土压平衡盾构机长距离通过浅埋富水砂层的风险分析与应对策略
谈富水砂卵石地层土压平衡盾构施工安全风险与管控
谈富水砂卵石地层土压平衡盾构施工安全风险与管控盾构法在中国大力发展，土压平衡盾构由于其诸多优点应用于各大城市地铁建设中。
但伴随而来的是盾构施工风险的产生。
盾构施工风险主要有安全风险、地质风险、设备风险、进度风险、成本风险等。
地质风险是指采用盾构法施工的地层较差（如上软下硬、大漂石、流砂、淤泥质地层等），盾构设备不适应，导致出现的风险。
设备风险是指盾构主要设备部件（如刀盘、主轴承、螺旋输送机等）出问题，导致无法正常施工产生的风险。
进度风险和成本风险是指由于地质差、盾构设备不适应等原因导致进度慢、成本高而产生的相应风险。
由于地质差、设备不适应、盾构技术水平低、管理不到位等原因，导致出现安全事故，最终体现是盾构施工出现安全风险。
盾构施工安全风险主要有超方导致地表及附近建（构）筑物出问题、由于盾尾、铰接或螺旋输送机等密封出问题导致地层损失出问题、水平运输电瓶车出现溜车导致设备损坏或人员伤亡造成的风险、常规（如高坠、触电、物体打击等）安全风险等。
盾构施工出现安全事故，最终结论大部分都归结于管理不到位、地层不良等原因，实际上主因都是技术原因和技术水平。
为什么大部分人都归结于管理不到位、地层不良等原因呢？因为盾构工法还不成熟，盾构技术还在不断完善中，更主要的是盾构技术并不是那么好掌握的（找管理问题容易找技术问题要靠水平）。
一个好的盾构施工管理者需要具有机械、液压、电气、地质、化学和管理等专业知识，有时他的判断才可能是正确的。
现从技术层面谈盾构施工安全风险。
盾构密封出问题产生的安全风险主要与盾构掘进地层有关系，流砂和淤泥质地层当密封失效，由于压力作用流砂和淤泥肯定会向密封失效处涌入，进而导致地层损失。
佛山、天津等地出现的盾构被埋、地表坍陷等安全事故都与此有关。
想要解决此安全风险只能通过技术手段防止密封失效。
流砂和淤泥质地层需要采用好的铰接密封和盾尾密封刷，使用优质盾尾密封脂来解决此安全风险。
富水砂卵石地层主要需要解决的是超方问题。
浅谈富水风化岩层中土压平衡盾构防喷涌技术
浅谈富水风化岩层中土压平衡盾构防喷涌技术发表时间：2018-05-24T15:18:46.323Z 来源：《基层建设》2018年第8期作者：栾磊[导读] 摘要：南京宁和城际TA06贾西站~春江路站盾构区间，盾构穿越地层主要为中风化凝灰岩和安山岩，基岩富含裂隙水，由于地下裂隙水发育盾构土仓内难以实现有效改良，极易产生严重地盾构螺旋机喷涌现象，盾构掘进缓慢，刀盘易结泥饼，渣泥大量喷出、皮带机运渣困难，人工清理时间长、工程进度缓慢，整体经济效益严重降低。
中铁十四局大盾构公司摘要：南京宁和城际TA06贾西站~春江路站盾构区间，盾构穿越地层主要为中风化凝灰岩和安山岩，基岩富含裂隙水，由于地下裂隙水发育盾构土仓内难以实现有效改良，极易产生严重地盾构螺旋机喷涌现象，盾构掘进缓慢，刀盘易结泥饼，渣泥大量喷出、皮带机运渣困难，人工清理时间长、工程进度缓慢，整体经济效益严重降低。
因此，对于富水风化岩层盾构施工风险，需从地层条件、水压、掘进参数、渣土改良等方面入手，探寻适应于该地层的综合施工控制技术及相应施工工艺，能有效合理地降低南京城区盾构穿越该地层的施工风险，加快后续工程施工进度，具有重要经济与社会效益。
本文依托于南京宁和城际轨道交通一期土建工程。
针对盾构掘进过程中遭遇的富水风化岩特殊困难地层，提出施工中的应对措施。
宁和城际TA06标春-贾宝区间区间隧道长度1281.075m。
采用海瑞克复合盾构机施工。
左右线线间距为12.00-13.8m；区间纵坡设计为V字坡，最大纵坡23.75‰，最小竖曲线半径R=3000m，隧道拱顶覆土10-17.7m。
本文提到的富含地下水丰富段在区间300环-500环范围内，区间穿越地层主要为：③-2b3粉质黏土（软塑）、④-1b1+2粉质黏土（可塑-硬塑）、④-4e1+2卵、砾石夹粉质黏土（中密～密实）、J3l-1全风化安山质凝灰岩、J3l-2强风化安山质凝灰岩、J3l-3中风化安山质凝灰岩、δμ5-2强风化闪长玢岩、δμ5-3中风化闪长玢岩。
盾构机施工过程中的风险评估与控制策略
盾构机施工过程中的风险评估与控制策略盾构机施工是一种在地下施工中常用的方法，它可以避免对地表环境和交通的干扰，但同时也存在一些风险。
为了确保盾构机施工的安全和顺利进行，必须对施工过程中的风险进行评估并采取相应的控制策略。
首先，盾构机施工过程中存在的主要风险包括地质灾害、施工设备故障、人员安全和环境污染。
地质灾害包括地层不稳定、地下水涌入、地下空洞等，可能导致盾构机卡滞或崩塌。
施工设备故障包括盾构机的故障、刀盘断裂、供电故障等，可能导致施工进度延误和人员伤亡。
人员安全方面，盾构机施工过程中工人接触到的高温、高压、高湿等环境条件可能对其安全造成威胁。
环境污染主要包括土壤污染、水源污染和尾气排放，对周边环境和居民健康造成潜在风险。
为了评估和控制这些风险，需要采取一系列措施。
首先，在施工前应进行详细的地质勘察和工程调查，了解地下情况，评估地层稳定性和地下水情况，以便合理选择盾构机的类型和参数，避免地质灾害的发生。
其次，在盾构机施工过程中，应定期进行设备检查和维护，确保设备正常运行，降低设备故障的风险。
同时，应对盾构机操作人员进行培训，提高其操作技能和安全意识，减少人为失误导致的事故发生。
在人员安全方面，应配备必要的个人防护装备，如头盔、防护眼镜、防护鞋等，提供通风设备和防滑措施，确保施工环境的安全性。
此外，应制定详细的安全操作规程和应急预案，以应对突发事件，并配备消防器材和急救设备，及时处理可能出现的安全问题。
为降低环境污染风险，盾构机施工应严格遵守环境保护法律法规，依法进行尾气排放和噪音控制，采取有效措施减少土壤和水源的污染。
同时，在施工过程中应重视与周边居民的沟通，尊重他们的权益，适当减小施工对周边社区的影响。
取得一致要求下的相关的部门的支持与配合至关重要。
政府应加强监管，制定相关法规和标准，鼓励企业加强自身管理，保证施工过程中的安全，推动盾构机施工的可持续发展。
总之，盾构机施工过程中的风险评估与控制策略非常重要，通过合理的地质勘察、设备维护、人员培训以及环境保护措施，可以降低施工过程中的风险，确保施工的安全和顺利进行。
富水砂层土压平衡盾构施工技术浅析
富水砂层土压平衡盾构施工技术浅析【摘要】在富水砂层中采用土压平衡盾构掘进施工，具有较大的风险和难点，本文结合哈尔滨地铁工程土压平衡盾构施工的成功实例，从盾构机设备的性能配置、施工工艺参数（掘进参数）、辅助措施（碴土改良）等方面，分析、介绍了富水砂层中土压平衡盾构掘进施工的关键技术。
【关键词】土压平衡盾构机，富水砂层，掘进参数，碴土改良，沉降Abstract: Watery sand, earth pressure balance shield tunneling construction, with greater risk and difficulty of this paper, the successful examples of Harbin subway project earth pressure balance shield construction, from the performance of the shield machine equipment configuration construction of process parameters (tunneling parameters), auxiliary measures (ballast soil improvement), analysis, and introduces the key technologies of the water-rich sand earth Pressure Balance Shield tunneling.Key words: earth pressure balance shield machine, water-rich sand, tunneling parameters, the ballasted soil improvement, settlement引言土压平衡盾构对全断面富水砂层的适应性是一个较复杂的综合技术问题，掘进施工中面临着如何保证高灵敏性土体稳定的难点以及隧道喷涌、地层沉降大等风险。
土压平衡盾构穿越富水砂层的掘进技术
1引言盾构机的性能及其与地质条件、工程条件的适应性是盾构隧道施工成败的关键，所以采用盾构法施工就必须选择最佳的盾构施工方法和选择最适宜的盾构机。
对于富含地下水的砂层，考虑到地下水的含量及水压，以及土的塑性流动性及透水性等问题，一般宜选用泥水盾构。
但由于广州地区工程地质的复杂性，对于同一个盾构标段，可能出现某些部分适合选用土压平衡盾构，而其他部分又适合采用泥水盾构，但作为同一个施工标段，不可能中途更换盾构机，因此，只好选择一种类型的盾构机，这就需要综合考虑并分析不同选择的风险，最终择优选取。
另外，城市地铁施工，由于施工场地的限制，导致泥水盾构的应用越来越少。
土压平衡盾构穿越砂层，风险较大，但若施工措施得当，土压平衡盾构穿越砂层亦会取得成功，如广州市轨道交通三号线珠江新城站～客村站区间穿越约300m的砂层地段。
2盾构穿越富水砂层的风险2.1易形成喷涌，导致地面塌方、建（构）筑物开裂损坏由于富水砂层含水量丰富，渗透性好，且受扰动后易液化，因此土压平衡盾构在富水砂层中掘进很容易出现喷涌现象，一方面，需用大量时间进行盾尾清理，严重影响盾构施工进度，另外，大量泥砂喷出或砂遇水液化，均易引起地层沉降，从而最终导致地面建（构）筑物沉降变形，甚至损坏。
2.2地面沉降难以控制，易造成地面塌方、建（构）筑物开裂损坏一旦发生喷涌现象，地面沉降肯定会很大，即使没有发生喷涌，控制地面沉降还是非常困难，主要原因是：1）砂层自身自稳性差，而刀盘开挖直径比盾体外径一般至少大200mm，从刀盘开挖到注浆填充这需要一段较长时间，这期间不可避免产生砂层沉降；2）掘进过程中，不可避免要造成砂层失水，且一定会对砂层产生扰动，这都会导致砂层产生沉降。
若沉降控制不好，极易造成地面塌方、建（构）筑物损坏。
3喷涌形成条件及防治方法3.1喷涌形成条件造成喷涌的原因多种多样，但无论何种原因，喷涌的发生都必须同时具备以下条件：1）具有足够高水头压力的充足水源。
土压平衡盾构机在富水砂层施工中的管理要点
土压平衡盾构机在富水砂层施工中的管理要点发布时间：2022-05-05T08:42:10.950Z 来源：《城镇建设》2021年34期作者：李文平[导读] 文章以具体工程为例，先介绍了土压平衡盾构机在富水砂层施工中的风险问题。
李文平身份证号：61050219840816**** 陕西西安710000摘要：文章以具体工程为例，先介绍了土压平衡盾构机在富水砂层施工中的风险问题，随后介绍了土压平衡盾构机在富水砂层施工控制重点，包括洞门涌水施工控制、盾构机在掘进中的姿态控制、掘进中的涌水涌砂控制、渣土改良控制，最后介绍了施工中其他方面管理策略，包括安全管理和环保措施，希望能给相关人士提供有效参考。
关键词：土压平衡；盾构机；富水砂层；施工管理引言：土压平衡盾构机操作原理主要是盾构机处于推力作用条件下，刀盘能够对土体进行自动切削，在对螺旋机转速进行有效调节基础上合理控制土舱内部排土量，促进挖掘面和土舱之间实现动态平衡。
在土压平衡盾构机实际施工建设中，容易出现盾构姿态无法控制、隧道喷涌和底层沉降等问题，为此需要采取有效措施控制施工质量，满足工程建设标准。
一、工程概况此次工程建设中以西安地铁十四号线中的土压平衡盾构穿过灞河区间为例，联系平衡盾构装置的具体应用原理、基础配置、水文条件和工程地质，解析土压平衡盾构装置的施工风险，形成有效的控制措施。
二、土压平衡盾构机在富水砂层施工中的风险土压平衡盾构设备在施工建设中主要容易出现以下几种层面的问题，第一是初期挖掘阶段，反力架容易产生失稳变形的问题，导致洞门出现涌砂涌水的现象，第二是在掘进处理过程中，成型隧道容易产生漏水现象，且盾尾刷也容易产生实效漏浆和漏水问题，如果刀盘在实际应用中过度磨损也无法有效开展掘进工作，导致地面产生大幅度沉陷问题。
第三是在接收阶段，洞门产生明显的涌水涌砂现象，导致洞门直接塌方。
三、土压平衡盾构机在富水砂层施工控制重点（一）进出口洞门涌水控制在工程实践中，因为反力架安装不合理，导致出现失稳变形的问题，使洞门出现涌砂涌水的现象，为此需要采取有效措施进行处理，开始安设始发托架之前，需要率先彻底平整清理竖井基面，于托架施工前，需要进行专业测量，明确盾构始发井底层的原始标高，通过钢板垫块对底板高度进行有效调节，需要在托架前后位置合理设置端头井和型钢结构，将两者锲紧，按照设计轴线坡度确定盾构机的设置托架坡度，同时还要认识到始发掘进中因为盾构机自身中心向前，始发掘进处理中容易产生朝下磕头问题，所以盾构轴线方面应该超出轴线设计高度20到30毫米左右。
富水砂卵石地层中大直径土压平衡盾构近距离下穿既有线施工风险管控措施
富水砂卵石地层中大直径土压平衡盾构近距离下穿既
有线施工风险管控措施
1. 地质勘探和分析：在施工前进行充分的地质勘探，分析地层情况和存在的问题，对隐患进行判定和评估，确定施工方案和措施。
2. 底泥清淤：在施工前要对管道下方的底泥进行清淤，避免形成泥石流等问题，确保施工场地的安全性。
3. 监测系统的建立：建立高精度的监测系统，对盾构机和隧道周围的地质变化进行实时监测，发现问题及时采取应对措施。
4. 前方探测器的设置：盾构机前方安装高精度探测器，及时探测地质隧变化状况，预测隧道稳定性和工期。
5. 洞口防护和支护：按照设计要求，在洞口对盾构机进行合理的支护和防护，保证施工场地和人员的安全。
6. 施工工序的优化：限制推进速度和推进深度，在保证安全的情况下适度减少对地层的干扰和影响，确保施工的稳定性。
7. 紧急预案和演练：在施工期间，建立紧急预案和演练，保障施工人员的生命和财产安全，及时处理突发事件，减少损失。
富水砂层土压平衡盾构机掘进地表沉降分析与控制
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监测频率：根据工程实际情况和施 工要求确定，一般按照时间间隔进 行监测
监测结果应用：根据监测结果及时 调整盾构机掘进参数和施工工艺， 控制地表沉降
盾构机掘进参数对地表沉降的影响分析 富水砂层中盾构施工对地表的扰动程度 地表沉降控制措施的有效性评估 工程实例中地表沉降控制效果的实际表现
结合数值模拟和现场监测数据，深入研 究盾构机掘进过程中土层变形和应力分 布，为优化盾构机设计和施工提供理论 支持和实践指导。
虽然本文对富水砂层土压平衡盾构机 掘进地表沉降进行了分析，但仍存在 一些局限性，如模型简化、参数选取 等。
对于富水砂层的特性、盾构机掘进 参数等，还有很大的研究空间，需 要进一步探索。
技术优势：注浆浆液可根据地层条件选择，如单液浆、双液浆等；注浆方式可分为单孔注浆 和分段注浆
实际案例：在某地铁项目中，采用同步注浆技术成功控制了盾构掘进过程中的地表沉降，保 证了施工安全和工程质量
排水措施：在 盾构机内设置 排水系统，及 时排出渗入土
层的水分
加固措施：采用 注浆、搅拌桩等 手段对盾构机周 围的土层进行加 固，提高土层的
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盾构机概述：盾构机是一种隧道掘进的专用工程机械，通 过刀盘切削土体，排土到皮带机上，再排到运输车辆上外 运。
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盾构机工作原理：盾构机通过刀盘切削土体，切削下来的 土进入螺旋输送机，通过皮带运输机将土外运，盾构机依 靠千斤顶顶推到达指定位置。
的发生。
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盾构隧道施工过程中风险管理与应对策略
盾构隧道施工过程中风险管理与应对策略盾构技术是一种在地下施工隧道的先进技术，可以高效地完成隧道的开挖和支护。
然而，由于隧道工程的复杂性和不确定性，盾构隧道施工过程中存在着各种风险。
在施工中，科学有效地管理这些风险并制定相应的应对策略是保证工程顺利进行的关键。
首先，盾构隧道施工过程中的风险主要包括地质风险、施工风险和安全风险。
地质风险主要指地层条件、地下水位等地质因素对施工的影响，如地下水突泉、地层塌方等。
施工风险包括施工设备故障、材料供应延误等非地质因素对施工的影响。
安全风险主要指施工中可能发生的事故，如坍塌、火灾等危险。
为了有效管理和应对这些风险，施工方需要制定相应的风险管理和应对策略。
首先，在盾构隧道施工前，应进行详细的勘察和设计，充分了解地质环境、地下水位等情况，以便提前预判和评估地质风险。
可以借助地质雷达、地下水位监测等技术手段来辅助勘察工作，并编制相应的风险评估报告，为后续施工决策提供依据。
其次，在施工过程中，应配备专业的技术人员进行实时监测和数据分析，及时发现和预警地质变化和施工风险。
利用先进的仪器设备，如监测探头、监测系统等，对地下环境进行全方位实时监测，以提前预警施工风险，采取相应的措施进行应对。
另外，为了防范安全风险，施工方应制定完善的安全管理措施和应急预案。
比如，建立安全生产制度、加强安全培训，确保施工人员具备安全意识和应急处理能力；加强安全巡查和检查，及时排除隐患；设置有效的安全警示标识和围挡，保障施工现场的安全。
此外，在施工过程中，还需要加强与相关部门的沟通与协作，形成多方合力，共同应对风险。
与设计院、监理单位、政府监管部门等建立良好的沟通渠道，及时沟通和交流风险情况，协调解决施工中的问题。
值得注意的是，风险管理和应对策略需要在整个施工过程中实施，并实时进行反馈和优化。
风险管理应是一个全过程、全员参与的工作，需要建立起完善的管理体系和制度，在施工现场形成风险管理的常态化和规范化。
盾构机下穿富水砂层及风险源施工技术
盾构机下穿富水砂层及风险源施工技术摘要：伴随人们经济活动的日益频繁和生活水平的提高，有限的地表空间资源越来越显得捉襟见肘，于是，人们把视线转移到地下空间的开发，地下工程的施工建设越来越多。
特别是在交通领域，地铁、管廊、饮水等工程的施工建设在地下工程施工建设中占重要地位，也使得盾构工法得以广泛应用。
土压平衡式盾构机是我国地下工程开挖施工的主要机械设备，但是面对富水砂层这样的不利地质，除了要严格按照规范要求进行施工外，还要根据地质条件所带来的问题采取有效的方法予以解决，这样才能使施工顺利进行，同时保证工程质量。
关键词：盾构机；下穿富水砂层；风险源；施工技术1 工程概况1.1工程简介本文以哈尔滨地铁2号线人民广场站～中央大街站区间为模型，对盾构机下穿富水砂层及风险源施工技术进行研究。
人民广场站～中央大街站区间为双单洞单线隧道，区间线路起自人民广场站大里程端，然后沿经纬街敷设，终至中央大街站小里程端。
区间左线线路自人民广场站大里程端出发，前行至XK16+166.342处进入圆曲线半径为1500m的曲线段，后至XK16+320.487处转直线前行，再至XK16+491.345处进入圆曲线半径为3000m曲线段，最后至XK16+557.489处转直线进入中央大街站小里程端。
区间主要临近建筑物如商住楼等与区间结构最小净距为5.5m，区间上方存在燃气管线和给水管线，埋深不足2m，距离隧道顶约8m1.2 工程地质描述根据本线路所处地貌单元勘探揭示的地层结构，勘探深度内场地地下水可分为上层滞水、孔隙潜水、孔隙承压水。
本区间位于松花江漫滩区，主要为第四系全新统孔隙潜水与下更新统砂砾石层孔隙承压水。
人中区间地质自上而下分布为：①杂填土、<2-1-1>粉质粘土、<2-2>粉砂、<2-3>细砂、<2-3-1>中砂、<2-4>中砂、<2-4-1>砾砂及<2-4-2>粉质粘土层，本区间盾构洞身穿过地层主要为<2-3-1>中砂、<2-4>粉质粘土、<2-4-1>砾砂及<2-4-2>粉质粘土层。
土压平衡盾构机过富水砂层施工技术探讨
土压平衡盾构机过富水砂层施工技术探讨下面是本店铺给大家带来关于土压平衡盾构机过富水砂层施工技术的相关内容，以供参考。
1工程概况珠江三角洲城际快速轨道交通广州至佛山段（岗～千灯湖～金融高新区站盾构区间—）土建施工项目盾构工程隧道双线总长为4829.205m，盾构隧道要在砂层中穿过，地面为桂城交通要道桂澜路，隧道埋深7.8～14.3米。
砂层为良好的富水和透水地层，饱含地下水，渗透系数为8.62～29.11m/d。
2掘进施工技术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。
针对这些问题，主要的施工技术有：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。
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50立方米；盾构机姿态保持向上，趋势控制在范围±4.掘进的过程必须尽可能的快，中间尽量减少停滞时间。
在掘进接近1600mm时根据土仓顶部压力减少或不出土，以使掘进至1800mm时土仓顶部压力达到2.0bar～3.0bar范围。
②盾构掘进过程中向土仓内及刀盘面注入泡沫等添加材料，改善渣土性能，提高渣土的流动性和止水性，防止涌水流砂和发生喷涌现象，并利于螺旋输送机排土。
富水砂层中掘进可适量往土仓加入发泡剂，但必须根据实际情况严格控制发泡剂配比及加入量。
出现喷涌的解决措施：Ⅰ关闭出土闸门，关掉螺旋机，在顶部土压不超限的情况下继续往前掘进，使土仓基本满土后（此时刀盘油压较高，扭矩较大）停止；然后稍开出土闸门，不启动螺旋机，让土压把砂土挤出，待砂土挤出速度较慢甚至不自动流出时再启动刀盘往前掘进。
Ⅱ关闭出土闸门，螺旋机正转转速调至2.0rpm左右，继续往前掘进，到顶部土压达2.8bar时停止；待土压降低到2.0bar以下时再按前面方法掘进，到刀盘扭矩较大（约3200KN·m）时，关闭刀盘及螺旋机，稍开出土闸门，让土压把砂土挤出，待砂土挤出速度较慢甚至不自动流出时再启动刀盘往前掘进。
土压平衡盾构穿越上软下硬富水砂层施工技术研究
土压平衡盾构穿越上软下硬富水砂层施工技术研究发布时间：2022-09-21T02:02:17.696Z 来源：《工程建设标准化》2022年5月10期作者：陈斌锷[导读] 盾构施工是国内近年愈发广泛应用的一种隧道施工新技术，由于盾构机的性能及其与复杂地质条件的适应性和盾构施工技术无法充分满足工程需求陈斌锷佛山市顺德区轨道交通投资有限公司广东佛山 528000【摘要】盾构施工是国内近年愈发广泛应用的一种隧道施工新技术，由于盾构机的性能及其与复杂地质条件的适应性和盾构施工技术无法充分满足工程需求，时有事故发生。
本文主要分析了土压平衡盾构穿越上软下硬富水砂层的风险，并介绍了防治措施。
南陈区间盾构成功通过的实例说明，只要施工方案合理，施工组织到位，施工措施落实好，土压平衡盾构可以顺利穿越上软下硬富水砂层地区。
【关键词】土压平衡盾构，上软下硬，富水砂层，超方，地面沉降引言盾构机的性能及其与复杂地质条件、工程条件的适应性和盾构施工技术是土压平街盾构穿越砂层上软下硬富水砂层地段关键。
两者均要充分满足工程需求，土压平街盾构才能顺利穿越上软下硬富水砂层地段。
如广州市轨道交通7号线西延顺德段南陈站～陈村新城站区间穿越约350m的上软下硬富水砂层地段，施工过程吸取了很多经验教训。
一、盾构穿越特殊地层的风险在上软下硬富水砂层地段，由于地质条件复杂，需要同时应对气压无法保持、砂层坍塌、黏土结泥饼和破岩等难题，盾构机掘进施工极为困难。
土压平衡盾构掘进遇到松散富水砂层时，常常采用气压辅助模式，由于富水砂层土间缝隙大，很容易出现无法保住气压现象。
刀盘前方砂层容易坍塌，造成出土超方。
粉质黏土和泥质粉砂岩粘性大，极易出现刀盘结泥饼现象，影响刀盘工作效率。
盾构机削切岩石，掘进速度肯定大大降低。
复杂地层盾构掘进影响因素多且相互牵制，极易发生出土超方，形成地下空洞，从而引起地面沉降，甚至会导致地面塌方、交通中断，地下管线破坏、建(构)筑物沉降变形损坏。
土压平衡盾构机长距离通过浅埋富水砂层的风险分析与应对策略
土压平衡盾构机长距离通过浅埋富水砂层的风险分析与应对策略摘要：隧道在地下空间穿行于各种各样的地层,由于受各种客观条件的制约，在线路设计时，往往不可避免的需要将线路设计在埋深较浅的砂层中。
然而，土压平衡盾构机在浅埋富水砂层中穿行将存在巨大的风险与较大的施工难度。
关键词：土压平衡盾构机、浅埋、富水砂层、风险Abstract: the tunnel in the underground space through the various strata by various objective restrictions, in line when the design, often inevitable need will line design in shallow sand layer. However, earth pressure balance shield machine in shallow buried rich water through sand layer there will enormous risk and greater difficulty in construction.Key words: soil pressure balance shield machine, shallow buried, rich water sand layer, risk前言随着我国经济的不断发展和城市化进程的加速,城市轨道交通建设在我国各大城市如火如荼的进行。
在城市地铁工程施工中，盾构法因其受地面因素影响小、安全度高、施工速度快、对地面环境影响小等优势而得到广泛的应用。
隧道在地下空间穿行于各种各样的地层,由于受各种客观条件的制约，在线路设计时，往往不可避免的需要将线路设计在埋深较浅的砂层中。
然而，土压平衡盾构机在浅埋富水砂层中穿行将存在巨大的风险与较大的施工难度，譬如容易引起地层沉降大、隧道喷涌、盾构姿态难控制等问题，这些问题若控制不好，将导致管片出现错台、漏水等质量问题，甚至可能造成机毁人亡般的质量事故，损失更是不可估量。
土压平衡盾构施工中常见的问题及措施
05
土压平衡盾构施工实例及效果 展示
工程实例一
总结词
刀具磨损是土压平衡盾构施工中常见的现象，通过优化掘进参数和定期更换刀具，可以有效减少刀具磨损。
详细描述
在挖掘过程中，刀具的磨损是不可避免的现象。为了解决这一问题，可以采取以下措施：1.优化掘进参数，如推 进速度、刀盘转速等，以降低刀具的磨损速率；2.定期更换刀具，根据刀具的使用情况及时更换，保证挖掘效率 。
完善地面沉降的预测和监测体系
总结词
地面沉降是盾构施工中的常见问题之一，完善地面沉 降的预测和监测体系可以有效控制地面沉降的发生和 影响。
详细描述
为了完善地面沉降的预测和监测体系，需要采取以下 措施：使用高精度的沉降监测设备、定期进行沉降监 测、分析沉降原因并采取相应措施、优化土体改良和 控制方案等。此外，还需要加强对地面沉降的预警和 应急处理能力，以确保地面沉降得到及时处理和控制 。
进行。
04
土压平衡盾构施工的优化建议
提高挖掘过程的稳定性
总结词
挖掘过程的稳定性是影响盾构施工的关键因素之一，需要采取措施提高稳定性。
详细描述
在挖掘过程中，盾构机需要保持稳定的挖掘状态，以减少对周围土体的扰动和避 免挖掘过程中的事故。为了提高稳定性，可以采取以下措施：控制挖掘速度、保 持合适的出土量、优化盾构机的操作等。
工程实例二：处理推进过程中遇到的障碍物
总结词
在推进过程中遇到障碍物时，应采取相应的措施，如调整掘 进方向、清除障碍物等。
详细描述
在推进过程中，可能会遇到各种障碍物，如石头、钢筋混凝 土等。为了解决这一问题，可以采取以下措施：1.调整掘进 方向，避开障碍物；2.清除障碍物，如使用机械手臂、爆破 等方法。
土压平衡盾构穿越高压极富水砂岩地层的施工重点及措施
土压平衡盾构穿越高压极富水砂岩地层的施工重点及措施摘要：土压平衡盾构通过富水地层的施工，通常都会遇到掘进困难，注浆效果不理想，排污量大难处理，作业人员积极性下降等等问题，非常影响工程进度、质量及安全文明施工，许多项目都吃过大亏。
以广州地铁六号线越秀南站~东湖吊出井隧道区间工程为例，工程近邻珠江水域，地层裂隙发育，地下水极其丰富，每小时流入土仓水量高达40方，地下水静水压力高达0.28Mpa。
特别在这种高压，极富水的地层中，如何在保证质量和安全文明施工的前提下快速通过，总结了一些工程经验。
关键词：盾构掘进;高压;极富水地层;施工重点;措施Abstract: soil pressure balance shield through the rich water layer of the construction, usually meet tunneling difficulties, grouting effect is not ideal, to great waste treatment, homework personnel enthusiasm down and so on, very influence project schedule, quality and safety civilized construction, many projects are suffered. In guangzhou metro line 6 yuexiu south station to east lake hoisted out well interval tunnel project for example, engineering neighbor pearl river waters, stratigraphic crack development, groundwater extremely rich, every hour of water into the soil bin as high as 40 square, groundwater calm water pressure as high as 0.28 Mpa. Especially in the high pressure, extremely rich water in the stratum, and how to ensure the quality and safety civilized construction under the prerequisite of the fast through the, summarizes some engineering experience.Keywords: shield tunneling; High pressure; Extremely rich water formation; Key construction; measures1 工程概况广州地铁六号线越秀南站~东湖吊出井区间，此区间两隧道长度：左线506米，右线487米，全区间隧道坡度为4‰，盾构下坡掘进，通过两段小半径急曲线隧道R=250米右转弯，R=280米左转弯。
土压平衡盾构在富水砂层中施工控制的重点及技术措施
土压平衡盾构在富水砂层中施工控制重点及技术措施[摘要]介绍南京地铁一号线地铁玄武门站~南京站区间采用土压平衡盾构在富水砂压中开挖隧道积累下的成功经验。
[关键词]地铁隧道；土压平衡盾构；始发；进站；技术措施在富水砂层中进行地下工程施工，一直倍受广大工程建设者关注和探讨，特别是上海地铁四号线（浦东南路~南浦大桥区间）地铁施工中隧道内发生涌砂事故后，引起了建筑工程界巨大的震动。
南京地铁玄武门站~许府巷站~南京站区间盾构隧道工程，盾构要在全断面的砂层中两次始发，一次进站，并要穿过约二十幢旧多层居民楼，在周密的技术方案和精心施工安排，使得工程安全、优质完成。
1地质条件及砂层主要物理参数该标段属古河道漫滩地貌,基岩埋藏较深,均大于25m。
软弱土层较厚，主要为低塑性淤泥粘土、粉质粘土及中到稍密的粉细砂。
隧道所通过的粉细砂地层为良好的富水和透水地层（②-2d2-3粉砂夹细砂和②-3d2粉细砂的物理力学参数表一），其饱含地下水，渗透系数达5×10-3cm/s，地层遇水极容易液化，使得地层变得更加不稳定，容易引发坍塌，施工中极易产生涌水、涌砂及开挖面失稳现象。
另外隧道上方覆土层次多，分布不匀及土质差异大，使地质情况变得错综复杂。
砂层主要物理力学参数值附表一2盾构机设计在富水砂层中要考虑的关键因素服务于本工程的盾构设备是引进德国海瑞克公司的，但该盾构机设计时结合了我国盾构施工经验和很多专家的意见，在海瑞克公司原设计基础提出了很多技术措施改良。
由于盾构机的密封系统和盾构机刀盘设计将是在富水砂层中施工成败的关键，在此作详尽的介绍。
2.1盾构密封系统的设计盾构要在地下几米至十几米深的地层中施工，该范围的土层中含有丰富的地下水，盾构必须设计有良好的密封系统，方能满足在地下施工的需要。
在盾构设备设计中，应考虑盾尾密封系统和铰接密封系统的防水性能，这两个部位的防水，是保证盾构施工安全和保证地面建筑物和管线安全的重要保障。
富水砂层盾构接收风险预控及应急处理施工技术
富水砂层盾构接收风险预控及应急处理施工技术摘要：在进行地铁建设的过程中，涉及到的地质环境有湿陷性黄土、渭河河漫滩地质和粉质黏土地层。
本文以某地铁隧道施工为例，对富水砂层盾构接收风险预控及应急处理施工技术进行分析。
关键词：富水砂层；盾构施工；风险预控；应急处理伴随着我国城市地铁工程的迅速发展，盾构隧道的应用越来越广泛。
在富水砂层中，盾构水端入口易发生涌水、涌沙，导致地面塌陷等重大安全事故，甚至威胁到周边环境的安全。
富水砂由于其含水率高、透水性好，在开挖施工过程中会带来很大的问题和困难。
下文主要通过对同一富水砂带的地质开挖，探索盾构隧道的施工参数，分析盾构隧道的沉降，掌握沉降变化规律，对盾构机到达富水砂层时发生涌水、涌砂事故的原因进行了分析和总结。
介绍了土压力平衡盾构穿越砂层的施工工艺，通过同步注浆、二次注浆和加强施工监测，保证了地铁的安全。
1工程概况某地铁区间盾构隧道接收端地层为砾石、粗砂、素填料、粉质粘土、砂质粘土、全风化混合花岗岩和强风化混合花岗岩，蕴含丰富的地下水。
盾构接收端砂层是探测区域的主要含水层。
强中风化带裂隙水含水性差，渗透性差，属于中等渗透性地层。
高风化碎裂岩为高渗透性地层，含水率和渗透性均较好。
区间盾构接收端头涉及的主要管道有:DN500mm污水管道(埋深3.35m)、DN800mm给水管道(埋深1.89m)、DN1 200mm雨水管道(埋深2.68m)。
所述左线的接收端与所述左线的隧道对角相交。
DN500mm污水(埋深3.74m)、DN1 200mm雨水(埋深3m)对角通过右线接收端，并平行敷设在右线隧道内。
2盾构接收安全预控措施2.1盾构接收端头加固及车站围护结构加强止水盾构接收端采用φ600mm@450mm旋喷桩加固，加固范围为12.2m×7m×11.2m，加固区域外设置φ700mm降水井。
车站终端围护结构采用φ1 200mm@1 400mm灌注桩和φ800mm@1 400mm旋转喷砂桩两管止水，φ800mm@600mm两管旋转喷砂层加强止水。
浅析土压平衡盾构机过富水砂层施工技术
中图分类号： Ｕ ４ ５ ５ ． ４ ３
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ： １ ６ ７ ４ — ０ ９ ８ ｘ （ ２ ０ ｌ ４ ） ｏ ３ （ ｂ ） 一 ０ ０ ２ ９ 一 Ｏ ｌ
近 年来 ， 我国 的交 通 事业 得 到 了很 大 的 发展， 在 交 通 业 发 展 的时 候 ， 人们 的 生 活水 平 也 得 到 了很 大 的提 高 ， 这 样就 使 得人 均车 辆 也 在不 断 增加 ， 这样 也 导 致 了交 通 出现 了 非常拥堵的情况， 为了保 障 人 们 的 出行 ， 很 多 的城 市 在 城 市 交 通 建 设方 面 对 城 际高 速 轨道建设和地铁工程建设是非常重视 的， 这 样 能 够 更好 的对 地面 交 通 拥 挤 问题 进 行 解决， 同时也 能 更 好 的保 证 人们 的 出行 不受 到很 大 的影 响 。 在 城 市 交 通 施 工 中， 经 常是 会遇 到在 富水 砂层进 行施 工的 情 况的 ， 在 这 种情 况 下 要 注 意的 问 题 是 非 常多的 ， 同时， 在 施 工过 程 中 ， 应 用 土 压 平 衡 盾 构 机 技 术 要 注 意 的 问题 也 是 非 常 多的 ， 因此 ， 对 出现 的 问题一 定 要进 行很 好 的 分析 ， 这 样能 够更 好 的找 到 解决 的措 施 。
１ 工 程简 介
在城 市 交 通 建设 过 程 中， 通常 土建 工程 都 是 使 用 的盾 造 施 工技 术 ， 很 多 的 交 通 线 路施工要 面临的困难都是 非常多的， 盾 构 隧 道 在 施 工 的 时 候 是 要 在 砂 层 中进 行 穿 过 的， 通 常情 况 下， 城 际 快 速 轨 道 和 地 铁 施 工 都是 要 保证 隧 道 的埋 深 在 一定 范 围内的 ， 这 样 在 进 行施 工 的时 候 要 保 证 盾 构 施 工 技 术 能够更好 的保证施 工的质量。 很 多 地 方 的 地 层 都 是 含有 很 高 的 水分 的 ， 同 时， 在 含 沙 量方面也是很高的 ， 这 样 就 会 导 致 施 工 在 富水 砂层 中进 行 ， 对施 工是 会 产生 很大 不 利
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土压平衡盾构机长距离通过浅埋富水砂层的风险分析与应对策略
摘要：隧道在地下空间穿行于各种各样的地层,由于受各种客观条件的制约，在线路设计时，往往不可避免的需要将线路设计在埋深较浅的砂层中。
然而，土压平衡盾构机在浅埋富水砂层中穿行将存在巨大的风险与较大的施工难度。
关键词：土压平衡盾构机、浅埋、富水砂层、风险
1 前言
随着我国经济的不断发展和城市化进程的加速,城市轨道交通建设在我国各大城市如火如荼的进行。
在城市地铁工程施工中，盾构法因其受地面因素影响小、安全度高、施工速度快、对地面环境影响小等优势而得到广泛的应用。
隧道在地下空间穿行于各种各样的地层,由于受各种客观条件的制约，在线路设计时，往往不可避免的需要将线路设计在埋深较浅的砂层中。
然而，土压平衡盾构机在浅埋富水砂层中穿行将存在巨大的风险与较大的施工难度，譬如容易引起地层沉降大、隧道喷涌、盾构姿态难控制等问题，这些问题若控制不好，将导致管片出现错台、漏水等质量问题，甚至可能造成机毁人亡般的质量事故，损失更是不可估量。
因此，如何在各种不利的情况下，使土压平衡盾构机在浅埋富水砂层中保持快速的掘进速度，同时确保施工的安全，并有效保证盾构隧道的质量成为了一项需要迫切解决的问题。
2 背景工程概况
珠江三角洲城际快速轨道交通广州至佛山段施工8标段土建工程由两个区间隧道及相关附属工程组成，盾构区间分别是虫雷岗站～千灯湖站区间、千灯湖站～金融高新区站区间，该工程盾构隧道双线总长4521.974m。
【虫雷岗站～千灯湖站】盾构区间沿佛山桂澜路南北走向，覆土深度约为7.8 m～14.3m之间，洞身通过的地层主要为<2-2>淤泥质粉细砂层，<2-3>海陆交互中粗砂层，<3-1>粉细砂层。
根据地质勘探资料，上述几种砂层均为软弱的富水和透水地层。
根据地质统计分析资料，虫雷～千区间左线隧道通过富水砂层的长度为439.5米，约占该区间总长度的38.05%；右线隧道通过富水砂层的长度为609.5米，约占该区间总长度的52.78%。
3 风险分析
（1）地面沉降难以控制，易导致地面坍塌，建（构）筑物损坏1）砂层自身自稳性差，而刀盘开挖直径比盾体外径一般至少大200mm，从刀盘开挖到注浆填充这需要一段较长时间，这期间不可避免产生砂层沉降；
2）掘进过程中，不可避免要造成砂层失水，且一定会对砂层产生扰动，这都会导致砂层产生沉降。
若沉降控制不好，极易造成地面坍塌、建（构）筑物损坏，存在巨大的风险。
[1]
图1 富水砂层中掘进引起的地面沉降较大
（2）易形成喷涌，从而导致地面坍塌，并且影响施工进度
由于富水砂层含水量丰富，渗透性好，且受扰动后易液化，因此土压平衡盾构在富水砂层中掘进很容易出现喷涌现象，一方面，需用大量时间进行盾尾清理，严重影响盾构施工进度，另外，大量泥砂喷出或砂遇水液化，均易引起地层沉降，从而最终导致地面建（构）筑物沉降变形，甚至损坏。
[2]
图2 喷涌现象
（3）盾构姿态控制难，若控制不好，会导致线形超限，给地铁运营阶段带来安全隐患
砂层自身自稳性差，掘进过程中，开挖掌子面经刀盘的不断扰动而失水，在盾构机自重作用下，盾构机机头很容易出现“掉头”现象。
另外，由于砂层属于富水层，管片拼装后，隧道容易因地下水的浮力作用而上浮，从而导致管片出现渗漏水、错台、管片开裂等质量问题。
上述问题若控制不好，容易造成隧道线形超限给地铁运营阶段带来安全隐患。
4 风险应对策略
（1）地面沉降难以控制的应对策略
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。
②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50立方米。
③尽量做到快速通过。
应该尽量提高掘进速度，避免刀盘转动对地层扰动时间过长，造成上部砂层松动，同时掘进速度加快能够及早为管片背后注浆创造条件，有利于隧道稳定和控制地表沉降。
④做好监测工作，及时反馈监测信息。
适当加密监测频率，根据地表沉降和建筑物沉降的监测数据，结合地质情况，及时调整土仓压力、千斤顶推力等施工参数。
[3]
⑤必要时采取在地面预加固措施，比如地面注浆加固、地面搅拌桩、旋喷桩加固；或者对邻近建（构）物进行预加固处理。
⑥做好同步注浆和二次注浆工作。
一方面，防止隧道后方的水流入土仓；另一方面，及时填充管片背后空隙，防止沉降进一步扩大。
（2）容易造成喷涌的应对策略
①关闭出土闸门，关掉螺旋机，在顶部土压不超限的情况下继续往前掘进，使土仓基本满土后（此时刀盘油压较高，扭矩较大）停止；然后稍开出土闸门，不启动螺旋机，让土压把砂土挤出，待砂土挤出速度较慢甚至不自动流出时再启动刀盘往前掘进。
②关闭出土闸门，螺旋机正转转速调至2.0rpm左右，继续往前掘进，到顶部土压达2.8bar时停止；待土压降低到2.0bar以下时再按前面方法掘进，到刀盘扭矩较大（约3200KN·m）时，关闭刀盘及螺旋机，稍开出土闸门，让土压把砂土挤出，待砂土挤出速度较慢甚至不自动流出时再启动刀盘往前掘进。
③盾构掘进过程中向土仓内及刀盘面注入泡沫等添加材料, 改善渣土性能, 提高渣土的流动性和止水性, 防止涌水流砂和发生喷涌
现象, 并利于螺旋输送机排土。
（3）盾构姿态控制难,容易造成超限的应对策略
盾构机的姿态宜保持向上，但趋势宜控制在±4。
若出现机头往下掉的情况，需及时通过千斤顶行程调节姿态。
调节不可过急，宜通过千斤顶行程及选取最优管片两者结合来调节。
5 实施效果分析
按照《盾构法隧道施工与验收规范》GB50446-2008中管片拼装及成型隧道验收的主控项目作为性能控制指标，其主要性能指标控制如下：
1、盾构施工过程中隧道轴线平面位置允许偏差为±50mm，隧道轴线高程允许偏差为±50mm。
2、管片在盾尾内拼装完成时，相邻管片的径向错台允许偏差为5mm，相邻环管片环面错台允许偏差为6mm，衬砌环直径椭圆度为±5‰D(D为隧道的外直径，单位：mm)。
3、成型隧道轴线平面位置允许偏差为为±100mm，隧道轴线高程允许偏差为±100mm。
4、成型隧道相邻管片的径向错台允许偏差为10mm，相邻环管片环面错台允许偏差为15mm，衬砌环直径椭圆度为±0.6‰D(D为隧道的外直径，单位：mm)。
广佛线施工8标虫雷～千区间左、右线盾构隧道均采用土压平衡盾构机进行掘进施工，盾构机通过后，笔者对该段隧道的监测数据以及质量检查数据进行了收集、整理、分析。
分析结果为：该段隧道地
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面累计沉降值为20mm,小于规范要求的控制值30mm，满足要求；该段隧道综合缺陷为8%，质量完全符合盾构隧道设计和验收要求。
6 结语
对于盾构长距离穿越浅埋富水砂层，传统的方法是选择泥水盾构机或者采取明挖法进行施工，但在盾构机选型时还应考虑地质条件变化、技术上合理、可靠以及经济性，有时候选用土压平衡盾构机也是情非得已的。
然而在实际施工过程中，土压平衡盾构机长距离通过浅埋富水砂层的风险是固然存在的，但是只要应对策略合理，技术措施落实好，做好措施防止因喷涌、失水、扰动等原因造成的沉降，土压平衡盾构机长距离安全顺利的通过浅埋富水砂层也是完全可行的。
参考文献
[1]竺维彬、鞠世健.地铁盾构施工风险源及典型事故的研究.广州：暨南大学出版社,2009
[2] 竺维彬,鞠世键,史海欧. 广州地铁三号线盾构隧道工程施工技术研究.广州：暨南大学出版社，2007.
[3] 张风详，傅德明，杨国详，等.盾构隧道施工手册[M]，北京:人民交通出版社，2005.。