盾构机穿越上软下硬地层及全断面硬岩地层质量控制
盾构穿越上软下硬复合地层施工技术措施浅析
盾构穿越上软下硬复合地层施工技术措施浅析摘要：随着城市化的不断推进，地下空间的建设越来越重要。
然而，盾构施工在穿越上软下硬复合地层时面临着许多困难和挑战。
本文对盾构穿越上软下硬复合地层的施工技术措施进行了分析和探讨。
通过文献资料梳理和案例分析，提出了有效的技术措施，包括钻探勘探、风险评估、地质预测、管片配合、地质应急处理等。
这些技术措施可以提高盾构施工在上软下硬复合地层中的施工质量和安全性。
关键词：盾构施工，上软下硬复合地层，技术措施，风险评估，地质预测1.背景介绍盾构法是一种在地下施工中应用广泛的技术。
由于其施工速度快、施工质量高等优点，越来越多的城市地下工程采用盾构法进行施工。
然而，在穿越地下复合地层时，盾构施工面临着许多困难和挑战。
上软下硬复合地层尤其复杂，需要采取有效的技术措施来保证施工质量和安全性。
2.上软下硬复合地层的特点上软下硬复合地层指的是在盾构施工过程中，先穿越软弱地层，然后进入硬岩地层的一种地质条件。
这种地质条件具有以下特点：①上软层往往存在不稳定性和变形性，易导致管片不对称和开裂；②下硬层中存在较硬的岩层，盾构掘进面容易出现断层、刀盘损坏等情况；③软硬层之间的转换容易导致地面沉降、管片损坏等问题。
④地质条件复杂多变，难以准确预测和评估，施工过程中容易出现意外情况；⑤对盾构施工的技术要求较高，需要采取特殊的技术措施来保证施工质量和安全性。
由于上软下硬复合地层的特殊性质，盾构施工在这种地质条件下需要采取更为精细和复杂的技术措施来确保施工质量和安全性。
必须全面了解地质情况和岩土力学参数，针对性地设计和选择管片类型和配合方案，预测和评估施工中可能出现的问题和风险，并采取相应的措施进行预防和应对。
同时，还需要具备丰富的经验和专业知识，以应对复杂多变的地质条件和意外情况。
总之，上软下硬复合地层是盾构施工面临的一种特殊地质条件，具有较高的风险和难度。
但是，通过合理的技术措施和施工方法，可以有效地解决这些问题，提高施工质量和安全性，为城市基础设施建设提供有力支撑。
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。
盾构穿越上软下硬地层施工关键技术分析
盾构穿越上软下硬地层施工关键技术分析摘要：本文通过笔者多年工作经验。
重点就盾构穿越上软下硬地层施工关键技术分析。
并运用现场实践进行深入解析。
充分探索大型盾构穿越作业特点。
为同行提供建设性意见。
关键词：往复式；压缩机；曲轴；修复1引言地铁盾构是城市地铁施工中一种重要的施工技术，是在地面下隧洞的一种施工方法。
它使用地铁盾构机在地下掘进，在防止软基开挖面崩塌或保持开挖面稳定的同时，在机内安全地进行隧洞的开挖和衬砌作业。
其施工过程需先在隧洞某段的一端开挖竖井或基坑，将地铁盾构机吊入安装，地铁盾构机从竖井或基坑的墙壁洞门处开始掘进并沿设计线型推进直至到达洞线中的另一竖井或隧洞的端点。
2盾构穿越施工前期工作盾构法施工之前需要对地质进行勘察工作。
由于在盾构机的施工过程中，常常会出现高地应力、围宕大变形和软弱夹层等不能确定的地段，所以在施工中必须进行地质勘查工作，地质勘查工作需要达到周密、完善的目的，以便确保施工的安全性。
在盾构机不断掘进过程中，液压钻机可以在每天的停机维护期间进行超前勘探，以便及时的发现施工中的情况。
如果盾构机的日进速度在20m以上时，也可采用地质雷达进行探测。
3盾构穿越上软下硬地层施工要点3.1施工优越性盾构穿越施工首先需要施工人员了解施工技术的优越性。
随着近年来中国越来越多的城市的建设，对配套交通系统的需求越来越高。
在这一过程中，地铁以其便利、环保、高效的特点，在日益紧张的城市交通中起到了缓解交通压力的作用。
应用盾构穿越上软、下硬地层的施工计算，可以有效地避免对地面交通造成较大影响，也可以充分保护周围建筑物，具有很强的优势。
盾构穿越施工的同时，通过软硬地层在建的计算应用程序可以有效地适应复杂多变的环境，并且可以参考实际情况的基础上，结合刀盘扭矩和推力油缸的参数值进行合理优化推力降低，因此在推进速度也有良好的应用效果。
3.2强化设备维护盾构穿越的关键是设备的维护和性能。
在设备的早期维护过程中，施工人员应采取有效措施，确保盾构机在施工中运行平稳、正常；其次，对所需要的施工设备，包括二次灌浆机、搅拌站等进行综合性能测试，以确保其能保持最佳运行状态，最终达到快速通过施工危险区的效果。
盾构施工对上软下硬地层的沉降分析及防控措施 王硕
盾构施工对上软下硬地层的沉降分析及防控措施王硕摘要：在隧道施工过程中，盾构法是一种新型方法，特点是隧道全断面一次成型。
盾构法施工以它高效、环保且安全的特点，在交通（尤其是地铁施工）、水利和采矿等许多领域得到了广泛应用。
上软下硬地层是一种非常特殊的地质，它同时具有软岩地层稳定性差和硬岩地层强度高的双重特点。
盾构机在这类地层中推进施工时，软层土体进入密封土舱非常容易，但是处于下部的岩体，由于质地坚硬，很难被破碎，盾构机姿态不利于控制，会容易出现地面不规则沉降，甚至导致盾构机损坏以及人员伤亡等问题，所以对于在上软下硬的地层中盾构施工技术研究具有重要意义。
关键词：盾构法；上软下硬地层；施工技术引言盾构需要穿越上软下硬地层这种形式进行施工主要是源于我国一些地铁工程建设中的实际需要，因此针对这项技术要点进行充分研究，可以保障相关施工建设的顺利进行。
1盾构施工法特点分析盾构施工法具有环境影响小、施工质量高、速度快，机械化程度高等诸多优点，它的运用也非常广泛。
但是盾构法施工因其施工特点，难免会对施工地点周围的土体造成扰动，进而产生地表沉降，对施工造成巨大影响。
当控制不当时，不仅延误施工进度，影响施工的工程进度，甚至还可能造成安全事故。
所以，地表沉降研究是盾构法施工研究的一个重要方向。
2地表沉降因素的分析（1）掘进压力。
当盾构推进施工时，挖掘面土体的水平支护力与原始侧应力的平衡关系决定着地表的沉降或隆起。
当土体受到的水平支护应力过小时，掘进面上方的土体为弥补地层损失而向隧道内部移动，从而导致土体沉陷；当开挖面土体所受水平支护力大于原始侧应力时，则掘进面上部土体会向前或向上位移，引起掘进面前部土体隆起。
（2）注浆压力。
当盾构机尾部脱出后，因盾构外径和管片之间存在一定的间隙，造成土体应力松弛，从而引起地层下沉，适宜的注浆压力以及注浆量会在一定程度上对沉降量起到控制作用。
其作用效果受注浆压力以及浆液参数等因素影响，如若注浆压力过小，则控制效果不明显，反之，则会导致地表隆起。
土压平衡盾构机在上软下硬及全断面硬岩地层中的应用
Equipment technology 装备技术169土压平衡盾构机在上软下硬及全断面硬岩地层中的应用王佳（中铁建大桥工程局集团第二工程有限公司，厦门361000）中图分类号：K928 文献标识码：B 文章编号1007-6344（2019）11-0169-01摘要：随着盾构设备的优化、掘进施工工艺的完善，盾构机运用的地层不再局限于软土，在硬岩地层，也可以施展拳脚。
但地层对施工还是有着很大的影响。
本文结合厦门地铁盾构施工中遇到的上软下硬及全断面硬岩地层，掘进进度缓慢、刀具损坏较快、掘进易多出碴导致地表沉降等问题，分析并研究了此类地质情况盾构掘进控制中的一系列有效措施。
关键词：上软下硬地层；全断面硬岩；地铁隧道；盾构施工；掘进技术1 工程背景涉铁段盾构隧道区间长度263m,线路为半径800m曲线，线间距15.0m~15.5m。
采用单面坡，线路纵坡自竖井以 6.603‰的上坡到达风井，区间隧道埋深22.6m~31.3m。
隧道区间盾构掘进范围内地基土主要为散体状强风化花岗岩、碎裂状强风化花岗岩、中风化花岗岩。
散体状强风化花岩：灰白、灰黄色，矿物间联结力散失，强度较高。
碎裂状强风化花岗岩：风化裂隙发育，多呈碎块状，工程性能好，质软；中等风化花岗岩：灰白，块状构造，风化裂隙较发育，强度高，工程性能好。
2 施工地质情况分析隧道右线始发掘进地层，属于典型的上软下硬地层：上部为碎裂状强风化花岗岩，风化程度大，岩土裂隙发育，地下水丰富；下部为中风化花岗岩，强度高、整体性好，单轴饱和抗压强度45～112MPa，对刀具磨损严重。
盾构在通过该地段时很可能由于下部硬岩难以达到理想的掘进速度，引起上部土质地层过度扰动，造成喷涌、超挖等现象。
一旦超挖将容易引起地面的沉降，导致重大安全风险事故。
工程要穿越全断面硬岩段，硬岩主要为中风化花岗岩，其单轴抗压强度局部达到115MPa。
硬岩段施工，刀具与掌子面摩擦产生的热量大，温度高。
盾构机穿越上软下硬地层专项施工方案
盾构机穿越上软下硬地层专项施工方案一、前言随着城市化进程的加快，盾构机在城市地下工程中的应用越来越广泛。
但是在施工过程中，盾构机穿越上软下硬地层会面临诸多挑战，需要制定专项施工方案以确保施工顺利进行。
本文将针对盾构机穿越上软下硬地层的特点，提出相应的专项施工方案。
二、地层特点分析1. 上软地层特点：•地质条件复杂，地层松软，易发生泥水涌入。
•地下水位较高，地面建筑物密集，施工空间受限。
2. 下硬地层特点：•地层坚硬，抗压强度高，隧道掘进难度大。
•地下水位较低，地质构造较稳定，但存在地下水涌入的风险。
三、施工方案设计1. 地质勘察与预测在开工前，必须对穿越地层进行详细的地质勘察，确定地质构造、地下水情况等，以提前预测可能遇到的问题，有针对性地制定应对方案。
2. 工程参数优化针对上软下硬地层的特点，必须对盾构机的工程参数进行优化设计，如刀盘类型、刀具配置、推进速度等，以确保穿越过程中的稳定性和效率。
3. 泥水处理措施为避免泥水涌入引发事故，需要制定有效的泥水处理措施，利用泥浆处理设备进行实时处理，保持隧道内部清洁，确保施工正常进行。
4. 质量监控与安全防护设立专门的质量监控团队，针对不同地质条件制定相应的施工指导措施，及时发现并处理施工中可能出现的质量问题。
同时，严格执行安全防护措施，保障施工人员的安全。
四、施工过程管理1. 定期会商与协调施工过程中，需要定期召开工程会商，对施工进度、质量、安全等进行全面评估，及时调整施工方案，确保施工顺利进行。
2. 施工数据记录与分析对施工过程中的数据进行记录与分析，包括地质情况、推进速度、刀盘磨损情况等，为未来类似工程提供经验借鉴。
五、总结与展望盾构机穿越上软下硬地层是一项复杂的工程，需要综合考虑地质、工程参数、施工管理等多个方面因素。
通过本文提出的专项施工方案，可以有效应对这一挑战，确保工程顺利完成。
同时，随着科技的不断发展，盾构机技术也将不断创新，提高施工效率和安全性，为城市地下工程的发展贡献力量。
上软下硬地层穿越既有铁路桥盾构施工风险控制技术
上软下硬地层穿越既有铁路桥盾构施工风险控制技术发布时间：2023-01-11T01:35:37.897Z 来源：《城镇建设》2022年第16期第8月作者：贾小飞[导读] 盾构在上软下硬的地层掘进时，地质上下岩层强度相差较大，如平衡压力控制不好，盾构掘进过程中会引起刀盘切削的上部土体则容易进入土舱内；下部硬岩则掘进困难，容易导致盾构机容易上翘、刀盘刀具破损过大等问题。
贾小飞广州轨道交通建设监理有限公司广东广州 510010摘要：盾构在上软下硬的地层掘进时，地质上下岩层强度相差较大，如平衡压力控制不好，盾构掘进过程中会引起刀盘切削的上部土体则容易进入土舱内；下部硬岩则掘进困难，容易导致盾构机容易上翘、刀盘刀具破损过大等问题。
施工过程中，主要控制盾构姿态、速掘进度及盾构机平衡压力，采用一定的预处理措施，使盾构机在防止刀盘刀具破坏的同时，避免盾构机姿态不平衡失控而超限。
关键词：沉降；地面坍塌；盾构姿态；管片错台；停机；换刀1、工程概况北山道站~盐田食街站区间是深圳地铁8号线二期工程第2段区间工程，区间隧道Z（Y）DK54+005.000~Z（Y）DK54+020.000侧穿平盐铁路，其中区间左线隧道距2#桥墩基础水平距离为5.364m,竖向距离为7.462m，区间右线隧道距离3#桥墩基础水平距离为0.270m，竖向距离为7.730m。
平盐铁路桥为1990年左右建设，为1孔16m+2孔20m+1孔16m低高度钢筋混凝土梁桥。
主体结构桥台顶帽为200号钢筋混凝土，墩台帽梁为250号钢筋混凝土，桥台托盘（包括台身高40cm）为200号混凝土，桥台台身为150号混凝土，桥台耳墙为200号钢筋混凝土，双柱墩为200号钢筋混凝土，墩台基础为150号混凝土明挖基础。
区间采用２台土压平衡盾构机，左、右线分别为铁建重工φ6440（开挖直径）盾构机和中交天和机械设备制造有限公司φ6500（开挖直径）盾构机进行施工。
2台盾构刀盘针对本工程的地质条件需具有以下特征：本盾构刀盘材质采用Q345B钢板，中间支撑结构，刀盘受力更为均匀，保证刀盘具有较高的强度和刚度。
盾构机过上软下硬地层对地面建筑物影响及保护措施
盾构机过上软下硬地层对地面建筑物影响及保护措施摘要：随着社会的发展，我国水利交通采矿以及城市地下工程等领域发展迅速，科技进步使人们对施工的要求越来越高，盾构施工产生的安全隐患逐渐显现。
本文就针对盾构机过上软下硬地层的施工，阐述盾构施工对周围建筑物的安全影响，并对该施工方法中产生的建筑物安全问题提出处理措施，希望能为工程技术人员提供有益参考。
关键词：盾构施工；建筑物；安全影响；措施1 上软下硬地层特点上软下硬地层主要是指盾构在掘进的过程中上半部或者大半部分都处于花岗岩、混合岩全风化层及残积土层或者砂层、淤泥层以及软塑状黏土层中，而下半部分则处于花岗岩、混合岩、灰岩以及含砾砂岩等岩层中，由于硬岩地层和软弱地层的地质特性不一，盾构掘进的过程中往往很难两者兼顾，对施工的顺利进行造成了很大的困扰。
上软下硬地层中的软弱层主要是花岗岩、混合岩的风化层或者是残积土层或者是砂层、淤泥层以及黏土层，其构成成分比较复杂，具有以下2个特性：①成分构造不够均匀，土层的强度不一致，风化层、残积层在遇到水的时候容易出现崩解、软化现象，导致土层的强度降低；②风化层和残积层颗粒具有鲜明的“两头大，中间小”的特点，地层颗粒主要是直径＞0.5 mm 的粗颗粒和＜0.075 mm 的细微颗粒组成，并且这些颗粒以长石、石英等颗粒类型为主，而处于 0.075～0.5 mm 之间的颗粒成分则比较小，这种情况下，盾构在掘进中一旦水压力较大，就会出现管涌、流土等现象。
2 盾构机过上软下硬地层对地面建筑物的安全影响地表建筑物通常是砖混结构，一旦地层的扰动过大，那么就会使得建筑物的基础和结构出现破坏，进而导致建筑物的沉降或者开裂。
盾构在穿越上软下硬地层时首先要考虑的就是建筑物安全风险，详细了解建筑物的主要结构形式和桩基的承载能力，然后再选择合适的方法来降低风险，例如，盾构机在通过之前就预先埋好注浆管，在通过之后再根据建筑物的沉降变化情况来实施跟踪注浆，进而控制建筑物的沉降程度。
盾构穿越上软下硬地层的施工技术要点分析
盾构穿越上软下硬地层的施工技术要点分析摘要：近年来，随着我国城市化进程的不断加快，城市人口快速增长，给交通带来了较大的压力，地铁工程的建设可以有效的缓解交通压力，为人们提供便捷的出行条件，因此对于地铁工程建设，对其质量水平提出了较高的要求，在具体的地铁建设过程中，可以采用盾构法，这主要是因为盾构法可以应对多种复杂的施工环境，获得良好的掘进效果。
所以本文在此进一步探讨了盾构穿越上软下硬地层施工技术要点，进而促进盾构掘进水平的提升。
关键词：盾构；上软下硬地层；施工技术要点盾构穿越上软下硬地层施工的进行是为了能够有效地缓解我国大型城市长期存在的交通拥堵和交通困难的情况，因此在这一前提下只有掌握好必要的施工技术要点，才能够促进施工的顺利进行。
一、上软下硬地层特点在上软下硬地层施工过程中，还应加强对其特点的了解，一般情况下，上软下硬地层上半部分为软弱层，主要包括淤泥层、混合岩全风化层、砂层等，下半部分主要为硬岩岩层，主要包括含砾砂岩、花岗岩以及灰岩等。
由于上软下硬地层特质存在较大差异，这样在一定程度上，提高了盾构掘进的施工难度。
上半部分软弱层成分较为复杂，在盾构掘进过程中，应加强对软弱层特性进行分析，具体主要包括以下两点：一是软弱层中各个土层，其强度存在差异，对于软弱层中的残积层以及风化层，遇水易软化易崩解，二是残积层以及风化层主要由粗颗粒和细颗粒组成，并且具有“两头大，中间小”的特点，粗颗粒的直径大于0.5mm，细颗粒直径小于0.075mm，在地层颗粒中直径的0.075mm-0.5mm之间的颗粒，只占地层颗粒中很少一部分，这样容易造成盾构掘进喷涌情况的产生。
二、盾构穿越上软下硬地层施工技术要点分析1.做好补勘和地面施工环境调查盾构穿越施工技术应用的第一步就是做好补勘和地面施工环境调查。
施工人员在做好补勘和地面施工环境调查过程中，首先应当对于工程地区的气象条件有着细致的了解，并且将其作为工程勘察和主要内容的收集分类的关键；其次，应当在分析了地层分布的成因的前提下对于当地的地下水类型进行细致的分析，然后在此基础上详细研究当地的植被生长情况；最后，应当对于岩土参数进行测量，并且根据高实用性的基本原则，在复杂地质条件下的调查工作中，对于速度测试和静态检测在内的环境调查技术进行灵活的应用，就可以带来良好的效果。
盾构穿越全断面硬岩及上软下硬地层施工探讨
盾构穿越全断面硬岩及上软下硬地层施工探讨发布时间：2023-02-27T01:53:46.837Z 来源：《工程管理前沿》2022年第19期作者：薛彬[导读] 在盾构掘进过程中，开挖面是否稳定，薛彬中铁一局集团城市轨道交通工程有限公司江苏省无锡市 214000摘要：在盾构掘进过程中，开挖面是否稳定，对周围岩土体、上部结构会产生直接影响。
而对于变异地层条件下的盾构掘进施工来讲，在开挖面稳定性方面开展的研究更加重要。
基于此，本文就着重针对穿越全断面硬岩及上软下硬地层的施工做出了深入探究，希望能够为之后更复杂的地层环境下的盾构开挖提供有力参考，探索出新的施工思路。
关键词：盾构；全断面硬岩；上软下硬地层；施工探究前言：盾构开挖不仅具有较高的安全性，对岩土体带来的扰动较小，也正因如此才在城市轨道交通施工中得到了广泛应用。
但盾构开挖中，开挖面的稳定性若与要求不符，可能会引发较大的地层位移、地表变形，导致事故产生几率大幅度增加。
盾构机在穿越软硬不均匀的地层时，因为其掌子面的土体强度差异较大，刀盘在相同转速、推进速度下，千斤顶的推力不够均匀，所以，容易引发开挖面的不稳定，还需要联系实际对施工过程做出进一步优化。
一、盾构穿越全断面硬岩及上软下硬地层施工指导思想在穿越工程时，相关盾构参数的变化一般都会经过一个不断完善的过程。
且不论是试验段，还是横截面上都不例外。
基于土体变形监测、地表监测，还有施工中线变形人工监测，对盾构生产参数做出进一步优化，以此来最大限度的控制实际盾构施工给周围环境带来的干扰。
对于这一过程来讲，不仅是基于对多维信息的综合分析来做出的科学规划，也能够为盾构穿越全断面硬岩及上软下硬地层的施工安全、效率提供保障。
盾构法施工中，一方面，要严格按照设计要求来控制注浆质量，以免地层变形，对结构受力做出合理调整。
另一方面，还要基于对下穿段具体地质情况的考虑，在试验段先将最佳浆压力分析出来，保障盾构穿越时引用的参数更合理，还要在施工中加大监测力度[1]。
盾构复杂线型上软下硬泥岩地层下穿运营铁路施工技术
盾构复杂线型上软下硬泥岩地层下穿运营铁路施工技术随着城市化进程的加速和人们出行需求的增加，铁路运输在现代社会中扮演着越来越重要的角色。
而在城市建设和改造过程中，隧道施工技术就显得尤为重要，尤其是在复杂地质条件下的盾构施工更是需要精密的技术和严谨的作业流程。
在盾构施工中，遇到上软下硬的泥岩地层时，施工难度更是加大。
如何有效应对盾构复杂线型上软下硬泥岩地层下穿运营铁路的施工技术，成为专业工程队伍所需要面对的重要问题。
一、地质特征分析1.上软下硬泥岩地层的特点上软下硬泥岩地层是指在地层深度较浅的表层为软岩，深层则为硬岩。
这种地质条件下，盾构施工所面临的挑战主要有两个方面：一是软岩层稳定性差，易发生塌陷和漏水等问题，对盾构机构成潜在威胁；二是硬岩层硬度大，抗力强，盾构机隧道掘进时会受到更大的阻力，增加了施工难度。
2.盾构施工中的挑战在上软下硬泥岩地层下穿运营铁路的盾构施工过程中，需要面对以下挑战：一是需要克服软岩层失稳引起的塌陷和漏水，保证盾构机的稳定性和施工安全；二是需要克服硬岩层的高抗阻力，确保盾构机的正常掘进，并有效管理掘进速度和控制土压力。
二、施工技术应对1.盾构机选型在面对上软下硬泥岩地层的施工条件下，盾构机的选型和性能显得尤为重要。
需要选用具有较大功率和扭矩的盾构机，并配备有合适的刀盘和刀具，以应对软硬岩层的不同状况。
盾构机的控制系统需要具备高智能化和精密化的功能，能够实时监测和调整施工参数，保证盾构机的稳定和安全。
2.巧妙的掘进策略在盾构复杂线型上软下硬泥岩地层施工中，制定合理的掘进策略显得尤为重要。
应根据实地勘察数据和地质条件，选择合适的盾构机掘进方案，包括掘进速度、土压力管理、刀具更换等。
对软硬岩层应有不同的掘进参数和技术手段，根据实际情况进行巧妙的掘进策略调整，确保掘进的顺利进行。
3.土压平衡控制在盾构施工中，土压平衡是一个至关重要的因素。
在面对上软下硬泥岩地层的情况下，需要严格控制土压力，防止因土压过大而导致的盾构机失稳或者地面沉降。
探讨穿越上软下硬地层盾构隧道施工控制技术
探讨穿越上软下硬地层盾构隧道施工控制技术在隧道掘进施工过程中有时会遇到软硬地层这种地质条件，对该种地质条件下盾构隧道施工控制所涉及的关键环节包括施工前的地质调查，盾构机选型；施工过程中的刀片的选型与切换进行了论述，并提出了盾构隧道施工过程中的控制措施，以期为盾构隧道在上软下硬的地质条件下掘进施工提供技术上的支持。
标签：上软下硬地层；盾构机；刀具；掘进模式；掘进参数；掘进姿态1、施工前地质调查盾构隧道不同的地质条件下盾构机选型、刀片选型与施工方式都有很大区别，因而在盾构隧道施工之前首先要对施工隧道进行地质调查。
有些情况使得线路无法避免的会经过软硬地层，在这种情况下要从盾构机选型到施工过程控制等各个方面来综合考虑施工。
如果在条件以及设备允许的情况下要经常计划性的进入到土仓内部详细勘察工作面的具体地质情况，并且采用专门的工具，比如超前钻来对施工区域的地层软硬程度进行探测，可以后续施工盾构机选择、刀具切换以及掘进方式选择、掘进姿势以及掘进参数的选择等提供科学的依据。
2、盾构机选型上压平衡盾构机通常应用在地质条件为砂土、砾、砂岩石、粘丄等地层以及由上述几种不同的软硬土质构成的不均匀的软硬地层；泥水平衡盾构机主要适应的土质为砂土、砾、砂石、粘土等地层，尤其是适合含水量大且水压高的地层。
因而对于粘土性质的地层比较适宜采用土压平衡盾构机，在土体切削之后，上渣的可塑性较好，且十分方便采用螺旋运输机将其运输出去；对于水含量大且水压较高的地区可以采用泥水平衡盾构机。
泥水平衡盾构机主要是通过向密封舱内加入泥水聚液来有效的避免喷涌的情况发生。
盾构机选型也和土层的渗透系数相关。
如果土层的渗透系数较大那么可以考虑泥水盾构机，而土层的渗水系数如果较小可以考虑采用土压平衡盾构机，如果渗水系数处于中间值那么两种盾构机都可以采用。
3、软硬地层掘进过程中的刀具更换盾构机中所安装的刀具主要分为滚动、切削两类。
其中滚动类刀有包括单刃滚刀、双刃滚刀等。
上软下硬地层中盾构法的隧道施工技术
上软下硬地层中盾构法的隧道施工技术我国幅员辽阔，地质条件复杂多变，隧道施工技术的方法也随着实际施工中的要求产生着相应的变化，盾构法就是一种应用较多的隧道施工技术，很多时候在应用盾构法施工时，很容易遇到软粘土层、上硬下软土层、上软下硬土层等。
本文主要对上软下硬地层中应用盾构法施工的重点和难点进行分析。
从施工参数和施工注意事项以及施工对策三方面进行论述说明，从而使读者对盾构法在上软下硬地层中的施工方法有更多的了解，为相关行业人士提供技术参考。
标签：上软下硬；盾构法；隧道施工；技术对策引言：地下通道、隧道的开发和利用，可以在一定程度上缓解交通压力，并且提高交通的运输能力和运输效率，这就使越来越多的地下空间被开发和利用，但是由于施工工程在地下进行，地质地层结构复杂，对于推进工程极为不利，因此在实际的施工过程中就要科学的制定隧道施工方案，并且施工技术人员应该按照施工的方案谨慎的执行。
上软下硬的地层施工中，稍有不慎就会出现严重的施工问题。
因此在施工开始之前就要对复杂的地质情况和实际的工程条件进行细致的勘察和规划。
一、施工中的主要技术及注意事项1.主要施工技术盾构隧道上软下硬地层施工，施工前必须有针对性的施工组织及应急预案，对技术管理及操作人员进行专项培训。
施工技术措施主要有：针对上软下硬地段，在详勘基础上，进行有针对性的补充钻孔勘察，进一步探明隧道范围岩层、土层厚度及分布；盾构推进前，根据地勘报告和地面对沉降要求，对上软下硬地段隧道掘进影响范围岩石进行预裂爆破，爆破后再对岩层及隧道影响范围土层注浆加固。
岩石预裂爆破孔距、深度、装药量等需进行试验和检验，同时需根据相关规范进行爆破安全校核，爆破后石块粒径应小于300mm；施工前需对推进控制参数进行研究，建议参数为：刀盘转速≤1.2r/mi n，盾构推力<20MN，扭矩<2000kN·m，贯入度<5mm，边滚刀最大磨损<15mm，中心刀最大磨损<25mm，超过需更换；盾构掘进过程中严格控制出土量，建议每环至少检查并确认3次盾构掘进时向土舱及时足量注入渣土改良剂，保持开挖面稳定，渣土改良可采用泡沫或泡沫和膨润土；可以采用以下防喷涌措施：土舱中加入高黏度泥浆；调短同步注浆浆液初凝时间；及时二次注浆，同时每5-10环管片考虑设一道双液浆止水环。
盾构穿越上软下硬地层施工关键技术
础 。施 工人员 在合理 优化施工 参数 的过程 中，首先 ，应 当 致 的了解，芽且将其作为工程勘察和主要内容的收集分
于开始 穿越地 层之 前灵活 的结合沉 降情况来 对于施 工参数 类 的关 键 ；其 次 ，应 当在 分 析 了地 基层 分布 的成 因 的前
进行确 定 ；其 次 ，施 工人 员在 适 当的操作参 数优化 过程 中 提 下对 于 当地 的地 下 水类 型 进行 细 致 的分析 ，然 后在 此
盾 构 穿越 上 软 下硬 地 层 施工 的进 行 是为 了能够 有 效 的运 行 状态 ；其次 ，应 当对 于包 括 二次 注浆 机 和 拌合 站
地 缓 解 我 国大 型 城市 长 期存 在 的交通 拥 堵和 交 通 困难 的 等 必 要 的施 工 设备 进 行全 面 的性 能 检测 ，从而 能 够在 此
情 况 ，因 此在 这 一前 提 下 只有 掌握 好 必 要 的施 工 要 点 ， 基 础 上 确保 其 能够 保 持最 佳 运行 状态 ，最终 能 够 起到 快
才 能够 促进施 工 的顺利 进 行。
速 经 过施 工 风 险 区域 的效 果 。 与此 同 时 ，施 工 人 员应 当
１ 盾构穿越施工前期工作
保持盾构能均匀连续前进 ，并且在这一过程 中针对盾构 扭 转 实 施有 效 控制 ，最终 能够 实 现 管 片安装 精 度 的大 幅 度 提升 。 １．４ 施工 人 员与材 料准 备
盾 构 穿越 施 工 离不 开 施工 人 员和 施 工材 料 的支 持 。 首 先 ，施 工企 业应 尽 可 能在 施工 前做 好 刀 具和 材 料在 数 量和质量上 的相施 工 企业 在进 行 人 员与 材 料 的 准 备 工 作 时应 当 紧 密 结 合 施 工 人 员 的施 工 质 量 水 平 ，并 在 正式 人 员培 训过 程 中最 终 能够 确保 施 工 人 员可 以更 加 积 极 地 应 对 施 工 进 程 中 出现 的各 类 突 发 问题 和 情况 。
盾构在上软下硬地层中掘进控制措施
盾构在上软下硬地层中掘进控制措施摘要：盾构在上软下硬的地层掘进时，地质上下岩层强度相差较大，如平衡压力控制不好，盾构掘进过程中会引起刀盘切削的上部土体则容易进入土舱内；下部硬岩则掘进困难，容易导致盾构机容易上翘、刀盘刀具破损过大等问题。
施工过程中，主要控制盾构姿态、速掘进度及盾构机平衡压力，采用一定的预处理措施，使盾构机在防止刀盘刀具破坏的同时，避免盾构机姿态不平衡失控而超限。
关键词：上软下硬；盾构掘进；掘进风险；对策及控制措施地铁9号线4标花马区间掘进过程中通过提前详细了解地质勘查资料、日常加强盾构机的维保工作、采用土压平衡模式掘进、合理利用盾构铰接千斤顶、加强盾构掘进过程中土仓压力和出土量的控制、盾构掘进速度的控制、加强盾构掘进过程中地表沉降变化的巡查和监测、优化壁后注浆配合比参数、控制好掘进姿态、盾构掘进参数控制的情况等，使盾构机在防止刀盘刀具破坏的同时，防止盾构机姿态失控而超界限。
通过这些有效的措施，实际施工过程中花马区间左、右线盾构均顺利、成功的通过上软下硬地层。
一、工程概况及地质情况广州市轨道交通九号线施工4标花都广场站~马鞍山公园站区间约长1360m，为1盾构段；区间最小曲线半径400m，最大路线纵剖26.89‰。
该区间自花都广场站东端引出，一直沿着迎宾大道东行到达马鞍山公园站，位于已建迎宾大道下，起止里程：YDK9+864.500~YDK11+165.530。
本区间自地表以下依次是填土层、粉细、中粗、砾砂层、微风化灰岩（局部为中风化炭质灰岩），砂层厚度大、透水性强，直接与微风化灰岩接触，灰岩强度较高，中间无不透水层。
区间盾构隧道线路沿线基岩以灰岩为主，灰岩中揭露的岩溶有容蚀裂隙、溶洞、土洞、断层等，以溶洞为主，局部有土洞。
隧道主要穿越<3-2>冲积-洪积中砂层、<3-3>冲积-洪积砾砂层、<4-2>淤泥质土层、<5C-1A>灰岩可塑~软塑残积土层，局部穿越<9C-2>炭质灰岩微风化带，盾构区间地质为上软下硬。
一上软下硬地层盾构漂移原因及控制措施
一上软下硬地层盾构漂移原因及控制措施
周双禧
【期刊名称】《铁道建筑技术》
【年(卷),期】2024()5
【摘要】盾构机在砂砾土和泥岩组成的上软下硬地层中掘进时,盾构机及管片姿态控制难度大,盾构姿态偏差过大易导致盾构隧道偏离设计轴线,造成较大的安全隐患,如何快速安全纠偏至关重要。
依托某地铁盾构隧道工程,分析盾构掘进过程盾构姿态漂移量大的原因,为降低盾构姿态偏差对管片的影响,提出盾构机超前抽土的方法,在盾构机前盾下方采用钻孔设备抽土,形成一定大小的空腔,配合千斤顶分区控制措施,成功使盾构机姿态漂移量调整至规定范围,最大纠偏量达120 mm,研究成果可为类似盾构机姿态漂移控制提供借鉴。
【总页数】4页(P157-160)
【作者】周双禧
【作者单位】中国铁建大桥工程局集团有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】U455.43
【相关文献】
1.上软下硬地层大直径盾构机刀箱刀具异常损坏原因分析与工艺改进
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地铁盾构下穿上软下硬不良地层施工监理控制要点
地铁盾构下穿上软下硬不良地层施工监理控制要点摘要：当地铁盾构施工需要下穿上软下硬不良地层时，其施工风险极高，为了保障盾构施工的质量和保障施工人员的安全，以及盾构上方建（构）筑物及地面人员、设施等的安全。
本文结合广州地铁某线路某区间盾构下穿上软下硬不良地层施工的工程实例，针对实际施工中存在的质量、安全风险问题，对工程的施工方法、施工质量安全控制的要点展开全面分析，指出盾构施工下穿上软下硬补良地层施工质量控制工作。
关键词：盾构施工；上软下硬；施工质量；控制重点；风险引言近年来，在城市的发展过程中，地铁已经成为当前城市交通中必不可少的一个关键组成部分。
由于地铁的施工具有一定的复杂性，所以一定要选择合适的施工方法。
经过长期的理论研究和实践活动，盾构技术在地铁施工中是最有优势的。
为了适应城市的现代化建设和满足城市居民不断增长的出行需求，全国各地的地铁建设不断发展，为人们的出行提供了巨大的保障。
然而，在地铁隧道建设中关于引进盾构法所带来的问题不容忽视，如何加强盾构施工监理工作是研究的重点。
1.盾构穿越环境主要的风险源（1）叠落段范围内，上线隧道掘进下线支撑不及时，会引起下线隧道的开裂、变形等风险。
（2）房屋现状调查不清，盲目掘进造成开裂、倾斜、倒塌。
（3）地面管线现状调查不清，盲目掘进造成管线断裂、停水、停电、泄漏等风险。
（4）同步浆液质量不符合要求，影响对地面沉降控制效果。
同步注浆及二次注浆不及时，导致地面环境变形过大。
同步注浆量不足，压力控制不当，造成地表环境变形过大。
二次注浆量不足，不能及时跟上，造成后期地面或管片轴线偏差过大。
未能根据监测信息持续补浆，造成地面、房屋变形过大。
（5）土压力设定不合理，造成地表环境变形过大。
总推力掌握不合理，造成地表环境变形过大。
（6）管片渗漏未及时堵漏，地下水土流失，造成地表环境变形过大。
2.监理风险控制要点2.1对下穿风险源施工前进行条件核查控制（1）检查设计文件是否满足施工需求，各专项方案编审（包括应急预案）、专家论证、审批是否齐全有效。
盾构穿越全断面硬岩及上软下硬地层施工探讨
盾构穿越全断面硬岩及上软下硬地层施工探讨发布时间：2021-01-15T14:45:33.110Z 来源：《建筑实践》2020年第29期作者：李斌文[导读] 随着科学技术的不断进步，城市轨道交通领域不断扩大规模以满足人们的需李斌文中交隧道工程局北京盾构分公司摘要：随着科学技术的不断进步，城市轨道交通领域不断扩大规模以满足人们的需求，与此同时，作为开挖复杂地层环境的高效方法之一，盾构法也越来越受到人们的关注。
基于此，本文根据实际情况，对盾构法穿越全断面硬岩及上软下硬地层的施工进行探讨，简述了盾构法在实际工程中的作用及现存的缺点，分析了土压平衡盾构的掘进对上软下硬地层造成的扰动，并阐述了盾构穿越全断面硬岩及上软下硬地层技术，具有一定的借鉴意义。
关键词：复杂地层；盾构法；全断面硬岩；施工技术1盾构法在实际工程中的应用与其他方法相比，盾构法具有安全性高、速度快、受周边环境影响小等优势，因此被广泛运用到城市的轨道交通建设中。
我国国土面积较大，地形地势较为复杂，给城市的轨道交通工作带来了诸多不利。
所以运用盾构法进行隧道穿越地层的工作就显得尤为重要，能够影响到施工工作整体的质量。
在我国的深圳、广州、福州等南部地区，上软下硬的地层结构成为当地地铁建设中遇到的较难的地质条件，不同岩土体之间的物理学性质具有较大的差异，同时对外界的干扰具有较强的反应，所以，研究土压盾构掘进对上软下硬地层扰动和地层变形特征对我国的区域城市轨道交通建设具有重要的现实意义。
2盾构法的缺点作为被广泛运用于城市轨道交通施工的一种重要技术，盾构法具有对岩土干扰小，安全性能较高的优势，但是，在实际运用盾构法进行开挖时，很多情况下，开挖面的稳定性没有达到预期的标准，很容易导致发生程度较大的地层位移或是地表变形，进而引发较大的安全事故，不利于保障施工工作的质量和效益。
在国内外研究盾构法的学者的共同努力下，我们得出极易造成开挖面稳定性较差的原因主要有：掌子面土体强度不同、刀盘的转速和推进速度不通、以及千斤顶的推力不完全相同等。
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1〕做好补充地质勘探，在地层起伏交界处进行钻孔，查清上软下硬地层的位置和长度；
掘进过程中不断观察出土情况，并结合推力、扭矩、速度、土压，以及渣土中石块的比例和大小，判断硬岩的比例，及时调整掘进参数。
2〕在岩层和土层同时存在的地段，应以硬岩的强度来进行刀具配置；掘进时采用土压平衡掘进模式，根据隧道顶部地质情况选择适宜土压力，适当降低土压有利于提高刀具的寿命。
3〕盾构机在上软下硬地层中掘进时，盾构姿态容易向上抬，为了保持正确的掘进线路，应该合理控制上下千斤顶的推进油压；此时边缘滚刀承受最大的破岩压力，应选用重型破岩刀具。
4〕在上软下硬地段应该采用低转速，以减少滚刀与岩土分界面的冲击。
5〕加大发泡剂比例，以改善土体的流动性和土仓的温度，降低土仓温度有利于减少刀具磨损和偏磨；
6〕下部是硬岩，掘进速度受硬岩制约而变慢，容易多出土，应该以盾构机进尺来控制出土量，防止超挖，同时保证盾尾回填注浆。
2.2穿越全断面地层硬岩段的掘进措施
本段长度为90m，该地层天然单轴抗压强度最高达89.9MPa，受此硬岩影响，盾构掘进时可能会遇到以下困难：1〕掘进速度慢；2〕刀具磨损快，换刀频繁，工作量大；3〕盾构容易出现“卡壳〞现象，推进困难；4〕盾构姿态不好控制，造成隧道质量缺陷；5〕管片上浮；6〕地下水流失。
针对本区间的硬岩地质条件，盾构掘进中采取了以下措施：
1) 施工前进行详细的补充勘探，进一步查清硬岩的分布及特性；
2) 根据岩石的强度，选择匹配的硬岩刀具和耐磨刀具，掘进时，通过提高刀盘转速，减少贯入度，来保证掘进速度；
3) 每3～5环检查一次刀具，做到勤检查、勤更换，特别是边缘滚刀要及时更换，以保证盾构的开挖洞径。
现场准备足量的刀具，以便需要时能及时更换刀具。
4) 在中、微风化岩层中采用敞开式掘进模式；
5) 开启刀盘加泡沫、加水装置，改进正面土体，降低刀具和土体的摩擦力，减小扭矩，降低刀盘和土体温度，减小刀具的偏磨；
6) 在掘进过程中，根据滚动角的大小，及时通过调整刀盘转向〔左转或右转〕来防止盾体产生扭转；
三、具体的技术措施
3.1进入全断面前，在上软下硬的区域预加固
盾构机进入全断面硬岩段前，在里程SK35+501.250～SK35+485.640范围下半部是岩层，上半部是软土层。
此时，盾构机已经掘进了约500m，刀具难以克服这一段上软下硬地层。
工程部在里程SK35+503.200～SK35+485.200预先进行地面加固，进行一次全面换刀。
加固采用三重管旋喷桩，加固区呈倒L型，平面施工范围为横向9.3m，纵向20m，加固深度为桩顶在隧道拱顶以上3米，桩底在隧道拱底以下1米〔其中一段为隧道顶部3m至隧道顶〕，隧道左侧1.65米，右侧1.65米，详见以下图1：
图1：进硬岩前上软下硬地层加固示意图
3.2 做止水环防止喷涌，在该地层中防止喷涌相通。
施工过程中，产生的喷涌使盾堆积大量泥沙和水流，将管片输送机完全淹没，无法正常掘进；同时大量泥沙的喷出导致地层超挖而地面沉降。
针对喷涌，可以采取以下几种措施防止：
1〕出现喷涌，立即关闭螺旋输送机后门，适当向前掘进，使土仓内建立平衡，通过刀盘的转动，将土仓内的土体搅拌均匀。
然后将螺旋输送机后门慢慢翻开，开门度约为20%，流出的渣土随传送带带走。
然后边掘边出土，始终保持土仓内压力稳定。
2〕向刀盘前掌子面注入膨润土〔膨润土以悬浮液的形式参加，其体积使用量为25%-40%〕，在刀盘前形成一层厚厚的泥膜，阻止地下水的涌入。
同时，向土仓注入化学改进剂如高分子吸水材料，用刀盘充分搅拌以改进渣土。
3〕通过管片进行双液二次注浆，形成止水环，尽快封堵隧道背后汇水通道，阻断来自盾尾前方的水流。
4〕
3.3 上软下硬复合地层掘进参数确实定
初期掘进为盾构施工中技术难度最大的环节之一。
在初始掘进段内，对盾构的推进速度、土仓压力、注浆压力作相应的调整，指标为：
1〕上土仓压力控制在0.07-0.1Mpa〔即0.7Bar-1Bar〕之间；
2) 推力控制在1400T吨以内；
3) 推进速度控制在0-30mm/min；
4) 注浆上部压力在0.25-0.3Mpa，每环注浆量不少于6方，并且及时做好二次注浆。
表1 同步注浆材料配比和性能指标表
度为6MPa。
在坚持同步注浆的同时，及时对脱出盾尾的管片进行补强注浆，注浆材料选取水泥浆混合30波美度的水玻璃，一般每一环注双液浆2-3m3。
3.4 出硬岩段的上软下硬区域预加固
盾构穿越全断面硬岩后，岩土分界呈往下趋势，在里程SK35+390.160～SK35+362.660范围，下半部是岩，上半部是软土。
之后盾构机还需掘进约327.5m软土，原先的硬岩刀由于自身刀具重，起动扭矩大，在软土中掘进时经常因起动扭矩缺乏造成刀具偏磨。
工程部在里程SK35+390.160～SK35+362.660处预先进行地面加固，进行换刀，将硬岩刀具更换成适合软土掘进的球齿合金刀。
加固采用三重管旋喷桩，加固区呈倒L型，平面施工范围为横向9.3m，纵向28m，加固深度为桩顶在隧道拱顶以上3米，桩底在隧道拱底以下1米〔其中一段为隧道顶部3m至隧道顶〕，隧道左侧1.65米，右侧1.65米，详见以下图2。
图2 出硬岩后上软下硬地层加固示意图
3.5刀具配置及检查更换
3.5.1刀具更换
盾构机二次始发前，完成306.3米90米325.5米的全断面软地层掘进，隧道贯穿。
3.5.2 更换标准
①25mm20mm10mm必须更换。
②刮刀、齿刀更换标准：但凡刀口合金被磨掉或刀具、刀座变形的必须更换；边缘刮刀磨损严重不能满足开挖直径时应及时更换；其它刮刀和齿刀有明显磨损和损坏时应及时更换。
3.5.3 更换原那么
遵守“拆一装一〞的换刀原那么，换刀时各组人员应统一采用“逐臂更换〞或“由外到内〞或“由内到外〞
四、施工成果
固～后区间盾构机共穿越到3段上软下硬复合地层〔最长70m〕穿越上述地层时，没有发生较大的喷涌，土仓压力和出土量根本正常，掘进速度最多可以到达36mm/min，未发生异常沉降或者塌方；盾构机穿越长达90m的全断面应验时，采取敞开式掘进，平均进度为3-4环/天，共开仓检查25次，更换滚刀32把，顺利完成全断面硬岩段掘进。