3盾构泥水处理技术(李建华)3
膨润土泥水加压平衡盾构机[发明专利]
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[19]中华人民共和国国家知识产权局[12]发明专利申请公布说明书[11]公开号CN 101191417A [43]公开日2008年6月4日[21]申请号200710159098.5[22]申请日2007.12.21[21]申请号200710159098.5[71]申请人沈阳重型机械集团有限责任公司地址110025辽宁省沈阳市铁西区兴华北街八号[72]发明人苏鹏程 高伟贤 李志波 张瑞临 杨涛 [74]专利代理机构沈阳维特专利商标事务所代理人甄玉荃[51]Int.CI.E21D 9/06 (2006.01)权利要求书 2 页 说明书 4 页 附图 2 页[54]发明名称膨润土泥水加压平衡盾构机[57]摘要一种应用于隧道工程施工机械行业中的膨润土泥水加压平衡盾构机，有开挖模式、旁通模式、隔绝模式、逆转模式四种运行模式，其工作原理是，膨润土泥水加压平衡盾构机是通过在前盾安装隔板的密封舱中注入带压力的膨润土泥浆，即配制好的膨润土和水混合物，形成具有压力的泥水仓，通过加压和保压系统，来谋求开挖面的稳定；注入带压的膨润土泥浆能贯入地层若干厘米深，嵌入到土颗粒间的缝隙里，形成一层“泥膜”；这层“泥膜”使土层变得较稳定和不渗水，可支承稳固正面土体；当刀盘切削土体时，切削下来的土体通过刀盘上的孔口进入泥水仓，并与输入的膨润土泥浆混合后形成高密度泥浆，封闭的泥水仓，由排渣泵输送到地面处理工厂。
该装置对地层的扰动小、沉降小，适用于高地下水压，江底、河底、海底隧道施工，土质适用范围广。
200710159098.5权 利 要 求 书第1/2页 1.一种膨润土泥水加压平衡盾构机，有开挖模式、旁通模式、隔绝模式、逆转模式四种运行模式，其特征在于：其工作原理是，膨润土泥水加压平衡盾构机是通过在前盾安装隔板的密封舱中注入带压力的膨润土泥浆，即配制好的膨润土和水混合物，形成具有压力的泥水仓，通过加压和保压系统，来谋求开挖面的稳定；注入带压的膨润土泥浆能贯入地层若干厘米深，嵌入到土颗粒间的缝隙里，形成一层“泥膜”；这层“泥膜”使土层变得较稳定和不渗水，可支承稳固正面土体；当刀盘切削土体时，切削下来的土体通过刀盘上的孔口进入泥水仓，并与输入的膨润土泥浆混合后形成高密度泥浆，封闭的泥水仓在维持一定压力条件下，由排渣泵输送到地面处理工厂；P1为注浆泵，从地面的膨润土泥浆制备站将一定压力的泥浆输入盾构机的泥水仓，在泥水仓与开挖的泥砂混合后由排渣泵P2泵送出去，P3泵的作用是将排渣的流体送到地面的分离厂；分离厂将开挖的渣土进行处理，分离出的水喝膨润土可重复使用，分离出的泥渣则运至弃渣厂。
隧道TBM施工关键技术应用
隧道TBM施工关键技术应用摘要：TBM具有快速、安全、高效的显著特点。
掘进机在我国隧洞工程中相继应用，虽然技术先进，但是，只有完全掌握这项技术，对隧洞施工全过程中的每一个环节进行严格把关，才能真正保证掘进机隧洞施工质量。
本文对隧道TBM施工的几点关键技术进行了分析。
关键词：TBM；施工关键技术；涌水；超前预报TBM隧道掘进机，是利用回转刀具开挖，同时破碎洞内围岩及掘进，形成整个隧道断面的一种新型、先进的隧道施工机械。
相对于传统的隧道开挖方法，尤其是在长达隧道方面，TBM隧道施工有无可比拟的优势，它集钻入、掘进、支护于一体，通过采用先进的电子信息、遥测遥控等先进技术对整个施工作业全过程进行制导和监控，使隧道施工过程始终处于可控状态，在国际上现已广泛应用于水利水电、铁路公路、市政交通等隧道工程中。
施工企业，特别是国有大中型施工企业要在隧道施工市场立于不败之地，获取市场竞争中的技术优势、品牌优势和成本优势，那么科学运用TBM隧道掘进机加强质量控制势在必行。
一、超前地质探测技术由于长隧道在施工前的地质勘查不可能做得十分详尽，因此常常在施工中出现一些不可预见的地质灾害，例如涌水、岩溶、瓦斯、断层、膨胀岩、高地应力、围岩大变形等。
因此，TBM在掘进过程中，必须有超前地质探测的保证。
超前地质预报为TBM掘进施工中隧洞地质监测的重要组成部分，它包括隧洞围岩描述、水文地质监测、施工地质测绘、围岩变形监测、围岩类别判别、仪器现场量测、不良地质体预报及相应的地质、测试资料分析和成果整理等工作，并及时提供超前地质预报成果资料。
超前地质预报工作主要是对围岩及水文地质条件进行监测、对不良地质体进行预报，及时获取现场第一手地质资料和仪器测试数据，是地质预报工作成败的关键，同时现场地质工作和仪器测试与隧洞TBM掘进施工相互干扰、又相辅相成。
因此，进行超前地质预报的地质工程师要在充分了解前期地质工作的基础上，对隧洞的工程及水文地质条件进行认真的调查，时时跟进TBM施工，在TBM 检修维护的空隙时间里及时的进行仪器测试，保证采集的资料、数据准确无误，并尽快提供分析成果，为围岩支护和不良地质体的超前处理提供依据。
第三届(2016~2017年度)陕西省土木建筑科学技术奖获奖项
第三届(2016～2017 年度)陕西省土木建筑科学技术奖获奖项目公示名单 序 号 申 报 项 目 完成单位 完成人 获奖等 级西安建筑科技大学 高延性混凝土加固砌体结构研究与应 1 西安五和土木工程新材料有限 用 公司邓明科、梁兴文、张思海、董振 平、高晓军 孙宏哲、景武斌、李 艳、樊鑫 一等奖 淼、秦 萌 卜新星 王西胜、马小波、王 佳、葛鸿 志、弓国涛 卜延渭、刘 勇、王瑜辉、帖 一等奖 秋、李 林 余科峰、张 鼎 刘冠营、王亚国、李 坤、高 健、范林才 周端应、王文华、惠 宝、翟福 学、李 杨 一等奖 王 军、孙书深、赵 锋、肖志 猛、左 蕾 许建设、焦明生 孙 清、郭咏华、薛建阳、周式 明、张贵峰 一等奖 张 陵、张 斌 张金花、靳忠福、王文彬、李 晋、马文义 一等奖 刘会明、贾俊鑫、王建文、武 春、吴振升 李 敏、雷 霖、王艳俊、钱 薇、李辉冰 栗树凯、杨 毅、蒋 忠、赵丽 一等奖 娟、李 琼 冯 青、段成刚、刘静珊、张名 良 程星璠、李育朝、成增胜、代忠 权、田维平 杨宏伟、黄克军、赵 伟、邓 一等奖 沛、赵海妮 杨秀芬2超大型钢结构电子洁净厂房建造关键 技术研究与应用陕西建工集团有限公司中铁一局集团有限公司 高速铁路 CRTSⅢ型板式无砟轨道施工 中铁一局集团第四工程有限公 3 关键技术及自密实混凝土应用 司高强钢管及钢管混凝土结构关键技术 4 及其在输电线路工程中的应用西安交通大学 河南省电力勘测设计院 西安建筑科技大学中铁第一勘察设计院集团有限 城市轨道交通低压配电系统谐波分析 5 公司 及谐波治理研究 北京交通大学6 现代医院专科专属空间建筑设计研究中国建筑西北设计研究院有限 公司中铁一局集团有限公司 中南通道重载铁路试验段铺架施工综 中铁一局集团新运工程有限公 7 合技术研究 司1 / 10序 号申报项目完成单位完成人 陈德凡、胡建斌CET iEMS 综合电能管理系统在华为西 深圳市中电电力技术股份有限 8 安全球交换技术中心及软件工厂项目 公司 的应用研究 陕西建工集团有限公司 装配式混凝土结构工程施工与质量验 9 陕西建筑产业投资集团有限公 收规程 司获奖等 级 一等奖王巧莉、李卫军、苏宝安、王 辉、谢崇晖 吴 洁、何 萌、谭新来、南 一等奖 凯、王芸爽 夏 强、黄 巍 候全华、梁晓平、段亚琼、周 华、刘 勇 一等奖 罗小强、吴 焱、井晓鹏 王 伟、赵文军、闫顺利、强屹 力、毕晓鹏 一等奖 张 询、王 涛、武金锁 赵 钦、黑新宏、马少雄、王晓 帆、王一川 宋 林、左传文、郭新伟、刘争 二等奖 耀、魏瑞芳 曹庚辉、李亮亮 张风亮、朱武卫、韩大富、薛建 阳、陆建勇 席 宇、田鹏刚、罗 峥、边兆 二等奖 伟、员作义 史继创、陈力莹 刘东东、静国锋、李海珍、赵红 来、龙卫娜 二等奖 毕张龙、 刘 涛、 冯四超、 王 毅 任高峰、任 霄、王 锋、郭张 锋、朱朋刚 二等奖 熊兴国、孟丽坡 朱建锋、段 锋、周海军、张银 生、武群虎 余文元、胡智慧、杨荣清、王克 二等奖 俭、王亚军 罗云辉 任高峰、任 霄、王 锋、吴青 华、孟丽坡 二等奖 李洪山、何平平、郭翠霞交通容量约束下的关中城市建成区控 10 规阶段土地使用强度研究长安大学 咸阳市规划设计研究院 陕西建工机械施工集团有限公 司 西安理工大学 中铁一局集团有限公司 陕西铁路工程职业技术学院 西安凯昱建筑咨询服务有限公 司11 大型高填方边坡综合加固技术研究12 轨道交通工程 BIM 技术研究与应用13超高层钢 - 混土混合结构施工模拟分 析及关键施工方案优化研究陕西省建筑科学研究院中铁一局集团有限公司 预应力混凝土自锚式悬索桥施工技术 中铁一局集团桥梁工程有限公 14 司 15 超高双肢空心墩快速施工技术研究 中铁二十局集团有限公司 中铁二十局集团第三工程有限 公司 中铁二十局集团第六工程有限 公司 中铁二十局集团有限公司城区富水软土隧道浅埋暗挖施工关键 16 技术中铁二十局集团有限公司 上跨既有线桥梁整组拆除与安装综合 17 中铁二十局集团第三工程有限 施工技术研究 公司2 / 10序 号申报项目完成单位完成人中铁一局集团有限公司 广州海珠区环岛新型有轨电车试验段 中铁一局集团新运工程有限公 18 综合技术研究 司赵金鹏、白彬彬、霍发赟、朱海 江、齐 春 杨宏伟、刘晓娥、罗正芳、宋春 二等奖 燕、高 佳 许文会 李群平、邹 超、周立涛、张松 青、李海明 周恩立、张海龙、李建军、魏 二等奖 波、李龙伟 张晶晶、范邓刚、邹 飞、张 帅、杨世骄 梁西军、高永琪、徐岩军、仇峰 涛、李 钊 郑 飞、段三才、王 勇、张 二等奖 翔、高 鹏 赵海刚、赵伟明 刘冠营、王亚国、李 坤、高 健、王文华 二等奖 王彦杰、肖志猛、赵 锋、惠 宝、翟福学 李维亮、昝永奇、陈明春、吴 迪、徐成双 彭 鑫、杨孝成、游 涛、董 二等奖 伟、覃庆伟 赵向锋、王鹏坚、杨家奇 张长虹、黄 新、刘小燕、贾锋 贤、安新天、王 超、王 艺、二等奖 谭 龙、邓喜平、张 兵 张 林、李海鹏、李天铭、陈存 叶、邸晓峰 王 飞、王会让、窦 晗、罗飞 二等奖 朋、李朋波 马建涛 杨宏伟、李育朝、曹德志、程 政、崔 茹 二等奖 孙柏辉、张 黎、马明明、谷进 朝 孟 卓、武群虎、张 斌、刘 林、向国平 三等奖 耿 秦、周 博、景宏图、毛文 亮获奖等 级中铁一局集团有限公司 全断面中粗砂层盾构快速施工关键技 中铁一局集团第四工程有限公 19 术研究 司中铁一局集团有限公司 20 西安地铁地下工程关键工艺工法研究 中铁一局集团城市轨道交通工 程有限公司中铁一局集团有限公司 高速铁路大吨位预应力混凝土连续梁 中铁一局集团第四工程有限公 21 转体法施工关键技术 司中铁一局集团有限公司 定海大桥 V 型墩刚构连续梁施工关键 中铁一局集团有限公司广州分 22 技术 公司陕西建工第八建设集团有限公 23 预制装配式剪力墙结构施工技术应用 司24高速公路湿压法风积沙路基填筑施工 技术中铁一局集团有限公司 中铁一局集团第三工程公司中铁一局集团有限公司 BIM 技术在西安地铁三号线铺轨施工 中铁一局集团新运工程有限公 25 中的研究与应用 司 西咸空港综合保税区事务服务办理中 26 心工程施工关键技术控制研究 中铁二十局集团第六工程有限 公司 中铁二十局集团有限公司3 / 10序 号申报项目完成单位 陕西建工第五建设集团有限公 司完成人获奖等 级27 钢筋直螺纹端头精准批量加工系统宗玉莲、李建周、石东浪、李小 三等奖 勇、王 蓉 闫 果、郭卫平、史均社、柴长 三等奖 富、郭峰祥 周金辉、田 阳、赵建民 文恒武、张 阳、张 宁 三等奖 尚武孝、刘旭东、曾凡福、高金 龙、夏海军 雍金柱、唐 强、李建华、姚晓 华 波、刘彩军、梁 凯、赵 刚、胡 艳 东、王 鹏 文小永、乔春璇、王 高 正、曹 伟、李 燕、谭学 锐、张 敏 攀、黄秋旭 孟 卓、武群虎、张 斌、刘 李 波 林、向国平 耿 秦、周 博、景宏图、毛文 孙永民、朱武卫、田鹏刚、赵 亮 刚、刘 凯 王歌庆 方晓明、荣学文、党 涛、祁熙 鹏、郑 江 钟炜辉 华 波、刘彩军、梁 凯、赵 三等奖28 移动式管道预制工作站开发及应用 29 混凝土等效养护监测仪的研究与应用 30陕西建工安装集团有限公司 陕西省建筑科学研究院扁平特大断面小净距公路隧道施工关 中铁一局集团有限公司 键技术 中铁一局集团厦门建设工程有 限公司 中铁一局集团有限公司 洞桩法地铁暗挖车站机械成孔施工技 中铁一局集团第二工程有限公 31 术 司 32 BIM 技术在空港项目的应用与研究 中铁二十局集团第六工程有限 公司 中铁二十局集团有限公司 陕西省建筑科学研究院 陕西华山路桥集团有限公司 西安建筑科技大学 中铁一局集团有限公司 中铁一局集团第二工程有限公 司三等奖三等奖33 小尺寸芯样检测混凝土强度研究 34 钢管混凝土系杆拱桥施工力学仿真及 BIM 技术应用三等奖 三等奖35 暗挖地铁车站防渗漏关键施工技术陕西建工第九建设集团有限公 司 中铁一局集团有限公司 BIM 技术在地铁车辆段施工中的应用 37 中铁一局集团建筑安装工程有 限公司 预制装配式墙板类构件堆放架体研发 陕西建工第八建设集团有限公 38 应用 司 36 80M 高空超大悬挑结构模架的研制东、王 鹏 三等奖 高 正、曹 伟、李 锐、张 攀、黄秋旭 高 仓、司利军、曹雄飞 三等奖 李 波 刘金果、魏瑞芳、李晓辉、侯 三等奖 刚、葛 龙 赵江波 张长虹、黄 新、刘小燕、杨振 三等奖 潮、王 超 王 艺、谭 龙、李文博、徐 杰、杜永波4 / 105 / 106 / 107 / 108 / 109 / 1010 / 10。
盾构施工中泥水处理系统的选型与应用
盾构施工中泥水处理系统的选型与应用摘要：当前城市建设处于飞速发展阶段，地下轨道交通作为衡量城市发展的指标之一也逐渐地进入到了建设高峰期。
随着盾构施工在城市隧道建设当中的广泛应用，对泥水系统依赖性也愈发明显。
不同的施工地层在泥水处理时会形成一定的差距，正确的泥水处理选型与用应用才能够保障整个工程的顺利进展并提升施工质量。
因此，分析泥水平衡机理及指标，根据施工实际进行系统选型与应用有着十分积极的意义。
关键词：盾构施工泥水处理选型与应用前言当前盾构施工已经被广泛地应用到了隧道施工建设当中，具有安全性能高、对周边环境影响小且施工效率有保障等优点，是城市建设过程当中先进、快捷又安全的隧道施工法。
整个施工过程中泥水处理不仅能够实现泥水循环再利用的同时降低泥水再配比需求，更能显著提高经济利益。
在施工方过程中，根据不同的土层和掘进参数来进行适当的配置，才能够保证开挖的稳定以及泥水运输的通畅，在保证施工质量的同时提高施工效率。
1.泥水处理系统概述（一）泥水处理系统设计原理1、泥水平衡机理泥水处理的终极目标在于实现泥水平衡，泥水平衡能够有效防止隧道塌方、形成有效防涌水屏壁，且同步注浆能够控制地表下沉、避免管片渗漏发生，是保证地面环境稳定建筑不受施工影响的根本。
泥水平衡的关键在于泥膜的形成，盾构建筑施工过程中，切削机械刀盘和隔板之间就会形成一个新的密封室，密封室中向外部注入一定量能够满足盾构施工需要的压力而且能够在开挖地面上形成新的泥膜，实现对正面和土体的保护，此时，高密度泥浆随之形成，这种高密度泥浆会经由排泥泵以及排泥管道的输送而到达地面，并在泥水平衡自动控制系统的管理下实现统一处理。
整个泥水处理系统工作过程比较复杂，高密度泥浆进入系统当中首先会受离心力产生不同粒径的分离。
这时候土沙以及泥水会被分离开来，而大的粒径的土沙会直接被排弃，微小颗粒的泥水会实现二次利用而进入调整池，进入调整池的泥水会根据施工要求被应用在新的泥浆调配当中，再经过一系列的传输回到盾构工作面，此时良性水泥循环形成。
泥水平衡盾构穿越全断面黏土层的施工技术
盾构 主要穿越③． 黏土层。该层 土体遇水易崩解 ，土 的黏
性较大 盾构施工极易发生结泥饼等事故 ．施工难度大。
１ ． １ ． ２ 水文地质条件
２ 掘进情况
盾构出加 固区后，第 ６ ～７环掘进出现 了推进速度大幅波
拟建 隧道场地 的地下 水主要 为第 ４系松 散岩 类孔 隙潜 水。与隧道工程关系密切 的主要为孔隙潜水。第 ４纪孔隙潜
３ ｃ ｍ／ ｓ ，属 中等透水 性。潜水位埋深 标高为 ２ ． ６ ３ ６ ｍ～８ ． ８ １ ７
１ Ｔ Ｉ 。地 下水补给主要是地表径流 的入渗 、地表人 工河流的渗 透 以及人类活动用水 的渗漏补给。局部较深部位夹有薄层粉 土和粉质黏土 ，造成局部地 下水具有微承压性。 根据这一区段反映出的问题 ．分析原因有以下几点。 （ １ ） 预筛分使用的筛板孔径较小 ．刀盘切削下来的黏 土容
１ 工 程 概 况
凝土强度等级 Ｃ ６ ０ ，抗 渗等级 Ｐ １ ２ 。隧道盾构段长约 １ ． １ ｋ ｍ
采 用 泥水 平 衡盾 构机 推 进 ，盾 构机 外 径 １ ４ ． ９ ３ ｍ。
某隧道工程采 用盾构法施工 。隧道布置为上下层双层断 面 每层布置二车道：单车道宽度为 ３ ． ５ ｍ．净高为 ４ ． ５ ｍ。下 层车道车流方 向白西 向东 ，上层车道车流方向 自东向西。隧
冲刷量 ） ，Ｐ ２ ． １ 泵负载在可控范 围内 出渣情况也 比较稳定。
４ ． ５ 冲 刷 系 统 的控 制
（ ３ ） 推进速度快造成切削下来的黏土结成大的泥饼 。
１ ． １ 工程地质及水文地质条件 １ ． １ ． １ 地质 特性
盾 构 段地 基 土 分 布 ，见 表 １ 。
道管片环外径 １ ４ ． ５ ｍ．内径 １ ３ ＿ ３ ｍ，壁厚 ０ ． ６ ｍ，环宽 ２ Ｉ Ｔ Ｉ ：混
泥水盾构始发关键技术分析与处理
泥水盾构始发关键技术分析与处理摘要：在城市化进程不断加快下，市政地铁工程也在加速建设，穿越了城市、江河和建筑物的泥水盾构得到广泛的应用。
下面就结合作者的实际工作经验，简要的分析了泥水盾构始发关键技术及其处理，以供借鉴。
关键词：泥水盾构；盾构始发；施工技术1 工程概况本工程为福建省福州市轨道交通二号线第六标段金祥站～祥坂站盾构区间工程，盾构机出金祥站沿金祥路向东行进至闽江大道后下穿融侨水乡别墅，之后下穿闽江，过江滨大道后进入祥坂站，区间隧道两侧主要为凯旋丹枫高层住宅、金汇豪庭高层住宅、融侨水乡别墅区、闽江、防洪堤，江滨大道高架桥基础等。
区间全长约1576米，最小平面曲线半径450m，最大纵坡为29‰，覆土厚度8.8～30.6m。
2 工程地质条件2.1 水文条件金祥站～祥坂站区间地表水主要为闽江和融侨水乡别墅内人工河。
隧道从闽江河床下经过，隧道顶板位于河床面以下8.9～21.94m，江水对盾构施工影响较大。
同时从融侨水乡别墅内人工河床以下约20m处经过，且河床底为混凝土铺砌，地表水与地下水水力联系微弱，该人工河对盾构施工的影响较小。
初见水位标高为2.41～9.12m；混合稳定水位埋深为0.10～7.80m，稳定水位标高为-1.89～9.02m，<2-5>（含泥）粗中砂中地下水由潜水转为承压水，勘察时测得<2-5>（含泥）粗中砂的水位埋深为4.06 ~4.11m，水位标高为3.42 ~3.87 m，且该层地下水与闽江直接相连，靠近闽江附近的地下水受闽江涨落潮变化影响。
2.2 地质条件区间地质情况较为复杂，地层以<2-4-2>淤泥质土为主（呈深灰色，流塑，饱和，以粘粒为主，偶混有少量粉细砂或夹薄层粉细砂，摇振反应慢，有光泽，捻面光滑，干强度及韧性中等，整体呈厚层带状分布），局部夹杂<2-5>（含泥）粗中砂（呈深灰色，松散～中密，饱和，含粗中粒石英颗粒及云母等，含淤泥质及少量有机质，级配不良）、<2-6>（含粗砂）粉质粘土（呈灰绿、灰黄色等色，硬塑~可塑状态，很湿，捻面较光滑，有光泽，无摇振反应，干强度与韧性中等，粘性较好，部分粉粒含量较高，土质不均）、<2-5>（含泥）粗中砂（呈浅黄色、浅灰色、灰黄色，饱和，中密为主，局部密实，主要成份为石英，粒径不均匀，下部多含砾石）。
泥水盾构操作及常见问题处理方法
检查主轴承的润滑和散热系统是否正常，及时清理轴承箱内的杂质和更换润滑油，降低轴承温度。
04 泥水盾构操作安全措施
人员安全防护措施
01
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03
人员培训
所有参与泥水盾构操作的 人员必须经过专业培训， 熟悉操作规程和安全要求。
穿戴防护用品
操作人员必须穿戴符合安 全标准的防护服、手套、 安全鞋等，以防止意外伤 害。
泥水输送异常处理方法
泥水输送管路堵塞
检查输送管路的连接是否牢固，清理 管路内部的杂物，保持管路畅通。
泥水输送泵故障
检查输送泵的轴承、密封件等是否正 常，及时更换损坏的零部件，确保泵 的正常运转。
泥水分离异常处理方法
泥水分离器效果差
检查分离器的筛网是否堵塞，清理筛网上的杂质，提高泥水分离效果。
泥水分离器溢流口堵塞
泥水盾构操作注意事项
• 在泥水盾构操作过程中，需要注意以下几点：首先，要严格控 制盾构机的推进速度和出土量，避免超挖和欠挖；其次，要密 切关注泥水仓的压力和流量，防止泥水泄漏和土渣涌入；第三， 要加强设备的维护和保养，防止设备故障影响施工进度和质量； 第四，要做好洞口止水与加固工作，防止隧道坍塌和渗漏；最 后，要加强施工现场的安全管理，防止发生安全事故。
该水利工程采用大型泥水盾构机，针对复 杂的地质条件和环境因素，采取了一系列 科学合理的施工方案和技术措施。工程不 仅规模宏大，而且技术难度高，为地区经 济发展和民生改善发挥了重要作用。
失败案例一
总结词
安全意识淡薄、管理混乱、技术失误
详细描述
该隧道工程在泥水盾构施工过程中发生事故， 主要原因是施工单位安全意识淡薄，管理混 乱，以及技术失误。事故造成了人员伤亡和 财产损失。通过该案例分析，应加强施工现 场的安全管理，提高施工人员的安全意识和 技术水平，确保泥水盾构施工的安全顺利进 行。
城市大直径泥水盾构始发关键技术
砂为主。地质统计资料显示 ： 最大粒径 ２０ ｍ， ０ｍ 一般粒 径 ２ ￣６ｍｍ， 于 ０ ０ｍｍ 的颗 粒 含 量 约 占总 量 的 ０ ０ 大 ．８ ９ ， 中大 于 ２ ｍｍ 粒径含量 约 占总量 的 ６ 。 ７ 其 ０ ５ 盾构隧道 所在地层 主要为 孔隙潜 水和孔 隙承压 水 ， 地层最 大渗 透 系数 Ｋ－ ５ｍ／ － ０ ｄ潜水 ， 大水 土 压力 为 ＿１ ＿ 最
管片环采用通 用 楔 型环 ， 每环 管 片 由 ６块 标 准 块 、 ２块 邻 接块 和 １ 封顶块 共 ９ 组成 。 块 块
２ 工程地 质与水 文地质 盾构隧道 主要穿 越 的地层 以卵石 土 、 圆砾 、 中砂 、 粗
掘 削新 型材料墙 体 的方 式开洞 门 ， 开洞 处 的地 下连续墙 钢筋 笼全 部换用 玻璃纤 维筋代 替普通 钢筋 ， 混凝 土采 用 以石 灰石 为粗 骨 料 的细 石 混 凝 土 ， 混凝 土抗 压 强 度 为 Ｃ ０其余 范 围地 下连续 墙采用 Ｃ ０混凝 土 。 ２， ３
３ ２ 盾构始 发井施 工 ． ４ 始 发井 围护结构 为地 下 连续 墙 。采用 盾 构直 接
盾构 中是 结构最 为复杂 、 工质 量较好 、 施 效率较 高 、 技术 最先进 、 全可靠性 最高 的一种 。而泥水 盾构在 始发 阶 安 段的施工难 度较大 ， 如何保 证泥水 盾构始 发成功 是盾 构 法施 工成败 的关键 。
３ ａ。 ｂ ｒ
技术进 步 、 综合 国力 的增 强 以及 我 国地铁 、 路 、 路 、 公 铁 水利 等基础建设 的飞速 发展 ， 大断 面盾构 已越来越 多地
应用于 城市地下 工程 。 泥水 平衡盾 构是一 种全新 的盾构技 术 ， 目前 各类 在
盾构泥水处理系统施工方案
盾构泥水处理系统施工方案1. 引言盾构工程中，泥水处理系统是非常重要的一部分。
它能够对盾构的泥浆进行处理，确保施工过程中的安全性和环境保护，减小对周围环境的影响。
本文档将介绍盾构泥水处理系统的施工方案，包括系统构成、工艺流程、设备选型等内容。
2. 系统构成盾构泥水处理系统主要包括以下几个部分：2.1 隧道内泥浆处理设备隧道内泥浆处理设备是盾构泥水处理系统的核心部分。
它主要由泥浆分离器、刮泥机、清洗机等设备组成。
泥浆分离器用于将泥浆中的固体颗粒与液体分离，刮泥机用于清除管片上的泥浆，清洗机用于清洗分离出来的固体颗粒。
2.2 外部泥浆处理设备外部泥浆处理设备主要用于对隧道外的泥浆进行处理。
它包括泥浆调配装置、泥浆混合器、泥浆干燥机等设备。
泥浆调配装置用于将原始泥浆调配成所需的工艺泥浆，泥浆混合器用于将原始泥浆与添加剂进行混合，泥浆干燥机用于将泥浆中的水分蒸发并将泥浆固化。
2.3 辅助设备盾构泥水处理系统还包括一些辅助设备，如输送带、泥浆储存罐等。
输送带用于将隧道内的泥浆输送到外部处理设备，泥浆储存罐用于存储处理后的泥浆。
3. 工艺流程盾构泥水处理系统的工艺流程如下：3.1 泥浆处理原始泥浆经过泥浆分离器分离成固体颗粒和液体两部分。
固体颗粒经过刮泥机清除后，再经过清洗机进行清洗，得到干净的固体颗粒。
液体部分经过过滤处理后可再次循环使用。
3.2 泥浆调配原始泥浆经过泥浆调配装置调配成所需的工艺泥浆，根据工程要求添加相应的添加剂，如改性剂、消泡剂等。
3.3 泥浆混合原始泥浆与添加剂在泥浆混合器中进行混合，确保添加剂均匀分布在泥浆中，提高处理效果。
3.4 泥浆干燥混合后的泥浆通过泥浆干燥机进行干燥处理，蒸发掉泥浆中的水分并将泥浆固化，以便后续处理和处置。
4. 设备选型盾构泥水处理系统的设备选型需要考虑到以下几个因素：4.1 处理能力根据实际施工需要确定泥浆处理设备和外部处理设备的处理能力，确保能够满足工程要求。
泥水盾构操作规程
盾构机掘进基本操作指导书（包括刀盘转速、掘进速度、油缸推力、方向姿态等控制）1、安全操作规程1.1．基本注意事项（1）．遵守岗位内安全规程●盾构机操作、维修人员必须是受过专业训练的，必须具备相应的操作资格。
●进行机械操作或维修时，请遵守相关的技术资料和项目部下发的文件中所有安全规则、注意事项及顺序。
●身体不适、服用药物（催眠药）时及酒后不要操作，因为发生危机时，容易造成判断失误。
●多人共同作业时，一定要设指挥员，根据制定的方案操作。
（2）．设置安全联锁装置●请确认所有的防护装置、防护罩是否装在正常位置。
如果破损，请马上修理。
●请认真了解盾构联锁、溢流阀等安全装置。
●请勿随便调节盾构联锁装置、溢流阀。
解除盾构联锁装置请参照盾构联锁装置的使用说明。
●一旦误用安全装置，将会造成重大人身事故。
（3）．电气、液压的设定，不要随便变更●为防止电气火灾，请勿变更热继电器等设定值。
●为防止盾构机损伤，请勿变更溢流阀压力等液压设定值。
（4）．正确穿戴工作服和安全保护用品过肥的服装、饰品等有可能被机械部件上的物品钩住，有油的工作服因易燃，也不得穿用。
●请勿忘记根据工作内容穿戴保护眼镜、安全帽、口罩、手套等。
特别是用锤子打击销子等金属片、异物时可能飞散，必须使用保护眼镜、安全帽、手套等保护用具。
1.2．盾构掘进过程中的注意事项（1）．掘进中必须特别注意的事项●掘进中，机器有时会突然侧滚。
所以进入掘进机内时，请充分注意因突然侧滚造成的跌倒、滚落。
特别是在高处时，必须要用安全带。
●因传送带或土沙压送泵运转中的振动，造成后续台车的翻到，伤及作业者的危险性是存在的，请切实装好防翻部件，并认真确认。
（2）．注意电机的散热●电机散热装置周围闭塞时，就不能散热，有损伤内部、发生火灾的可能，因此，请保持电机散热装置的正常运转，不要挡住电机前后风路。
（3）．推进油缸靴撑和管片间的注意事项●推进油缸靴撑和管片间有夹住手脚的危险。
注意不要把手脚置于其间。
泥水盾构施工渣土、废浆量预测及泥水处理成套施工工法
泥水盾构施工渣土、废浆量预测及泥水处理成套施工工法泥水盾构施工渣土、废浆量预测及泥水处理成套施工工法一、前言泥水盾构是一种常用的隧道开挖技术，广泛应用于地铁、交通隧道等工程中。
在施工过程中，渣土和废浆的产生是不可避免的，对此需要进行合理预测和处理。
本文将介绍一种泥水盾构施工渣土、废浆量预测及泥水处理成套施工工法，以指导实际工程的施工。
二、工法特点该工法采用了现代化的监测设备和控制系统，能够准确预测渣土和废浆的产量，并根据实际情况进行合理的处理。
该工法还采用了先进的泥水处理技术，能够将废浆处理成循环水并有效回收利用，避免了环境污染。
三、适应范围该工法适用于泥水盾构施工中的渣土和废浆处理，可以在各种地质条件下使用。
无论是软土、淤泥还是岩石等地层，都能够实现高效处理，确保工程安全和环保。
四、工艺原理该工法通过对施工工法与实际工程之间的联系进行分析，确定废浆和渣土的产量预测方法。
采取了多种技术措施，如地质勘探、监测设备的使用和数据分析等，确保预测的准确性和合理性。
同时，通过先进的泥水处理技术，将废浆进行处理并回收利用，实现环境友好施工。
五、施工工艺1. 渣土清理：在盾构掘进过程中，需要对产生的渣土进行清理，以保证工程顺利进行。
2. 废浆处理：废浆经过固液分离设备进行处理，去除固体颗粒并将液体部分进行处理。
废浆处理后的液体可以进行循环使用，实现对水资源的节约和保护。
3. 渣土运输及处理：清理后的渣土需要进行合理的运输和处理。
根据实际情况选择合适的运输方式，并对渣土进行处理，以达到环保要求。
4. 循环水的利用：废浆处理后的循环水可以进行循环利用，不仅减少了对水资源的消耗，还避免了对环境的污染。
六、劳动组织根据具体工程的规模和要求，对劳动力进行合理组织和分配，确保施工进度和质量。
七、机具设备该工法所需的机具设备包括盾构机、废浆处理设备、渣土运输车辆等。
这些设备具有高效、环保等特点，能够满足施工需求。
八、质量控制通过对施工过程进行严格的质量控制，可以确保施工过程中的质量达到设计要求。
泥水盾构过硅化构造角砾岩山包预处理技术
２ 补充勘探 后地质情 况
鉴 于左 线 地 质 存 在 突变 的情 况 ，项 目部 根 据 《 于左 右 线 盾 构 过 硅 化构 造 角 砾 山包 应 对 措 施 》 关 的会 议 精 神 ，于 ２ ０ ０ ９年 ６月 ２ ８日至 ７月 ６日对 桂 一 南 区 间地质 突 变 区域 进行 了补充 勘 探 ， 右 两 左 线共布置 ２ Ｏ个勘 探 孔 。 中靠 左 ４个 （ 进一 步 摸 其 为 清左 线盾 构 已穿 越 地质 突 变 区域 的地 质 情 况 ， 右 给 线掘 进 提供 对 比依 据 ）右线 布 孑 ６个 。补勘 抽 芯 ， Ｌ１ 结果 显示 其 中 １ ５个孔 均 在 隧道 高程 范 围 内发 现 了 角砾 岩 层 （ 见表 １。岩 层 为 硅化 构 造 角 砾 岩 ， 为 ） 较 破碎 ， 径 不均 ， 硬 ， 石 天然 单轴 极 限抗 压 强 度 粒 极 岩 最 大达 到 １６ＭＰ ， 均 值 为 ７ ． ２ ａ平 ７８ ＭＰ 。 ａ 从 表 １统 计 出 来 的数 据 来 看 ，右 线 盾 构 通 过
２１ 年 ７ ０２ 月第 ７ 期
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城 市道 桥 与 防 洪
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结 构 的侧 墙 厚 度 大 于 复 合 结 构 的侧墙 厚 度 ，同 等
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内力 条件 下 ， 者配 筋要 小 于后 者 。 前 据 此 ， 过 对 比可 得 出 ， 于 地 下 车 站 结 构 ， 通 对 叠 合 结 构 每 延 米 框 架 造 价 要 低 于 复 合 结 构 每 延米
参考文献 ［］王艳 ． １ 浅析 地层 弹簧 刚度 及侧 压力 系数 对 地铁 车站 主体 内力
大型泥水盾构施工中的泥水处理
大型泥水盾构施工中的泥水处理Revised by Petrel at 2021大型泥水盾构施工中的泥水分离处理系统第一章绪论一、泥水加压式盾构及其泥水分离处理系统概述盾构法施工已有170余年历史，随着科学水平的不断提高，盾构技术也得到不断发展和完善。
至今，盾构已发展成为软土地层修建隧道的一种专用施工机械，盾构施工法也已成为当今城市隧道和地铁工程中不可缺少的一种施工法。
为了满足城市隧道建设的地表沉降控制和加快施工速度，泥水加压式盾构逐渐发展并成熟，泥水加压式盾构用泥浆代替气压，用管道输送代替轨道出土，加快了掘进速度，改善了劳动条件和施工环境，能较好地稳定开挖面和防止地表隆陷，成为当今一种划时代的盾构新技术。
1996年，上海采用直径11.22m泥水加压式盾构，成功穿越7m 浅覆土河床和4.2m超浅覆土软土地层，完成延安东路南线水底公路隧道施工，标志着中国隧道施工技术已达到国际先进水平。
近来，上海市相继开始建设大连路和复兴东路越江隧道工程，并采用直径11.22m泥水加压式盾构施工，为该施工工艺在软土地基中施工提供了广阔的舞台。
泥水加压式盾构是在机械掘削式盾构的前部刀盘后侧设置隔板，它与刀盘之间形成压力室，将加压的泥水送入泥水压力室，当泥水压力室充满加压的泥水后，通过加压作用和压力保持机构，来谋求开挖面的稳定。
盾构推进时由旋转刀盘切削下来的土砂经搅拌装置搅拌后形成高浓度泥水，用流体输送方式送到地面。
在地面调整槽中，将泥水调整到合适地层土质状态后，由泥水输送泵加压后，经管路送到开挖面泥水压力室，泥水在稳定开挖面的同时，将刀盘切削下来的土砂搅成浓泥浆，再由排泥泵经管路输送到地面。
被送到地面的泥水，根据土砂颗粒直径，通过一次分离设备和二次分离设备将土砂分离并脱水后，排去分离后的水，经调整槽进行再次调整，使其成为优质泥水后再循环到开挖面。
二、泥水平衡机理及指标1、泥水平衡机理泥水平衡盾构是在切削刀盘与隔板之间形成的密封舱中，注入满足施工要求压力的泥浆，使其在开挖面形成泥膜，支承正面土体，并由安装在正面的大刀盘切削土体表层泥膜，由刀盘开口进入密封舱与泥水混合后，形成高密度泥浆，由排泥泵及管道输送至地面进行处理，整个过程通过建立在地面中央控制室内的泥水平衡自动控制系统统一管理。
泥水式盾构机_盾构机系列讲座之三_胡胜利
泥水式盾构机———盾构机系列讲座之三 胡胜利 乔世珊1 发展概况 文献[1][2]分别介绍了盾构机概况和土压平衡式盾构机,这里介绍泥水式盾构机。
泥水式盾构机是通过有一定压力的泥浆来支撑稳固开挖面;由旋转刀盘、悬臂刀头或水力射流等进行土体开挖;开挖下来的土料与泥水混合以泥水状态由泥浆泵进行输运。
泥水式盾构机适用于各种松散地层,有无地下水均可。
采用泥水式盾构机进行施工的隧洞工程都说明它是一种低沉降及安全的施工方法,在稳定的地层中其优点更加明显。
最初的泥水盾构要追溯到一百多年前的Gr eat-head及Haag的专利。
由于高透水性地层用压缩空气支撑隧洞开挖面非常困难,1874年,Greathead 开发了用流体支撑开挖面的盾构,开挖出的土料以泥水流的方式排出。
1896年Haag在柏林为第一台德国泥水式盾构申请了专利,该盾构以液体支撑开挖面,其开挖室是有压和密封的。
1959年E.C. Gardner成功地将以液体支撑开挖面应用于一台用于建造排污隧洞的直径为3.35m的盾构。
1960年Schneidereit引进了用膨润土悬浮液来支撑开挖面,而H.Lorenz的专利提出用加压的膨润土液来稳固开挖面。
1967年第一台有切削刀盘并以水力出土、直径为3.1m的泥水盾构在日本开始使用。
在德国,第一台以膨润土悬浮液支撑开挖面的盾构由Wayss&Freytag开发并投入使用。
泥水式盾构机的发展有三种历程,即日本历程、英国历程和德国历程。
到目前则只有日本和德国两个主要的发展体系。
日本的发展历程导致当今的泥水盾构,德国的发展历程导致水力盾构。
以日本的泥水盾构为基础发展了土压平衡盾构,而德国的水力盾构导致很多不同的机型,如混合型盾构,悬臂刀头泥水盾构及水力喷射盾构等。
德国和日本体系的主要区别是,德国式的在泥水舱中设置了气压舱,便于人工正面控制泥水压力,构造简单;日本式的泥水密封舱中全是泥水,要有一套自动控制泥水平衡的装置。
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泥浆的压力控制：
• 泥浆的压力调整是个被动参数，为能够保证足够 的流量，调整泥浆泵的转速，其泥浆泵的进出口 的压力均因之而变化。对于系统压力，根据泵的 工作能力，一般只限制最高值。泵的压力随着管 路的延长，延程损失的增加而增加。
泥浆比重的调整：
• 泥浆的进浆比重，由泥水处理厂控制，对于盾构 掘进而言，对既有的进浆比重，只能通过掘进速 度的改变来调整出浆的比重。如果出浆比重很高 ，可以通过降低推进速度来降低泥浆比重。一般 进浆比重在1.05～1.25之间，出浆比 重在1.1～ 1.4之间。
泥水平衡盾构工作原理图
压缩空气 膨润土溶液 排浆管
泥水平衡原理
泥水加压式盾构工作面土体是依靠泥水压力对工作面 上的水压力发挥平衡作用以求得稳定。泥水压力主要是在 掘进中起支护作用。工作面任何一点的泥水压力总是大于 地下水压力，从而形成了一个向外的水力梯度，这是保持 工作面稳定的基本条件。
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地下水压力
盾构泥水处理技术
李建华
中铁隧道集团有限公司技术中心
主要内容
一 泥水盾构的基本原理及特点 二 泥水盾构简介 三 泥水处理系统 四 泥水系统处理案例 五 泥水循环施工的几点经验
一 泥水盾构的基本原理及特点
1 泥水平衡式盾构工作原理 1.1简述 1.2泥水循环系统
• 旁通模式 • 开挖模式 • 反循环模式 • 隔离模式 • 长时间停机模式
间接控制型泥水平衡盾构与直接控制型 相比，控制系统更为简化，对开挖面土层支 护更为稳定，对地表沉陷的控制更为方便。
主要内容
一 泥水盾构的基本原理及特点 二 泥水盾构简介 三 泥水处理系统 四 泥水系统处理案例 五 泥水循环施工的几点经验
三 泥水处理系统
1 泥水系统的作用 2 泥水系统的选型 3 泥水系统的组成
调整这个液位。
开挖模式
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这个模式于开挖时使用。根据气垫室里泥浆的液位以及
、卵石层和硬土的互层等地层。特别适用于地层含水 量大、上方有水体的越江隧道和海底隧道。
主要内容
一 泥水盾构的基本原理及特点 二 泥水盾构简介 三 泥水处理系统 四 泥水系统处理案例 五 泥水循环施工的几点经验
二 泥水盾构简介
泥水盾构分为英国体系、日本体系和德国体 系。目前使用比较广泛是日本体系和德国体系。 日本体系为直接控制模式，由泥浆液体直接支护 开挖面并提供维持平衡压力的盾构，德国体系是 间接控制式盾构，其通过支护液体的压力插入一 个空气缓冲层加以控制，即通过空气缓冲层的压 力控制，间接控制开挖面的压力。
，或用于清理盾构内的排渣管道。为了不让泥浆
充满开挖室，气垫压力与泥浆\气垫界面液位的控
制仍需维持。
隔离模式
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回路仍保持连通。特别是，这种模式是用于隧道泥浆管道
延伸时的情况。
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各排渣泵（P2.1，P2.2）停止运转。而P1.1仍保持运
行，以保持制备厂和分离厂之间回路的循环。始发井中的
旁通阀V18控制着这个回路。
长时间停机模式
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支护泥水作用
支护泥水在泥水盾构掘进中起着重要作用： • 在开挖面土体表面形成泥膜，泥膜厚度随渗透时间增加
而增加，从而有效提高渗透抵抗力。 • 支承、稳定正面开挖面土体。 • 盾构借助泥水压力与正面土压产生泥水平衡效果，有效
两种泥水盾构的主要区别如下：
日本体系泥水盾构的 泥浆压力，在循环掘进时 ，通过调整进浆泵的转速 或者调整进浆泵出口节流 阀的开口比值来实现压力 控制的。因此掘进速度、 地层变化、掘进深度及其 掘进长度对压力均有影响 。调节泵的压力是通过中 心控制室的自动调节完成 。
德国体系的空气室 的压力是根据开挖面需 要的支护泥浆压力设定 的，空气压力可通过空 气控制阀使压力保持恒 定。同时由于空气缓冲 层的弹性作用，即使液 位波动或出现突然的泄 漏，对土仓压力也无明 显影响。
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1.3泥浆循环参数控制 1.4管路延伸及泥浆处理 2、泥水盾构施工的特点
1.1 简述
泥水平衡式盾构是在机械式盾构刀盘的后侧，设 置一道封闭隔板，隔板与刀盘间的空间定名为泥水仓 。把水、粘土及其添加剂混合制成的泥水，经输送管 道压入泥水仓，待泥水充满整个泥水仓，并具有一定 压力，形成泥水压力室。通过泥水的加压作用和压力 保持机构，能够维持开挖工作面的稳定。
1 泥水系统的作用
• 及时向开挖面密闭舱提供掘进施工需求的泥浆，用优质膨 润土配制的泥浆的比重、粘度等技术指标必须满足在高透 水砂层中形成泥膜和稳定开挖面的要求；
• 及时把切削土砂形成的混合泥浆输送到地面进行分离和处 理，再将回收的泥浆调整利用。
• 泥水系统与盾构机的选型、掘进速度、地质条件等紧密联 系在一起的，不同的地质工况条件取决了不同的泥水系统 模式。
所要求的排渣流量，对伺服的泵P1.1和P2.1的转速分别进行
调整。调整P1.1泵的转速用以校正泥浆\气垫界面液位达到所
要求的值，同时确保它沿程的下一个泵的超载压力要大于所
要求的净吸压头。
• 调整P2.2泵的转速，用以校正排渣流量达到所要求的排
渣模式的值，同时确保沿程的下一个泵的超载压力要大于所 要求的净吸压头。P2.2泵的转速必须能确保排渣的流体能被 泵送到地面的分离厂。调整P2.2泵的转速以便在泥浆分离厂
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这个模式使开挖室里的泥浆逆向流动。仅用
于一些特别的情况，特别是在开挖室内发生阻塞
1.1 简述
盾构推进时，旋转刀盘切削下来的土砂经搅拌装置 搅拌后形成高浓度泥水，用流体输送方式送到地面泥 水分离系统，将碴土、水分离后重新送回泥水仓，这 就是泥水加压平衡式盾构法的主要特征。因为是泥水 压力使掘削面稳定平衡的，故得名泥水加压平衡盾构 ，简称泥水盾构。
气垫室
膨润土液区
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由于此时开挖室没有泥浆的供给，因此理论上并不需要
控制泥浆\气垫界面液位。然而泥浆\气垫界面的液位可能由