复杂条件下的大直径泥水盾构掘进参数控制
泥水盾构始发与试掘进技术及控制要点
泥水盾构始发与试掘进技术及控制要点摘要：本文介绍了泥水盾构始发与试掘进施工过程中的关键技术，包括始发端头加固及降水、盾构始发定位、反力架安装与加固、洞门密封、负环管片拼装、同步注浆、洞门封堵、管片拼装以及初始试掘进等技术，并提出了保证各个关键环节有条不紊进行的控制措施。
关键字：泥水盾构；始发；试掘进；1前言泥水盾构施工技术因具有无需特殊体改良、地质适应性强、依靠泥水在开挖面形成泥膜抵抗土水压力、开挖面稳定性高等优点，在城市大型隧道及大型过江过河隧道修建中均得到了广泛应用，如上海地区已经建成的上海长江隧道、大连路隧道、复兴东路隧道等[1]。
无论是土压平衡盾构还是泥水平衡盾构，始发与到达既是施工的两个关键环节，也是施工的重难点之一[2]。
在地铁施工中，始发试掘进作为盾构工法的关键工序，不仅仅关系到周边建筑及施工的安全，而且还直接影响到施工的质量、进度、安全以及经济效益[3]。
广深港客运专线狮子洋隧道采用先进的泥水盾构始发技术，严格控制始发的各个风险点，并进行事前分析、预防和方案预控，通过精心组织，始发取得一次性成功[4]。
本文提出了在高承压水始发与试掘进的关键技术要点以及控制措施，如采用的始发洞门密封装置结构、安全可靠，在泥水盾构始发的过程中，可通过自身密封结构和外部注入孔的综合调节使用，充分保证泥水盾构始发安全，降低施工风险等。
这些关键技术要点以及控制措施在实际施工过程中得到成功的应用。
2始发技术控制2.1始发端头加固及降水2.1.1端头加固泥水盾构一般情况始发端头采用旋喷桩、素墙结合降水的加固方式，端头加固平面图如图1所示。
素墙分为洞门素墙和U形素墙。
洞门素墙采用C15混凝土，厚800mm-1200mm地下连续墙。
为保证素墙接缝处的止水效果在素墙接缝外侧采用Φ800@500m三重管法高压旋喷桩补强加固。
加固范围：盾构掘进方向围护结构外13m，加固宽度为U形素墙内全断面加固，隧道范围内上下各3m。
超大直径泥水盾构粘土、淤泥地层掘进关键技术
超大直径泥水盾构粘土、淤泥地层掘进关键技术摘要：超大直径泥水盾构作为重要的隧道掘进施工设施来讲，其能够运用于隧道的复杂地层掘进施工操作，而且体现为良好的隧道掘进施工效果。
具体对于淤泥地层与粘土地层在从事掘进施工的环节中，运用超大直径的泥水盾构机械设施关键就是要明确淤泥与粘土地质特征，结合隧道地质特性完成隧道掘进施工。
关键词：超大直径泥水盾构；粘土；淤泥地层；掘进关键技术粘土地层以及淤泥地层都属于软弱土层，具有承载力较差以及沉降幅度较大的特性。
在此种情况下，隧道掘进的项目施工过程将会表现为较大难度。
由于受到淤泥土层与粘土层导致的掘进施工影响，因此将会造成软弱土层产生地基部位沉陷或者隧道整体结构倾斜等工程安全风险，增加来往车辆的安全通行隐患。
因此可以判断出，对于淤泥层与软弱粘土层如果需要运用超大直径的泥水盾构机械设施，那么施工操作人员必须做到合理控制盾构掘进速度，充分保证盾构掘进操作的安全性。
1.超大直径泥水盾构运用于掘进粘土地层与淤泥地层的实例某越江隧道项目工程所在区域的施工地层主要包含强风化的砾岩、粉质黏土、胶结状的砂岩、粉质的细砂层，此外还包含硬塑膨胀性的全断面粘土层[1]。
工程施工单位对于上述的隧道地质层借助于超大直径的泥水盾构机械设施来完成掘进施工操作，在工程施工初期频繁遇到刀具磨损以及刀盘泥饼凝结的情况，导致地层掘进的施工速度被减慢。
经过反复的尝试与分析，施工人员对于泥水盾构的刀盘与刀具部位实施了全面的清理操作，进而有效避免了掘进特殊地层导致泥水盾构机械设施受到磨损的安全风险，提升了掘进施工效率[2]。
图为隧道淤泥地层与粘土地层的掘进施工剖面图1.超大直径泥水盾构掘进粘土与淤泥地层的关键施工技术要点1.实时监测隧道地质变化隧道地质变化必须被实时监测，否则将会导致隧道掘进中的潜在安全风险被忽视，进而造成显著的工程操作人员安全威胁[3]。
施工人员对于掘进孤石层的操作在初步开展时，要求盾构的洞门部位达到完全封闭的状态。
上软下硬地层超大直径泥水盾构掘进关键技术
上软下硬地层超大直径泥水盾构掘进关键技术摘要：改革后，在我国社会高速发展的影响下，带动了我国各行业领域的进步。
近年来，在人们生活水平的提升下，对建筑行业的要求不断提高。
目前，超大直径泥水盾构机在上软下硬岩地层长距离掘进时，容易出现开挖面失稳、掘进参数突变、姿态不易控制、刀具异常损坏、泥水环流易滞排等现象。
以汕头海湾隧道项目为依托，通过研究超大直径泥水盾构机穿越上软下硬地层的施工技术，从盾构机选型、施工方案选择、掘进管理与控制、掘进参数控制、掘进姿态控制等方面提出了具体的控制措施和注意事项。
关键词：超大直径泥水盾构；上软下硬；掘进参数引言近年来盾构施工技术发展迅速，盾构隧道施工已经成为一种成熟的施工方法，上软下硬地层施工的工程也日益增加，然而在这种地层下的施工会面对各种难点。
因此，针对该类施工工程的施工技术和策略研究十分重要。
研究泥岩和砂卵石相交地层分析的掘进参数，依据地质条件确定了合理的掘进参数范围。
研究上软下硬地层中盾构施工主要掘进参数的分布情况，总结出各个掘进参数的分布模型。
分析了在上软下硬地层中新建隧道对已有隧道的影响，总结了已有隧道沉降和变形特点。
刀具磨损、掘进参数及舱内状况等方面研究了盾构施工管理。
从刀具管理、掘进参数及冲刷系统等方面进行分析，提供盾构施工过程中的掘进管理建议。
研究了上软下硬富水砂层掘进过程中的注浆控制，采用了洞内超前注浆加固施工技术，保证施工安全。
目前，在上软下硬地层施工技术方面已经有很多专家学者进行研究，但缺少对上软下硬地层掘进参数的分析研究。
本文基于和燕路过江通道某区间盾构隧道工程，分析盾构施工技术的主要难点，探究掘进过程中掘进参数的变化情况，总结出解决主要施工难点的控制策略。
1上软下硬地层特点及施工难点根据地层组合的形式，上软下硬地层大体上可以划分为三种类型。
一是第四系土层的上软下硬。
这种组合的特点是上部地层的标贯级数很低，含水量高，颗粒粒径小，下部地层反之。
二是岩石地层的上软下硬。
大直径泥水平衡盾构掘进施工重难点分析及应对措施
大直径泥水平衡盾构掘进施工重难点分析及应对措施摘要：近年来，水下大直径泥水平衡盾构施工技术得到了长足发展，但很多项目在施工过程中仍然会遇到各种各样的问题，本文以中国路桥承建的孟加拉卡纳普里河底隧道项目为依托，重点阐述了海外大直径泥水平衡盾构掘进施工过程中的重点难点及应对措施，为后续同类项目的施工提供了宝贵的经验，具有很好的借鉴作用。
关键词：过江隧道；特大直径；泥水平衡；掘进施工；应对措施0 引言近年来，越来越多的大直径水下盾构得到应用，如：南京纬三路过江隧道[1]，上海大连路越江隧道[2]，江苏江阴澄江西路过江隧道[3]等等。
大直径泥水平衡盾构在掘进过程中会受到多种因素干扰[4]，如切口压力、掘进姿态、泥浆指标等等，而上述指标控制直接决定掘进成败。
本文以孟加拉卡纳普里河底隧道项目为依托，结合工程实践，详细列举了盾构掘进施工的重点难点及对应措施，为项目平稳顺利掘进提供了技术支撑。
1 工程概况卡纳普里河底隧道项目位于孟加拉吉大港市郊卡纳普里河入海口处，由中国交建EPC总承包，中国路桥承建，该项目采用开挖直径12.16m气垫式泥水加压平衡盾构设备，盾构管片外径11,800mm，内径10,800mm，环宽2,000mm，壁厚500mm，采用5+2+1错缝拼装通用楔形环。
单条隧道总长为2,450延米，双线总长约4,900mm。
2 地质水文情况该项目主要穿越粉砂、淤泥质粉质黏土、粉质黏土、粉细砂层，其中盾构掘进两端穿越部分液化粉细砂层，中段穿越卡纳普里河底1公里全断面粉细砂密实地层。
3 盾构机泥水平衡盾构机在结构上包括刀盘、盾体、人舱、碴土破碎系统、泥浆输送系统、管片拼装机、后配套拖车系统等。
在功能上包括开挖系统、主驱动系统、推进系统、泥水系统、注浆系统、油脂系统、液压系统、电气控制系统、激光导向系统及通风、供水、供电系统。
本项目盾构机外径：12120mm，开挖直径12160mm，盾壳厚度：80mm，盾构本体长13.5m，总长度：93.7m（含后配套）。
超大直径泥水盾构干接收施工工法(2)
超大直径泥水盾构干接收施工工法超大直径泥水盾构干接收施工工法一、前言超大直径泥水盾构干接收施工工法是一种在地下大直径隧道工程中采用的施工方法。
本文将详细介绍该工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析以及工程实例。
二、工法特点超大直径泥水盾构干接收施工工法具有以下几个主要特点：1. 适用于大直径隧道施工，可达到4米以上的直径；2. 使用泥水盾构机进行施工，可实现同时掘进和支护；3. 施工速度快，效率高，提高工程进度；4. 支护结构稳定，确保工程安全；5. 可在各种地质条件下施工，适应范围广。
三、适应范围超大直径泥水盾构干接收施工工法适用于以下地质条件：1. 岩石地层：适用于岩石地层，对于硬岩和软岩都有良好的适应性；2. 地下水位：适用于地下水位较高的地区，可通过泥水盾构机进行排水；3. 软土地层：适用于软土地层，可以通过施工工艺和合适的支护结构保证施工的稳定性。
四、工艺原理超大直径泥水盾构干接收施工工法的工艺原理是通过泥水盾构机进行隧道的掘进和支护。
泥水盾构机由掘进机构、推进机构和支护结构组成，通过不断推进、掘进和注浆的方式，完成隧道的施工过程。
掘进机构：掘进机构由盾构头、刀具和刀盘组成，通过旋转和推进的方式掘进隧道。
刀具在掘进的同时将土层切割成泥浆，经过盾构机内部的输送管道排出。
推进机构：推进机构由推进缸和液压系统组成，通过液压系统提供的力量推动盾构机向前推进。
推进缸和掘进机构协同工作，保证泥水盾构机的前进速度和方向。
支护结构：施工过程中，通过注浆和安装衬砌管对隧道进行支护。
注浆在隧道顶部和侧壁注入，形成稳定的土体-注浆体-衬砌体的复合结构，增加隧道的稳定性和承载力。
五、施工工艺超大直径泥水盾构干接收施工工法主要包括以下几个施工阶段：1. 准备工作：确定施工范围和进场道路，搭建临时施工设施，组织施工人员，并进行现场勘察和地质勘探。
2. 掘进：安装泥水盾构机，进行掘进工作。
超大直径泥水盾构掘进施工泥水控制技术要点分析
超大直径泥水盾构掘进施工泥水控制技术要点分析发布时间：2023-02-02T01:13:38.882Z 来源：《中国科技信息》2022年9月第18期作者：邓俊，南东伟，王高翔[导读] 在经济的牵引下，公路隧道项目增多，公路隧道工程中邓俊，南东伟，王高翔中交天和机械设备制造有限公司南京分公司，江苏南京 211800摘要：在经济的牵引下，公路隧道项目增多，公路隧道工程中，起支撑作用的技术便是盾构掘进施工技术。
结合现有经验可知，该技术具备诸多优点，例如安全保障好、成型质量高以及施工周期短等。
正是因为如此，盾构法应用价值高，广泛运用在隧道工程。
本文将以珠海兴业快线为例，探究超大直径泥水盾构法泥水技术关键点，在此基础上围绕泥水控制技术展开研究。
关键词：技术要点；盾构掘进；隧道施工；超大直径泥水平衡盾构机0引言：在城市交通体系中，运用盾构施工技术，可减少资源浪费，提高隧道施工效率，确保项目稳定运行状态，掘进技术的全面推广,十分有利于推动城市基础建设。
1盾构施工技术介绍实际上，公路项目中实施的盾构掘进施工技术，属于全机械化施工模式的主要内容，是盾构法施工的核心技术。
施工操作中，需要盾构技术人员精准把控施工进度，实现盾构机科学有效掘进，并依托盾构机外壳和拼装成型的整环管片，形成完整的隧道支撑体系，来确保隧道上方原封地层的稳定状态，不会出现坍塌等地质问题。
另外在开挖时，盾构机刀盘选型和刀具的配置也不容忽视，它将发挥最重要的作用，在盾构司机的操控下，对土体进行开挖，精准控制泥水环流系统，将掘进时切屑下来的渣土通过泥水盾构机泥水环流系统泵送至洞外。
与此同时，控制盾构机推进油缸在后部加压顶进。
2工程案例兴业快线（南段）二标主线盾构隧道从银桦路工作始发井至板樟山工作接收井。
区间长度约 1740m，顶覆土厚度 9.8~41.3m。
最小竖曲线半径为1500.00m，最大竖曲线半径为2500.00m。
主线为双向四车道，设计速度60km/h。
大直径泥水盾构施工环境风险控制与管理
大直径泥水盾构施工环境风险控制与管理北京地下直径线大直径泥水盾构施工环境风险控制与管理程学武1许维青2（1.北京铁路局地下直径线建设指挥部，北京，100045；2.中铁隧道集团，北京，100045）摘要：通过北京地下直径线盾构施工过程沿线环境风险建构筑物的管理与控制，介绍了通过风险调查、风险评估认识建构筑物抗风险能力，利用因果分析及权重计算确定施工影响的关健环节，通过工程措施、工艺措施及管理措施实现对环境风险的有效控制。
关健词：泥水盾构环境风险控制管理根据城市隧道及地下工程风险安全事故产生原因研究数据统计，事故产生的绝大部分原因主要是：一是风险识别出现遗漏，包括风险本身现状、控制边界、致险因子等；二是控制方法或措施选择不当，包括由于风险识别偏差或遗漏而造成的控制对策失当；三是控制对策执行偏差造成的对策实施效果与预期出现差距而形成的安全事故。
北京站至北京西站铁路地下直径线作为北京市所列的“最难的，风险最大的在建地下工程”、铁道部所列的“极高风险1号工程”，面对盾构沿线众多环境风险点，通过全面系统的管理与控制，最终确保了沿线不同等级的风险得到了有效的控制，本文就相关情况予以介绍，望能提供借鉴。
1. 工程概况北京铁路地下直径线工程是承启北京站与北京西站的重要地下铁路线工程。
线路自北京站起，于崇文门大街十字路口东侧进入地下，沿前门大街、宣武门西大街往西至长椿街后拐至西便门桥、天宁寺桥、白云路桥北侧，斜穿白云路桥至小马场附近出地面到达北京西站。
线路全长9151m ，隧道长7230m ，其中盾构段长5175米。
图1北京站至北京西站地下直径线工程线路平面图示意图Fig 1. Planar graph of Beijing Rail Transit Line隧道穿越地层东西两端差异性大。
西端（天宁寺至和平门）主要穿越的地层为卵石层、圆砾层，局部为粉质粘土层、粉土层和粉质粘土层等土层，一般粒径20~60mm ，大于20mm 的颗粒含量约占总重的65%，亚圆形，中粗砂充填，并且存在最大强度约30MPa 的砂层与卵石层的胶结层。
大直径泥水平衡盾构机12‰下坡隧道双机同井洞内始发控制技术
（ １ ． Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｓ ｕ ｐ ｅ ｒ ｖ ｉ ｓ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ Ｃ ｏ ｎ ｓ ｕ ｌ ｔ ｉ ｎ ｇ（ Ｈｕ ｂ ｅ ｉ ）Ｃ ｏ ． ，Ｌ ｔ ｄ ． ，Ｃｈ ｉ ｎ ａ Ｒａ ｉ ｌ ｗａ ｙ Ｓ ｉ ｙ ｕ ａ ｎ Ｓ ｕ ｒ ｖ ｅ ｙ ａ ｎ ｄ
Ｌａ ｕ ｎｃ ｈ ｉ ｎｇ Ｔｅ ｃ ｈｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｏ ｆ Ｔｗｏ Ｌａ ｒ ｇ ｅ － ｄ ｉ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ Ｓ ｌ ｕｒ ｒ ｙ Ｓ ｈ ｉ ｅ ｌ ｄ Ｍａ ｃ ｈｉ ｎ ｅ ｓ ｉ ｎ ｔ ｈｅ Ｓ ａ ｍｅ Ｗ ｏ ｒ ｋｉ ｎ ｇ Ｓｈ ａ ｆ ｔ ｏ ｎ ａ １ ２％ｏ Ｄｏ ｗｎ ｈｉ ｌ ｌ Ｔｕｎ ｎｅ ｌ
５ １ ８ ０ ０ ０ ）
摘 要 ： 通 过 广 深 港 客 运 专 线 深 圳 至 香 港 连 接 隧道 深港 隧道 １ ２ ％ ｅ 下坡段 ２台９ ． ９ ６ ｍ 泥水平衡 盾构机 ， 在 皇 岗公 园 工 作 井 先 后 同 井始 发 的施 工 实例 ， 从 盾 构 机 的 吊装 与 井 下 组 装 、 洞 内长 距 离 空推 、 反 力墙 的 设 计 及 优 化 等 方 面 进 行 重 点 阐述 ， 采 用 Ｍｉ ｄ ａ ｓ空 间 有 限 元 软 件 对 ３ ６ ０ ０ ｋ Ｎ龙 门 吊基 础 受 力 和 变 形进 行 检 算 ， 采用 Ａ ｎ ｓ ｙ ｓ空 间 有 限 元 程 序 对
・
隧 道／ 地下工程 ・
大 直径泥 水平衡盾构 机 １ ２ ％ ０ 下坡隧 道 双 机 同井 洞 内始 发 控 制 技 术
唐 卫 平 ，赵 林 郑 勇
大直径泥水盾构试验台的控制系统设计
摘要 ：为 自主研制大直径 泥水盾构样机 ， 对盾构控制系统检测试验 台进行改造 ， 重新 设计 了 Ｐ Ｃ控制系统 。详 细介绍试 验台 的硬 Ｌ 件配置 ， 分析 改造 之后 的控 制方案 ， 采用 Ｐｏ ｂ ｓ ｒｆ ｕ 总线控制方式建立 了施耐德 Ｐ Ｃ与变频器 、 ｉ Ｌ 施耐德 Ｐ Ｃ与不 同品牌的分 布式 Ｉ０ Ｌ ／ 之间的联系 ， 实现各种控制 功能。重 点研究并介绍 刀盘变频 驱动系统 、 推进系统 和泥水输 送系统 的设计方 案和实施 过程 。试验 结 果表明了控制系统 的可靠性和有效性 。 关键词 ： 大直径 泥水盾 构 ； 试验 台；总线 控制 ； 变频驱动
中图 分 类 号 ： ５ ． １ Ｕ４５３ 文献 标 志码 ： Ａ 文 章 编 号 ： ６２— ４ Ｘ（０ １ ０ ０ ２ ０ １７ ７ １ ２ １ ）４— ５４— ５
Ａｎ ｌ ｓｓ ｏ ｎ ｒ ｌＳ ｓｅ ｆＴｅ ｔｂ ｄ ｏ ｒ ｅ ｄ ａ ｅｅ ｌ ｒ ｙ Ｓ ｉｌ ｓ ａｙ ｉ ｎ Ｃｏ ｔｏ ｙ ｔｍ ｏ ｓ － ｅ ｆＬａ ｇ － ｉｍ ｔ ｒ Ｓ ｕ ｒ ｈ ｅｄ
第３ ｌ卷
第 ４期
隧道建 设
Ｔ ｎ ｌＣｏ ｓｒ ｃ ｉｎ ｕ ｎｅ ｎ ｔｕ ｔ ｏ
Ｖ０． Ｎｏ ４ Ｊ３１ ．
Ａｕ ． ２ １ ｇ ０ １
２１ ０ １年 ８月
大 直 径 泥 水 盾构 试 验 台的 控 制 系统 设 计
冯 培培 ， 卜壮 志
（ 中铁 隧道 装备 制造 有 限公 司 ， 州 郑 ４００ ） ５００
Ｆ ＥＮＧ ｉ ｅ ，ＢＵ ｈ ａ ｇ ｈ Ｐｅｐ ｉ Ｚ ｕ ｎ ｚｉ
（ ｈｎ ａｌａ ｕ ｎｌ ｇＥ ｕ ｍ ｎ Ｃ ． Ｌｄ ， ｈｎ ｚｏ ５ ０ ０ ｈｎ ） Ｃ ｉａＲ ｉ ｙ Ｔ ｎ ｅ ｎ ｑ ｉ ｅｔ ｏ ，ｔ． Ｚ ｅｇｈｕ４ ０ ０ ，Ｃ ｉａ ｗ ｉ ｐ
大直径钢套筒辅助泥水盾构施工技术规程
一、概述随着城市化进程的加快，地下空间利用日益凸显重要性。
而泥水盾构作为一种现代化地下工程施工方法，广泛应用于地铁、隧道等地下工程的建设中。
大直径钢套筒作为泥水盾构的关键组成部分，其施工技术规程对于保证工程施工质量、确保工程安全具有十分重要的意义。
二、大直径钢套筒的选择和准备工作1. 确定套筒尺寸和材质：根据地质勘察和地下工程设计要求，确定大直径钢套筒的尺寸和材质，包括直径、厚度、长度等参数。
2. 检查套筒质量：在采购大直径钢套筒之后，需要对其质量进行严格检查，包括外观质量、尺寸偏差、材质质量等方面。
3. 准备相关设备和工具：在施工现场进行大直径钢套筒的安装之前，需要准备好相关的起重设备、支撑设备、焊接设备、检测设备等。
三、大直径钢套筒安装施工技术1. 钢套筒的吊装：采用专业的起重设备对大直径钢套筒进行吊装，并确保吊装过程中的安全和稳定。
2. 钢套筒的安装：根据设计要求，将大直径钢套筒逐节安装到泥水盾构机具体位置，并进行有效的固定和支撑。
3. 钢套筒的焊接：对安装好的大直径钢套筒进行焊接作业，确保焊接接头的牢固性和密封性。
四、大直径钢套筒辅助泥水盾构施工技术1. 泥水盾构机选择：在大直径钢套筒施工过程中，需要根据具体工程条件选择合适的泥水盾构机，确保其在施工中的稳定性和效率。
2. 泥水盾构机的调试和检测：在进行大直径钢套筒辅助泥水盾构施工之前，需要对泥水盾构机进行全面的调试和检测，确保其各项功能和性能良好。
3. 泥水盾构施工过程中的注意事项：在泥水盾构施工过程中，需要注意对大直径钢套筒的保护和监控，及时发现并处理施工中出现的问题。
五、大直径钢套筒辅助泥水盾构施工质量控制1. 施工过程中的质量控制：在大直径钢套筒辅助泥水盾构施工过程中，需要随时关注施工质量，包括焊接质量、安装质量和施工工艺的合理性等方面。
2. 施工中的质量检测：在施工过程中需要进行辅助泥水盾构机的泥水管里程检测、地壳变形监测、土压力等监测工作，及时发现并解决施工中的质量问题。
复杂条件下盾构施工技术3-高水压小覆土大直径泥水盾构掘进
2000
2500 3000 时 间 t (s)
3500
ห้องสมุดไป่ตู้4000
4500
5000
液面高度(cm)
5）室内盾构模型掘进泥水劈裂试验
盾构模型试验装置 i—土槽；ii—刀具；iii—刀盘；iv—刀盘马达；v—掘进马达；vi—排土 器；vii—压力计；viii—泥水罐；ix—排土槽；x—上部水压
盾构模型机
2015年8月3日
深圳
一、高水压小覆土盾构掘进 泥水劈裂特征分析
南京长江隧道工程纵断面示意图
上海上中路隧道地质纵断面图
1）地表(江底面)较平坦，盾构机掘进水平。江中段覆土小， 水压大。地层稳定性差，需对泥水压力审慎设定及控制， 对泥水特性有要求。
A： 一般掘进形式
2）地表较平坦，盾构机掘进朝下方向。在初始掘进段属 于该种情况。从小覆土条件讲是相对安全地段，但需注意 的是，泥水压力按盾构切口位置设置，在盾构中部或尾部， 覆土厚度小，劈裂有可能在盾构中部或尾部发生。需对泥 水压力审慎设定及控制，对泥水特性有要求。
200.0
4）泥水劈裂伸展压力
350 300 250 200 150 100 50 0 0
先端圧力P (kPa)
90.0
312.1 71.0
300.4 劈裂继续中
200.0
No.1孔 先端圧力 液面高度 劈裂发生点 4140s
90 80 70 60 50 40 30 20 10
500
1000
1500
F:较大风险区域江中冲槽掘进形式
7）江底面呈上坡，盾构机掘进上坡；且由覆土小地段向突 变覆土大地段掘进。泥水压力难以设定。容易发生泥水劈 裂，必须同时满足小覆土劈裂及高覆土开挖面稳。施工难 度大，地层稳定性差，需对掘进参数及泥水压力、泥水特 性。审慎设定及控制，是最危险地段，也是本研究的重点。
超大直径泥水盾构隧道综合旋工技术控制
Ⅱ
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盾构隧道段 ｍ ！ 历年最高潮水位多年平均 ． ３ ７
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２ 盾构掘进参数设定与控制
南京长江隧道水域长度达 ２５ ０ｍ， ０ 占盾构段 总长
度 的 ８ ％ 以上 Ｌ ２ —。 。． 当盾构机进入江 ，， ． ，且地质条件复杂多变 ， — 中后 ， 无法采用现有 手段 对 江底掘 进断 面进 行实 时精
图 ４ 泥水压力计算示 意图（ 水土分算 ）
ＰＩ ｗ ｙ （ ）
、
Ｓ
足 １ 尤其是 Ｋ ０５～Ｋ Ｄ， ６＋ ７ ６＋１５段覆土厚度为 １ ０ ０ｍ， 仅有 ０ ７ 且上部水 深达 ２ 隧道顶 部覆土 为⑦一 ． Ｄ， ９ｍ， １
泥水压力 上限值 ：
Ｐ卜＝ ｌ Ｐ ＋ ３ ｗ ｈ ） ｋｙｈ＋ ０ （ ） ｐ ＋ ２ ｐ ＝ｙ （ ｗ＋ ＋ ｏ ２ ３
极 大。
式 （ ） （ ） ｋ为泥 水压 力上 限值 ，Ｐ ；下 为 泥 １～４ Ｐ ｋ ａｐ 水压力下 限值 ，Ｐ ；１ ｋ ａｐ 为地下水 位以下水土压 力 ，Ｐ ； ｋａ
Ｐ 为地下水位 以上水 土压力 ，Ｐ ； ２ ｋ ａｐ ３为变动土压力 ， 一 般取 ２ Ｐ ； ０ｋ ａＨ为地 表至隧道 中心线埋 深 ， ｈ为地下 ｍ； 水位至隧道 中心线埋深 ， ｋ ｍ； 为侧压力 系数 ； ｋ 为静止
易液化粉 细砂 层 ， 子面 为透 水 的⑧层 粉细 砂 。盾构 掌
超大直径泥水盾构在复合地层中饱和带压进仓技术
超大直径泥水盾构在复合地层中饱和带压进仓技术摘要：由于地层的复杂性和未知性，超大直径泥水盾构施工中对盾构刀盘的刀具选型具有一定的局限性。
以南京纬三路过江通道工程为背景，对盾构段施工复杂地层研究，分析显示，南京纬三路过江通道带压开舱作业是盾构机长距离穿越高水压、强透水复合地层的必定工作，虽然通过设定合理的切口压力、推进速度、推力和泥浆指标等方面减少了掘进过程中对刀具的磨损，但盾构开挖直径大，刀盘配置的刀具数量庞大，一次空气带压换刀作业时间太长，严重影响了工期进度，成功的运行了饱和带压换刀技术为盾构换刀技术带来了突破性的技术变革，该研究对类似工程的风险分析和控制有参考意义。
关键词：南京纬三路过江通道；盾构机；饱和带压进仓1工程概况南京市纬三路过江通道是南京城市总体规划确定的城市重要过江通道之一，。
位于南京长江大桥上游约5km和已建成通车的南京纬七路长江隧道下游约4km 处。
南线盾构段由江北工作井始发，通过江北长江大堤经潜州、梅子洲，在江南上岸后与定淮门大街和江东北路顺接，盾构段4.135km；盾构开挖直径15.02m。
江中最高水压0.74Mpa，岩层段石英含量高达65%。
江底隧道覆土厚度浅，S线隧道局部覆土厚度只有0.6盾构直径；一次掘进距离长，S线隧道盾构段长4.135km盾构掘进需穿越卵石层、泥岩层、砂岩层，同时沿线需穿越桩群和风井，并存在孤石、漂木、铁锚、沉船等不明障碍物。
2进仓地质情况与刀具情况2.1进仓地质情况当盾构掘进长度1188m，刀盘里程到达SDK4+749.6。
盾构在此掘进期间，所穿越的地层有淤泥质粉质粘土地层、粉质粘土、粉细砂、中粗砂、砾砂、圆砾、卵石地层。
地层分段情况见下表：表1 地层分段情况表地层淤泥质粉质粘土地层粉细砂地层中粗砂地层砾砂、圆砾、卵石地层粉砂岩里程 SDK3+553～SDK3+612 SDK3+612～SDK4+170 SDK4+170～SDK4+316 SDK4+316～SDK4+710 SDK4+710～SDK5+274环号 1～30 31～308 309～381 382～578 579～860长度(m) 657 1587 129 394 5643盾构仓室结构泥水仓和气泡仓是泥水平衡试盾构机的不可缺少的部分，它们之间通过一道钢板隔开，并通过底部两侧的开口相连。
φ11.58m大型泥水盾构在复杂地质条件下的出洞技术研究
固 ， 用 的是三轴 水泥 土搅拌 桩配 合高 压旋 喷桩 工艺 。 固 采 加 宽度 为盾构 工作 井外 １ （ ４ｍ 宽度 的选取 以确保 盾构 机 能 在 穿越加 固区前进行 洞 门封堵 为准 ） ，加 固的范 围为 盾构 左 、
右、 下各 ３ ｍ， 构机 顶部 至 地面 则进 行满 堂 加 固。 工作 井 盾
水泥 土搅 拌桩 与地下 连续墙 之 间的 间隙进 行补 强 ，可 以有
经研 究 ， １． 泥 水盾 构在复 杂地 质条 件 下 出洞 施 １ ８ｍ ５
工 ， 引发 正面 土体 不 稳定 的主要 因素 如下 ： 易 （ ）盾构 出洞 口所 处地层往 往 出现淤 泥 质 土与砂 质土 ａ
据盾构 出洞的平 面轴 线对 每榀基 座进 行放 样 定位 ，再 进行 吊装施 工 。 ２４ 盾后 支撑体 系布置 ．
盾 构 出洞时 的推 进反 力是通 过 负环 管片 传递 给 工作 井 结构 取得 的。盾 构反 力架 是负环 管 片与 工作 井结 构之 间 的 填 充和 传 力结构 。
过 程 中泥水 的大 量流 失 ， 而且 ， 能 良好 的止 水装 置会 给 以 性
之成 为一 个整体 。 盾构 基座 安放完 成后 ， 在基座 上部放 置 钢
箱梁 和重轨 ， 组成 完整 的盾 构发 射架 。
后 的洞 门封堵 提供 条件 。 仍 以人 民路及 龙耀 路越 江隧 道 工程 为例 ， ｌ． １ ８ｍ泥 ５
（ ） 位搭 接控 制 ： 施工 、 ａ 桩 套打 桩机 定位 等 。 （ ） 桩质 量控 制 ： ｂ 成 垂直 度 、 液配 比 、 浆率 、 浆 注 下沉及 提 升速 率等 。 高压 旋喷 桩施 工时机 的选 择 ：应在 盾构 工作 井 内衬 结 构 完成 并达 到强 度后 ，以避免 旋喷 应 力对 工作 井结构 造 成
泥水盾构掘进操作控制方法分析
泥水盾构掘进操作控制方法分析摘要:本文根据泥水平衡式和“D模式”两种泥水盾构掘进模式，对盾构掘进操作控制方法进行详细分析。
以便在不同的地质情况下熟练地驾驭盾构施工技术。
关键字:水泥盾构；操作方法；有效控制Abstract: Based Slurry-type and “D model” two slurry shield tunneling mode, the shield operation control method for detailed analysis. Different geological conditions in order to skillfully control the shield under construction technology.Keywords: cement shield; operation; control泥水盾构分为泥水平衡式和“D模式”两种掘进模式。
传统的泥水平衡模式：主要是靠往开挖仓中加入加压的泥水来稳定开挖面的，在盾构刀盘后面有一个密封的隔板与开挖面形成了一个具有一定压力的泥水室，在里面充满了泥浆和开挖出来渣石的混合物，通过加压作用和压力膜的形成可以使开挖面趋于稳定，而此混合物由泥浆泵输送到洞外，经泥水处理系统分离后的泥水可重复利用。
“D模式”：又称间接控制模式；其工作原理是基于传统的泥水式盾构泥水掘进模式的，其开挖仓同样是利用回转的切削刀盘和搅拌臂来混合开挖的渣土和泥浆的。
采用“D模式”掘进，可由空气和泥水双重系统来控制开挖面的支护压力，比泥水掘进模式可以更好地控制岩石的稳定性和开挖仓支撑力的精度。
随着盾构技术的发展，气锁室的压力可以通过PLC系统和模／数转换及数／模转换进行动态的控制，基本实现了自动化。
谈及对盾构的控制，必须了解开挖隧道岩层的地质，硬岩，普通岩，软岩和断层中的夹层岩。
对盾构的操作主要是对下面几项的控制：1 排浆泵的参数选择及掌子面压力压力的控制在操作过程中进、排浆泵的参数选择和掌子面压力的相互协调是泥水盾构的最大难点，也是保证盾构在不同地质条件下平稳盾构姿态的根本保证。
试述泥水盾构掘进参数选择及应用
试述泥水盾构掘进参数选择及应用摘要：盾构技术由于自身的技术特点已经逐渐成为地铁建设中不可或缺的技术方法。
本文以广州市城市轨道交通十四号线【街口站~江浦站】盾构区间施工实例为背景，试述了泥水盾构掘进的参数及应用。
关键词：泥水盾构；十四号线；掘进参数；气仓压力；1、引言目前，城市化进程日益发展、城市交通需求不断增长，地下交通工程的建设进度以及密度都在呈几何级数增长。
盾构施工是通过钢构件承受周围土层压力，前进开挖土壤、拼装管片形成隧道衬砌，由不受季节、地面建筑物影响、安全高等特点。
在中国，盾构法相较于德国、日本起步晚，但近几年发展快速，是一种有广阔市场的施工方法。
盾构法施工隧道适用于不稳定地层和含地下水的地下结构下施工，能够有效的控制地表沉降和隧道沉降，不影响地面交通。
它可以应用于很松散的土质或高压强的地层中，如砂层、岩层等。
本文以广州市城市轨道交通十四号线【街口站~江浦站】盾构区间施工实例为背景，通过盾构始发、掘进、接收三个阶段简述盾构掘进参数技术选择及应用。
2、工程概况广州市城市轨道交通十四号线【街口站~江浦站】盾构区间包括双线1.5公里盾构隧道施工，由街口中间风井里程端始发至江埔车站，隧顶覆土厚度7.3m～16.0m。
隧道穿越地层主要为<3-1>粉细砂层、<3-2>中粗砂层、<3-3>砾砂层、<4N-2>可塑粉质粘土以及<6H>全风化花岗岩。
区间由于毗邻流溪河，地下水较为丰富，以第四系松散孔隙性潜水为主，水位较浅，埋深为0.40m～11.30m，平均埋深为2.44m，标高为-2.30m～35.98m，平均标高为31.26m。
该工程施工采用两台全新的德国海瑞克泥水盾构机施工，刀盘开挖掌子面直径为6.28m，衬砌采用外径为6m的高强度钢筋混凝土管片，由刀盘、前盾、中盾、盾尾、拼装机、连接桥架、一号~五号后配套台车组成。
图1 广州市地铁十四号线【街口站~江浦站】盾构区间图2 泥水盾构工作原理3、泥水盾构工作原理及主要参数泥水盾构机原理机制是通过气体加压泥浆来稳定开挖面，开挖渣土与泥浆混合由泥浆泵输送至泥水分离设备，经处理后循环使用。
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万方数据
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构转向困难，应该更换边滚刀和周边刮刀。
隧道最小转弯半径５５０ｎｌ，如通过以上步骤还不能转向，就需要使用仿型刀，设定开挖角度范围，增大开挖面直径辅助盾构转向。
图１掘进方向控制
Ｆｉｇ．１Ｅｘｃａｖａｔｉｏｎｄｉｒｅｃｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌ
２．３同步注浆量及压力的控制
在掘进过程中，控制好同步注浆量及注浆压力，及时填充掘进留下的空隙，保证管片的稳定性，提高隧道的防水性能，是控制地面沉降的必要手段。
盾构机同步注浆系统有６根注浆管，圆周方向分布在盾构机尾盾上，注浆量根据开挖直径、管片外径计算出理论注入量。
实际则需根据地层特点、盾构姿态等来控制，基本原则是注入量不小于理论注入量，确保顶部两根管路的注入量。
注浆压力通常大于同等水平位置开挖舱泥水压力０．０２～０．０３ＭＰａ，压力低则注入量不够，过高会损坏盾尾密封刷或通过地层空隙进入开挖仓。
因砂浆凝固会导致注浆管路堵塞，因此每掘进１环，在掘进的最后２０ｃｍ就停止注浆。
在盾构机完成掘进拼装管片时，每隔４５—７５ｒａｉｎ注一次，每次每根管注入０．０１一Ｏ．０２ｍ３。
盾构掘进时也应留意注浆量，如遇到松散砂卵石地层或有地下空洞等导致注入量增加时应放慢掘进速度以保证填充密实。
因盾构自重，砂浆会向下流，一般盾构上部注浆量要占到总注入量的一半以上，只有保证顶部注入量，才能最大限度地减少地表沉降。
２．４盾尾密封油脂系统
盾尾密封有３道，前、中、后，每一道的压力设定非常重要，假如设定压力过小，油脂注入量少，盾尾密封刷易损坏出现漏浆涌水现象。
压力过大，油脂消耗量增大，造成经济损失。
３道密封的压力设定以开挖仓土压力及注浆压力为依据，最外层压力应比开挖仓底部压力高约０．１ＭＰａ，中层取开挖仓底部压力或等于外层设定压力，内层则比中间层压力减少０．１ＭＰａ或与之相同，压力设定完毕后还应统计油脂消耗，并适当调整注脂泵的压力。
经计算，每掘进１环，盾尾油脂理论消耗量在１００～１１０ｋｇ（视掘进时间而定），可以依据该值调整注脂泵压力保证注入量即可…。
２．５泥水循环系统的控制
根据目前掘进距离统计，盾构机停止掘进８０％的原因来自泥水循环系统，包括泵站停机、管路破损、泵及管路堵塞、泥水处理设备故障等（见图２）。
图２泥水循环控制系统
Ｆｉｇ．２Ｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｏｆｓｌｕｒｒｙｃｙｃｌｅ
２０１０年第１２卷第１２期６７万方数据
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