现磨损，开仓检查及换刀操作难度较大，同时会花费大量 的实践，影响工程进度。问题四是部分工程挖掘区域地体层为粉质粘土，易形成 泥饼，在掘进的过程中，会增大刀具旋转时的阻力，不仅会降低工程效率，同时 会引发问题三种的刀盘磨损，进一步阻碍工程进度。问题五，富水砂卵石地层内 渣土的改良难度较大，在施工挖掘或改良的过程种，有很大几率出现喷涌现象， 除了阻碍工程进度外，还有可能对挖掘设备造成影响，带来经济损失[2]。

气压辅助土压平衡盾构机通过泥质粉砂岩与富水砂层复合地层施工工法

气压辅助土压平衡盾构机通过泥质粉砂岩与富水砂层复合地层施工工 法 气压辅助土压平衡盾构机通过泥质粉砂岩与富水砂层复合地层施工工法 一、前言随着城市化进程的加速和人口的增加，地下空间的开发和利用需求也逐渐增加。作为城市地下空间建设的重要手段之一，盾构工程在近年来得到广泛应用。然而，在实际的施工过程中，常常会遇到复杂的地质条件，例如泥质粉砂岩与富水砂层复合地层。针对这种情况，气压辅助土压平衡盾构机施工工法应运而生。 二、工法特点气压辅助土压平衡盾构机通过在盾构机前端设置控制气压室和水平刀片，利用气压辅助土压平衡原理，以及盾构机内的压浆注浆装置，实现了对复合地层的穿越和支护。这种工法具有以下特点：1. 高效性：由于气压和注浆的作用，可以明显减小土体的阻力，提高推进速度。2. 纵向稳定性： 通过控制气压和注浆，可以实现在复杂地质条件下的有效支护和较好的纵向稳定性。3. 环境友好性：通过气压辅助和注浆 技术，可以有效控制地下水位和土层沉降，降低对周围环境的影响。4. 节约成本：相对于传统方法，这种工法可以减少支 护工程的投入，提高效率，降低施工成本。

三、适应范围气压辅助土压平衡盾构机工法适用于泥质粉砂岩与富水砂层复合地层。具体而言，适用范围包括但不限于：稠粉质土层、富水砂层、软黏土层、弱岩体等复杂地质条件。 四、工艺原理该工法通过在盾构机前端设置控制气压室和水平刀片，利用气压辅助和注浆技术实现复合地层的穿越和支护。工艺原理如下：1. 控制气压室：通过控制气压室内的气压，可以减小土体的阻力，提高盾构推进速度。2. 注浆技术：盾构机内设有压浆注浆装置，通过注入一定量的注浆材料，巩固土体，提高支护效果。3. 水平刀片：设置在盾构机前端的 水平刀片可以在推进过程中切削和加固地层，确保施工的稳定性和质量。 五、施工工艺1. 前期准备工作：包括清理工地、对地质 条件进行勘察，选择合适的盾构机，安装施工现场所需的设备和材料。2. 卸料设备安装：将盾构机前端的卸料设备安装到 现场，并进行调试，确保其正常运行。3. 控制气压室设置： 在盾构机前端设置控制气压室，通过调节气压实现对土体的控制和支护。4. 注浆装置安装：安装盾构机内的压浆注浆装置，并通过管道与注浆材料连接。5. 推进与支护：盾构机启动后，根据实际情况控制推进速度和注浆量，同时调节气压室内的气压，以实现对复合地层的穿越和支护。6. 完成工作：完成盾 构机的推进工作后，进行现场清理和检查，确保施工质量和安全。 六、劳动组织为了保证施工的顺利进行，需要组织一支高效的施工队伍。施工队伍应包括盾构机操作人员、注浆技术人员、现场监理人员等。