２０１０年第１７期 。建筑与工程。 科技信息 泥水盾构在几种特殊地段中的施工技术 阳东升 （广东华隧建设股份有限公司 广东 广州 ５１０６２０） 【摘要】在施工过程中，本人结合实际，分析和探讨泥水盾构在几种特殊地段中施工的技术要点和措施，形成一篇盾构施工技术总结，以 便对今后盾构施工进行借鉴和参考。 【关键词】盾构施工；软弱地层；复合地层；泥饼；急转弯曲线 盾构施工是以盾构机盾壳为临时支撑，对土体进行开挖，同时用 地层段，必须降低泥浆比重，只要稳定性能保证，泥浆比重可降到１．１ 钢筋混凝土管片对围岩进行村砌的一种机械化隧道施工方法．这种掘 以下。低比重泥浆能更好地与粘性土渣混合，提高排泥效率，降低泥饼 进技术已经广泛应用于城市地铁隧道、市政管线隧道等工程．本人结 形成地可能性。 合几年的施工管理，对泥水盾构施工中的几种特殊地段施工技术进行 ２．６根据掘进参数提早判断换刀的必要性，采用超前注浆系统加固 分析和总结。 地层和人闸气压作业相结合的方式进行安全、快速换刀。 １ 软弱地层中施工 广佛地铁某盾构区问的大部分地层为＜２—２＞海陆交互相淤泥质砂 ３易产生泥饼地层中施工 盾构在高粘性土或泥质岩等地层中掘进时可能会在刀盘尤其是 层及粉细砂层、＜３—１＞＜３—２＞冲积～洪积砂层、＜４一ｌ＞冲积～洪积粉质粘 中心区部位及土仓隔板前刀盘支撑之间产生泥饼，当产生泥饼后，掘 土层，局部为＜２一ｌａ＞＜２一ｌｂ＞海陆交互相淤泥、淤泥质土层，＜２—２＞＜２— 进速度急剧下降，刀盘扭矩也会上升，同时造成刀盘油温过高而使盾 ３＞海陆交相砂层，＜４—２＞河湖相淤泥质土层。这些软弱地层自稳性差， 构无法掘进。大大降低开挖效率。施工中采取的主要技术措施如下： 地层中富水性较强。只有充分发挥泥水盾构的作用，才能保证安全、快 ３．１ 在有泥饼形成条件的地层。盾构操控人员要严格监测盾构机的 速掘进。主要技术措施如下： １．１切削方式以贝壳刀为主，确保密封仓内压力平衡，设定切口压力 大于自然水土压力２０ｋＰａ以上，采取一切可能的措施使切口压力的波 动不超过３％。严格控制排泥干沙量。保证切削面稳定和地表沉降在允 各种参数．合理的控制掘进速度，及时用低比重优质泥浆置换土仓内 粘土。防止粘土在土仓内堆积，保证刀盘开口处通畅。 ３．２对泥浆处理设备的出土温度进行跟踪监测，对土仓隔板的温度 也进行人工随时探测。及时发现异常苗头。 ・许范围内。严格控制盾构姿态，防止盾构磕头现象。在盾构施工过程 ３．３按规定的时间间隔注入高压水清洗刃盘和土仓，而且在高压水 中，加强对地面和隧道的监测，坚持信息反馈法施工，通过信息反馈优 中加入分散剂（如工业用洗涤材料），可大大降低泥饼的形成或化解初 化掘进参数。即时掌控地层沉降发展的趋势并及时采取有效措施。 步形成的泥饼。 １．２选定双液注浆材料，控制初凝时间在１５秒以内，加强注浆管理， ３．４加大对设备的维修保养力度，比如对刀盘轴承润滑系统酌及时 掘进时同时进行盾尾同步背填注浆和管片补充注浆，保证注浆充盈系 检查，可以对盾构施工起到积极作用。数大于１．８０。 ４１－３采用优质泥浆掘进，比重控制在１．２０～１．２５，粘度大于２５秒。保证 泥浆具备良好的泥模形成能力。 急转弯段中施工 ２复合地层中施工 本人已施工过不同地层中的急转弯段，最小转弯半径为２５０ｍ，从 施工结果来看都取得了比较好的效果，在急转弯段施工过程中主要采 取以下措施： 广州地铁某盾构标段中，有多个复合地层段，主要是由于＜６＞＜ ４．１ 加强盾构机及管片姿态的测量，采用自动导向定位系统结合人 ７＞＜８＞＜９＞岩层侵入隧道底部，形成上软下硬地层。另一段全断面为＜ 工测量快捷准确地确定盾构机的姿态及偏离设计轴线的数值。 ６＞＜７＞全风化～强风化岩层。这些区段内地层情况相对较硬，盾构施工 ４．２启用超挖刀及铰接装置，并根据转弯半径的大小适当调整其开 中存在刀具磨损大、有需要换刀的可能、岩块较难带出土仓、容易堵塞 度。 环流系统、刀盘和土仓内易形成泥饼、纠偏难度大、盾构机易旋转等问 ４．３在软土地层中急转弯掘进．掘进过程的扰动会显著降低外围土 题。在此类地层中掘进采取的主要技术措施如下： 体的强度，加之土体的蠕变特性，管片在长时间承受千斤顶压力的情 ２．１ 刀具配置首选为贝壳刀＋周边滚刀，刀盘中心的加强型先行刀、 况下．很可能向外侧整体移动。当盾构机的推力越大时管片侧向位移 贝壳刀和周边单刃滚刀刀圈的材质为特制材料，以增加刀具的耐磨 也越大。故为了减小在急转弯地段施工引起的管片整体移位所带来的 性，减少换刀次数和频率，提高施工进度。根据土层的具体情况选定合 隧道变形，掘进过程中必须减小盾构推力，在＜３一ｌ＞＜３—２＞砂层或更软 理的掘进参数。更严格地控制盾构机姿态，做到勤测勤究，降低纠偏的 弱的＜２—１＞＜２—２＞淤泥层推力宜控制在８００Ｔ以下，而在＜７＞＜８＞号地层 推力可控制在２０００Ｔ以下。在急转弯施工过程中尽量控制好盾构姿 难度。 ２．２在环流输送系统中安装破碎机，避免大的岩块堵管卡泵而使切 态。为预防管片可能的外侧位移，掘进时施工轴线控制在设计轴线内 口水压突然升高和排泥管内产生水锤现象时导致爆管及冲垫等现象。 侧２ｅｍ范围内。 ４在风化岩层中急转弯掘进，足够的、快凝的双液同步注浆也是必 ２．３盾构在上软下硬、软硬夹层等复合地层施工时，推进千斤顶的受 ４．力不均匀，盾构的方向控制较为困难．容易偏位。地质情况变化较大也 容易引起切口水压的不稳定，给盾构操作带来一定的难度。对付该地 层必须加强测量监控，必要时启用盾构机的仿形刀进行辅助施工，使 盾构能够较容易地实现对掘进方向的控制。 ２．４开挖掌子面推进的支反力，是由管片提供的，刀盘切削土体的扭 矩主要由盾构壳体与洞壁之间形成的摩擦力矩来平衡，当盾构在硬岩 地层中推进时，盾构壳体与洞壁之间只有部分产生摩擦力提供摩擦力 矩，当上述的摩擦力矩不能平衡刀盘切削土体的扭矩时会引起盾构本 体的滚动，过大的滚动会影响盾构的拼装。也会引起隧道轴线的偏斜。 动和防止盾构机产生超限扭转，使管片的受力稳定，确保隧道的成形 质量，防止盾构机的变形。 不可少的，它能尽早地固定管片，改善管片的受力状态，防止管片错台 破损．补充注浆应以外侧面为重点的管片补充注浆。 ４．５在急转弯地段施工时加大人工监测频率，在盾构机过后对隧道 管片姿态随时跟踪监测，把信息及时反映给盾构操作人员，以便根据 变形程度调整掘进参数。 【参考文献】 ［１］周文波，编著盾构法隧道施工技术及应用，２００４，１１． ［２］项兆池，楼如岳等编著．最新泥水盾构技术，２００１，１２． ［４］竺维彬，鞠世健，等，编著．复合地层中的盾构施工技术，２００６￣５ 土木学会．隧道标准规范（盾构篇）及解说． 掘进时加大刀盘的正反转频率，保持盾构机的稳定，减小盾构机的振 ［３］［日】２．５在全断面硬岩段，采用粘性大的泥浆，适当加大泥浆比重，增加 泥浆流量，可使硬岩块更好的悬浮在泥水中带出。在以粘性土为主的 ［责任编辑：常鹏飞］ ３１２