盾构施工技术数据
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Page 1
盾 构 施 工 法
技术数据
贯程有限公司
盾构施工法
Page 2
(技术数据)
(一)〃盾构机类别
第13条 潜盾机施工法的选定 选择潜盾机工法时，必须考虑施工区间地山的条件、地表状况、断面工法、施工延长、 隧道线形、工期等诸多条件，另外还要考虑挖掘及覆土等施工，选择一个既安全又经济的 施工方式。 （摘自《隧道标准规范（潜盾施工法编）同一解释》）
根据盾构机的前面构造对潜盾机的工法进行分类的话，则为图－1.1
（前面的構造） 密封型
盾 构 機 開放型 全面開放型
（型式） 土壓式
泥 水 式 封閉式 手挖式 半機械挖掘式 機械挖掘式 土壓 泥土壓
（開挖面穩定機構） 挖掘土+面 板掘土+輪輻 挖 挖掘土+添加材料+面板 挖掘土+添加材料+輪輻 泥水+面板 泥水+輪輻 隔牆 防護罩 擋土裝置 防護罩 擋土裝置 面板 輪輻
止水措施
施 工 性 能 切刃盤扭矩、推力 切刃齒磨損 開挖面管理 出發基地 工作環境（井內） 周圍環境 工期
因完全密封構造，止水性能高
小 挖掘負載小，磨損量較小 以泥水壓擋土 由測量儀器管理設定值 需要廣大用地 良好 泥水處理廠的噪音振動對策 如後方設備能力充分則進展快 受設備故障的影響，變動大
螺旋運輸機的止水對策
泥土壓潛盾機
驅動切刃盤電動機 隔水牆部分 螺旋式運輸機
加泥注入口
切刃牙
環片 盾尾密封墊 架設機 加泥注入口 切刃盤 超挖刃 中折裝置 潛盾機千斤頂 潛盾機主體
奧村機械製作株式會社
(三) 〃土压式潜盾机(2/7)
第114條 開挖面穩定機構 開挖面穩定機構必頇能夠維持切刃盤土倉內泥土的壓力，並調節排土量，從而能夠對抗開挖面 的土壓及水壓。 （摘自《隧道標準規範（潛盾施工法編）同一解釋》）
粗
細
中 砂礫
粗
（２） 粒径加积曲线 为了求取土粒子粒径的分布状态而进行的操作称为粒 度试验，图－２．３所示的是粒度试验结果，又称为粒 径加积曲线。粒度加积曲线纵轴用算术刻度表示透过重 量的百分率（％），横轴表示粒径的对数刻度，从而将 两者的关系用图形表示出来。
106μm 9.5mm 4750μm
篩子
飽和度 (%)
正長石 雲母 石英 褐鐵礦 紅鐵礦 Fe(OH)3 高陵土 有機質
*用KHgl3溶液測定（３２）
４） 土粒子的大小及分佈
（１） 土粒子的大小和名称 关于土粒子的大小和其名称，各国家在粒径的表示及粒径分类上多少有些不同，日本地质工学会根据图－２．２的粒径分 类进行命名。
粘土
粉土
細 砂
圖－２〃２ 粒徑分類和名稱
不透水性的土受到草本或風化的影響而發生變化的土。
圖－２〃６ 土粒子的混合狀態和透水係數的概略值
(三) 〃土压式潜盾机(1/7)
第１１２條 土壓式潛盾機的系統計劃 採用土壓式潛盾機時，必頇 根據地質條件，進行系統配置，使挖掘推進機構、開挖面穩定機構、 添加材料注入裝置、混煉機構、挖掘土運出設備等能切實發揮其性能功能的系統。 （摘自《隧道標準規範（潛盾施工法編）同一解釋》）
（體積） 圖－２〃１ 土狀態結構圖
（重量）
(8) (土的)單位潛容重（ γｓｕｂ）： γｓｕｂ＝（Ｇｓ－１）・γｗ／（１＋ ｅ） 式中 γｗ ： 水比重 Ｇｓ ： 土粒子的真比重
３）土在自然状态下各数值例
表－２－３顯示了各種土的間隙率、間隙比、含水量、乾燥單位體積重量及飽和單位體積重量。表－２〃４顯示了砂質土的狀態和 飽和度的關係。表－２〃５顯示了土粒子各礦物質的構成比重。一般視土粒子的比重為２〃６５。 表－２〃３ 自然狀態土的間隙率、間隙比及單位體積重量
添加材料的作用
被注入的添加材料浸透到透水性高的開挖山體的土粒子之間，讓土粒子更加緊密的同時，會在切刃盤開挖面上形成添加材料的覆膜， 從而降低透水性。採用潛盾機工法的情況下，很難避免挖掘山體的鬆弛現象的發生。而透過向這些鬆弛領域浸透添加材料，會提高開 挖面的穩定性，減少地面下沉等對地表面的影響，防止開挖面崩塌。 浸透了添加材料的山體，在挖掘開挖面及排土過程中，被齒式切刃攪動並在土倉內被攪拌，減輕了砂，砂礫等土粒子之間的直接接觸， 將泥土改變為內部摩擦角小且有流動性的泥土。充滿於土倉內的土砂（泥土）一邊對抗開挖面的土壓，一邊透過螺旋運輸機等被排出 機外。
【解說】泥土壓潛盾機上的添加材料注入裝置，由添加材料注入泵，切刃盤及切刃盤土倉等上面設置的添加材料注入口等構成。注 入位置、注入口徑、注入口數量需要根據土質、潛盾徑、機械構造的不同等進行選擇。注入口被土砂堵塞的情況下，會使補修、清 掃等變得困難，因此最好採用防止堵塞的構造。
(三) 〃土压式潜盾机(3/7)
切刃齒的磨損
泥屑灰岩(泥岩)6） 粉質粘土
地下水壓 地下水壓 地下水壓
地下水壓 地下水壓 地下水壓
砂 混砂 質 鬆散砂 土 緊固砂 鬆散砂礫 砂 礫 緊固砂礫 卵 混有卵石 石 的砂礫 巨礫· 卵石
細粒成分含有量 細粒成分含有量 細粒成分含有量
地下水壓 地下水壓 地下水壓 地下水壓
切刃齒規格*3 切刃齒規格*2 礫石的粉碎*3
部分開放型
圖－１〃１
１）土質適應性表-2.1上表示土木學會的選定基準
潛盾機類型 土層 土 質 沖 腐植土 積 粉土· 粘土 粘 性 砂質粉土· 土 砂質粘土
洪 積 粘 性 土 粘砂土· 粘土 砂質粘砂土· 砂質粘土 因挖掘土砂而閉塞 因挖掘土砂而閉塞 因挖掘土砂而閉塞 因挖掘土砂而閉塞
切刃齒的磨損
表－2〃１
(二)〃盾构机类型和土质（2/2）
２） 从施工方式和施工性上对潜盾机工法（泥水式，土压式）进行比较如表－２．２。
泥水式潛盾機 施 工 方 式 開挖面的穩定機構 井內碎石碴搬送 棄土處理 方向控制 泥水壓 流體搬送 二次處理部分作為工業廢棄物處理 二次處理部分作為工業廢棄物處理 摩擦阻力小，易於控制方向 土壓式潛盾機 由挖掘土砂的塑性 流動性的土壓 螺旋運輸機＋皮帶式運輸機＋棄碴車 螺旋運輸機＋泵加壓 根據性狀作為工業廢棄物處理 需要較大的推力
ｈБайду номын сангаас
Ｖ
Ｌ
圖－２〃５ 透水試驗概略圖
表－２〃６表示的是土粒子各種混合狀態的透水係數的概略值。
透水係數 的選擇 透水性 土粒子的 混合狀態
根據日本統一土 質分類法所作的 分類符號
大
中度
純淨的砂子、純淨的 砂子與礫石的混合土
小
非常小
實質上不透水 不透水性的土（未風 化的均質的粘土）
純淨的礫石
微細砂、粉土、砂· 粉土· 粘土 的混合土、層狀粘土等
或
粒度分級，粒度不好
５） 标准贯入试验
作为推测砂地面强度的指标，根据标准贯入试验所得的Ｎ值是最重要的。标准贯入试验的方法是，如图－２．４所 示，在钻杆的前端安装直径为５．１cm长度为８１cm的取样器（采取取样用的管子），让６３．５kg的锤子从７ ５cm高的高处落下，冲击头以将取样器贯入地中。用这种方法先打入１５cm后，再向地中贯入３０cm所需要的打 击次数称为Ｎ值。
滑車 旋鈕 錘子（63.5ｋｇ） 卷吊錘子用的牽索 卷吊旋鈕用的牵索 架子 衝擊頭 鑽探機械 錐輪或提升筒
落下高度 ７５ｃｍ
約５ｍ
驅動管或套筒 鑽桿
鑽孔７５ｍｍ左右
標準貫入試驗用取樣器 規定貫入量３０ｃｍ
圖－２〃４ 標準貫入試驗略圖
６） 土的透水係數
达尔西法则 地下水等受到重力而发生的流动性受土的透水性的影响。 根据达乐西理论，在图２〃１－８中，上流河的水位与下流侧的水位的差（ｈ）， 和造成此水位差的土质试料的长度（Ｌ）以及水流过试料的平均流速（Ｖ）之间存在如下关系。 Ｖ＝ｋ・ｈ／Ｌ＝ｋ・ｉ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・（公式２〃１－１４） 式中，透水系数（ｋ）的单位用ｃｍ／ｓ表示，ｉ称为水位梯度。 (1)
土的種類
１ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９ 砂 均等，鬆弛 砂 均等，密實 砂 混合，鬆弛 砂 混合，密實 粘土（成冰）軟 粘土（成冰）硬 粘土（有機質少）軟 粘土（有機質多）軟 白皂土 軟
間隙率
間隙比
含水比
單位重量
表－２〃４ 砂質土的飽和度
表－２〃５ 土內各礦物質的構成比重
土的狀態
乾燥 稍濕 潮濕 非常濕 濕透 飽和
比泥水大 挖掘負載大，磨損量較大 以隔牆內土壓擋土 透過推力和排土量管理 比泥水式小 土砂飛揚、有粉塵 清碴車的對策 進度受土砂運出能力的限制
表－２〃２ 潛盾機施工法的比較
３）土在自然状态下各数值例
２）土的工學性性質 土的工學性性質，根據土中所包含的土粒子、水、空氣的組 成成分的多少而有顯著不同，因此我們使用如下常數來判斷土 的工學性性質。
空氣 孔 隙 水 ＶＶ ＶＷ Ｖ 土粒子
ＶＡ
空氣
ＷＡ
(4) 飽和度（Ｓγ） （百分比）
水
(5) (土的)濕重（γｔ） ：
ＷＷ
Ｗ
γｔ＝Ｗ／Ｖ＝（Ｗｓ＋Ｗｗ）／Ｖ (6) (土的)干單位重（ γｄ）
ＶＳ
γｄ＝Ｗｓ／Ｖ
土粒子
ＷＳ
(7) (土的)飽和容重（ γｓａｔ）： γｓａｔ＝（Ｇｓ＋ｅ）・ γｗ／（１＋ ｅ）
１）土的组成 土由固体、液体及气体形成。 一般来说，如图－２－１所示，在土粒子的周围有孔隙，这 些孔隙由空气和水所占据。
另外，在土質工學上，除了特殊的情況以後，認為 土粒子和
水是非壓縮性的。
(1) 孔隙比（ｅ） ： ｅ (2) 孔隙率（n） 比） (3) 干土含水量（ｗ) ：Ｗ ＝１００× Ｗｗ／Ｗｓ ：Ｓγ＝１００× Ｖｗ／Ｖｖ （百分比） ： ｎ ＝Ｖｖ／Ｖｓ ＝１００× Ｖｖ／Ｖ（百分
【解說】土壓式潛盾機系統由如下所示的①至⑤構成。 ① 挖掘推進機構。挖掘山體後，根據需要注入的添加劑與土砂進行攪拌，混煉，使其具有塑性流動性。 ② 添加劑注入機構（泥土壓潛盾機的情況下） ③ 切刃盤、撹拌葉片、固定葉片構成的混煉機構 ④ 開挖面穩定機構由以下組成：使挖掘出的土充滿與開挖面之間的空間、並對其加壓形成密閉構造的隔水牆，按照潛盾機的推進量 連續排出相適宜的土量，並使開挖面土壓力與切刃盤土倉內的泥土壓力達到平衡的螺旋運輸機等的排土機構及其控制機構等組成。 ⑤ 挖掘土運設備。將挖掘出的土砂運出到地面。 這些系統之間有著密切的關係，需要具有適應各種變化的能力，各項功能必頇平衡地發揮作用。 另外，需要事前探討好管理方法
(二)〃盾构机类型和土质(1/2)
密閉型 土壓式 土 Ｎ值 適合性 壓 留意點 開放型 泥水式
適合性
泥土壓
適合性
手挖式
適合性
半機械挖掘式
適合性 留意點
機械挖掘式
適合性
留意點
地面變化情況
留意點
地面變化情況
留意點 地面變化情況 地面變化情況 地面變化情況
留意點
地面變化情況
地面變化情況
因挖掘土砂而閉塞
挖掘機械
【解說】土壓式潛盾機的開挖面的穩定透過以下等的綜合作用實現。 ① ② ③ 透過泥土壓對抗土壓及水壓 透過螺旋傳輸機等排土機構調整排土量 為了保持泥土具有適當的流動性，根據需要調整排土量。
第115條 添加材料的注入裝置 添加材料注入裝置必頇能夠將充分的量注入到適當的位置，以促進挖掘土砂的塑性流動。 （摘自《隧道標準規範（潛盾施工法編）同一解釋》）
① 有效径（Ｄ１０）
70
60 50 40 30 20 10 0 0.001 0.005 0.01 0.05 0.1 0.5 1.0 5.0 10.0
Ｄ１０
Ｄ３０ Ｄ６
０
判定條件
粒度好
粒径 50.0 （mm）
判定
粒度均等，粒度不好
膠體
0.001
粘土
0.005
粉沙
0.075
砂
2.0
礫
圖－２〃３ 粒徑加積曲
250μm 100 90 80
加積透過率（％）
： 是指透过百分率相 当于 １０％的粒径，也称为有效粒径。 ② 平均径（Ｄ５０） ： 是指透过百分率相 当于５０％的粒径，也称为平均 粒径。 ③ 均等系数（Ｕｃ）： 设透过百分率为６０％的粒径为 Ｄ６０，则Ｕｃ用下面公式表示。 53mm Ｕｃ＝Ｄ６０／Ｄ１０ 均等系数表示的是粒径加积曲线的倾斜度。 另外，从日本统一土质分类上，如下决定判断粒土 分布的良否。
挖掘作業的安全性*4
地下水壓
地下水壓 地下水壓
地下水壓*5 地下水壓*5
地下水壓
地下水壓
切刃齒· 面板的磨損*4 切刃齒· 面板的磨損*4
地下水壓 螺旋運輸機 的規格*1 切刃齒規格*2
·
礫石的粉碎*4
注 1）適合性的符號如下。 ○：原則上適合土質條件。 △：適用時需要輔助工法，要探討一下輔助機構等。 × ：原則上不適合土質條件。 ２）開放型潛盾機多與壓氣工法並用，但關於可否適用需要研討。 ３）封閉式潛盾機因適用土質限於沖積粘性土，更加受到限定，並且會使地面發生變化等，最近已不適用，從物件中去除了。 ４）Ｎ值表示的是各土質的大致標準。 ５）留意點表示的是適合性為△的情況下，與地面· 類型相關的最重要項目。未能列在最重要項目中的內容，則加上“·”標記，同樣表示為應留意的事項。 例如，*1：切刃齒· 面板的磨損· 切刃齒規格，*2：螺旋運輸機規格，*3：泥漿對策，*4：地下水壓，*5：超挖量 ６）泥岩在這裡是指泥屑灰岩這種強度低的土質。
盾 构 施 工 法
技术数据
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盾构施工法
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(技术数据)
(一)〃盾构机类别
第13条 潜盾机施工法的选定 选择潜盾机工法时，必须考虑施工区间地山的条件、地表状况、断面工法、施工延长、 隧道线形、工期等诸多条件，另外还要考虑挖掘及覆土等施工，选择一个既安全又经济的 施工方式。 （摘自《隧道标准规范（潜盾施工法编）同一解释》）
根据盾构机的前面构造对潜盾机的工法进行分类的话，则为图－1.1
（前面的構造） 密封型
盾 构 機 開放型 全面開放型
（型式） 土壓式
泥 水 式 封閉式 手挖式 半機械挖掘式 機械挖掘式 土壓 泥土壓
（開挖面穩定機構） 挖掘土+面 板掘土+輪輻 挖 挖掘土+添加材料+面板 挖掘土+添加材料+輪輻 泥水+面板 泥水+輪輻 隔牆 防護罩 擋土裝置 防護罩 擋土裝置 面板 輪輻
止水措施
施 工 性 能 切刃盤扭矩、推力 切刃齒磨損 開挖面管理 出發基地 工作環境（井內） 周圍環境 工期
因完全密封構造，止水性能高
小 挖掘負載小，磨損量較小 以泥水壓擋土 由測量儀器管理設定值 需要廣大用地 良好 泥水處理廠的噪音振動對策 如後方設備能力充分則進展快 受設備故障的影響，變動大
螺旋運輸機的止水對策
泥土壓潛盾機
驅動切刃盤電動機 隔水牆部分 螺旋式運輸機
加泥注入口
切刃牙
環片 盾尾密封墊 架設機 加泥注入口 切刃盤 超挖刃 中折裝置 潛盾機千斤頂 潛盾機主體
奧村機械製作株式會社
(三) 〃土压式潜盾机(2/7)
第114條 開挖面穩定機構 開挖面穩定機構必頇能夠維持切刃盤土倉內泥土的壓力，並調節排土量，從而能夠對抗開挖面 的土壓及水壓。 （摘自《隧道標準規範（潛盾施工法編）同一解釋》）
粗
細
中 砂礫
粗
（２） 粒径加积曲线 为了求取土粒子粒径的分布状态而进行的操作称为粒 度试验，图－２．３所示的是粒度试验结果，又称为粒 径加积曲线。粒度加积曲线纵轴用算术刻度表示透过重 量的百分率（％），横轴表示粒径的对数刻度，从而将 两者的关系用图形表示出来。
106μm 9.5mm 4750μm
篩子
飽和度 (%)
正長石 雲母 石英 褐鐵礦 紅鐵礦 Fe(OH)3 高陵土 有機質
*用KHgl3溶液測定（３２）
４） 土粒子的大小及分佈
（１） 土粒子的大小和名称 关于土粒子的大小和其名称，各国家在粒径的表示及粒径分类上多少有些不同，日本地质工学会根据图－２．２的粒径分 类进行命名。
粘土
粉土
細 砂
圖－２〃２ 粒徑分類和名稱
不透水性的土受到草本或風化的影響而發生變化的土。
圖－２〃６ 土粒子的混合狀態和透水係數的概略值
(三) 〃土压式潜盾机(1/7)
第１１２條 土壓式潛盾機的系統計劃 採用土壓式潛盾機時，必頇 根據地質條件，進行系統配置，使挖掘推進機構、開挖面穩定機構、 添加材料注入裝置、混煉機構、挖掘土運出設備等能切實發揮其性能功能的系統。 （摘自《隧道標準規範（潛盾施工法編）同一解釋》）
（體積） 圖－２〃１ 土狀態結構圖
（重量）
(8) (土的)單位潛容重（ γｓｕｂ）： γｓｕｂ＝（Ｇｓ－１）・γｗ／（１＋ ｅ） 式中 γｗ ： 水比重 Ｇｓ ： 土粒子的真比重
３）土在自然状态下各数值例
表－２－３顯示了各種土的間隙率、間隙比、含水量、乾燥單位體積重量及飽和單位體積重量。表－２〃４顯示了砂質土的狀態和 飽和度的關係。表－２〃５顯示了土粒子各礦物質的構成比重。一般視土粒子的比重為２〃６５。 表－２〃３ 自然狀態土的間隙率、間隙比及單位體積重量
添加材料的作用
被注入的添加材料浸透到透水性高的開挖山體的土粒子之間，讓土粒子更加緊密的同時，會在切刃盤開挖面上形成添加材料的覆膜， 從而降低透水性。採用潛盾機工法的情況下，很難避免挖掘山體的鬆弛現象的發生。而透過向這些鬆弛領域浸透添加材料，會提高開 挖面的穩定性，減少地面下沉等對地表面的影響，防止開挖面崩塌。 浸透了添加材料的山體，在挖掘開挖面及排土過程中，被齒式切刃攪動並在土倉內被攪拌，減輕了砂，砂礫等土粒子之間的直接接觸， 將泥土改變為內部摩擦角小且有流動性的泥土。充滿於土倉內的土砂（泥土）一邊對抗開挖面的土壓，一邊透過螺旋運輸機等被排出 機外。
【解說】泥土壓潛盾機上的添加材料注入裝置，由添加材料注入泵，切刃盤及切刃盤土倉等上面設置的添加材料注入口等構成。注 入位置、注入口徑、注入口數量需要根據土質、潛盾徑、機械構造的不同等進行選擇。注入口被土砂堵塞的情況下，會使補修、清 掃等變得困難，因此最好採用防止堵塞的構造。
(三) 〃土压式潜盾机(3/7)
切刃齒的磨損
泥屑灰岩(泥岩)6） 粉質粘土
地下水壓 地下水壓 地下水壓
地下水壓 地下水壓 地下水壓
砂 混砂 質 鬆散砂 土 緊固砂 鬆散砂礫 砂 礫 緊固砂礫 卵 混有卵石 石 的砂礫 巨礫· 卵石
細粒成分含有量 細粒成分含有量 細粒成分含有量
地下水壓 地下水壓 地下水壓 地下水壓
切刃齒規格*3 切刃齒規格*2 礫石的粉碎*3
部分開放型
圖－１〃１
１）土質適應性表-2.1上表示土木學會的選定基準
潛盾機類型 土層 土 質 沖 腐植土 積 粉土· 粘土 粘 性 砂質粉土· 土 砂質粘土
洪 積 粘 性 土 粘砂土· 粘土 砂質粘砂土· 砂質粘土 因挖掘土砂而閉塞 因挖掘土砂而閉塞 因挖掘土砂而閉塞 因挖掘土砂而閉塞
切刃齒的磨損
表－2〃１
(二)〃盾构机类型和土质（2/2）
２） 从施工方式和施工性上对潜盾机工法（泥水式，土压式）进行比较如表－２．２。
泥水式潛盾機 施 工 方 式 開挖面的穩定機構 井內碎石碴搬送 棄土處理 方向控制 泥水壓 流體搬送 二次處理部分作為工業廢棄物處理 二次處理部分作為工業廢棄物處理 摩擦阻力小，易於控制方向 土壓式潛盾機 由挖掘土砂的塑性 流動性的土壓 螺旋運輸機＋皮帶式運輸機＋棄碴車 螺旋運輸機＋泵加壓 根據性狀作為工業廢棄物處理 需要較大的推力
ｈБайду номын сангаас
Ｖ
Ｌ
圖－２〃５ 透水試驗概略圖
表－２〃６表示的是土粒子各種混合狀態的透水係數的概略值。
透水係數 的選擇 透水性 土粒子的 混合狀態
根據日本統一土 質分類法所作的 分類符號
大
中度
純淨的砂子、純淨的 砂子與礫石的混合土
小
非常小
實質上不透水 不透水性的土（未風 化的均質的粘土）
純淨的礫石
微細砂、粉土、砂· 粉土· 粘土 的混合土、層狀粘土等
或
粒度分級，粒度不好
５） 标准贯入试验
作为推测砂地面强度的指标，根据标准贯入试验所得的Ｎ值是最重要的。标准贯入试验的方法是，如图－２．４所 示，在钻杆的前端安装直径为５．１cm长度为８１cm的取样器（采取取样用的管子），让６３．５kg的锤子从７ ５cm高的高处落下，冲击头以将取样器贯入地中。用这种方法先打入１５cm后，再向地中贯入３０cm所需要的打 击次数称为Ｎ值。
滑車 旋鈕 錘子（63.5ｋｇ） 卷吊錘子用的牽索 卷吊旋鈕用的牵索 架子 衝擊頭 鑽探機械 錐輪或提升筒
落下高度 ７５ｃｍ
約５ｍ
驅動管或套筒 鑽桿
鑽孔７５ｍｍ左右
標準貫入試驗用取樣器 規定貫入量３０ｃｍ
圖－２〃４ 標準貫入試驗略圖
６） 土的透水係數
达尔西法则 地下水等受到重力而发生的流动性受土的透水性的影响。 根据达乐西理论，在图２〃１－８中，上流河的水位与下流侧的水位的差（ｈ）， 和造成此水位差的土质试料的长度（Ｌ）以及水流过试料的平均流速（Ｖ）之间存在如下关系。 Ｖ＝ｋ・ｈ／Ｌ＝ｋ・ｉ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・（公式２〃１－１４） 式中，透水系数（ｋ）的单位用ｃｍ／ｓ表示，ｉ称为水位梯度。 (1)
土的種類
１ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９ 砂 均等，鬆弛 砂 均等，密實 砂 混合，鬆弛 砂 混合，密實 粘土（成冰）軟 粘土（成冰）硬 粘土（有機質少）軟 粘土（有機質多）軟 白皂土 軟
間隙率
間隙比
含水比
單位重量
表－２〃４ 砂質土的飽和度
表－２〃５ 土內各礦物質的構成比重
土的狀態
乾燥 稍濕 潮濕 非常濕 濕透 飽和
比泥水大 挖掘負載大，磨損量較大 以隔牆內土壓擋土 透過推力和排土量管理 比泥水式小 土砂飛揚、有粉塵 清碴車的對策 進度受土砂運出能力的限制
表－２〃２ 潛盾機施工法的比較
３）土在自然状态下各数值例
２）土的工學性性質 土的工學性性質，根據土中所包含的土粒子、水、空氣的組 成成分的多少而有顯著不同，因此我們使用如下常數來判斷土 的工學性性質。
空氣 孔 隙 水 ＶＶ ＶＷ Ｖ 土粒子
ＶＡ
空氣
ＷＡ
(4) 飽和度（Ｓγ） （百分比）
水
(5) (土的)濕重（γｔ） ：
ＷＷ
Ｗ
γｔ＝Ｗ／Ｖ＝（Ｗｓ＋Ｗｗ）／Ｖ (6) (土的)干單位重（ γｄ）
ＶＳ
γｄ＝Ｗｓ／Ｖ
土粒子
ＷＳ
(7) (土的)飽和容重（ γｓａｔ）： γｓａｔ＝（Ｇｓ＋ｅ）・ γｗ／（１＋ ｅ）
１）土的组成 土由固体、液体及气体形成。 一般来说，如图－２－１所示，在土粒子的周围有孔隙，这 些孔隙由空气和水所占据。
另外，在土質工學上，除了特殊的情況以後，認為 土粒子和
水是非壓縮性的。
(1) 孔隙比（ｅ） ： ｅ (2) 孔隙率（n） 比） (3) 干土含水量（ｗ) ：Ｗ ＝１００× Ｗｗ／Ｗｓ ：Ｓγ＝１００× Ｖｗ／Ｖｖ （百分比） ： ｎ ＝Ｖｖ／Ｖｓ ＝１００× Ｖｖ／Ｖ（百分
【解說】土壓式潛盾機系統由如下所示的①至⑤構成。 ① 挖掘推進機構。挖掘山體後，根據需要注入的添加劑與土砂進行攪拌，混煉，使其具有塑性流動性。 ② 添加劑注入機構（泥土壓潛盾機的情況下） ③ 切刃盤、撹拌葉片、固定葉片構成的混煉機構 ④ 開挖面穩定機構由以下組成：使挖掘出的土充滿與開挖面之間的空間、並對其加壓形成密閉構造的隔水牆，按照潛盾機的推進量 連續排出相適宜的土量，並使開挖面土壓力與切刃盤土倉內的泥土壓力達到平衡的螺旋運輸機等的排土機構及其控制機構等組成。 ⑤ 挖掘土運設備。將挖掘出的土砂運出到地面。 這些系統之間有著密切的關係，需要具有適應各種變化的能力，各項功能必頇平衡地發揮作用。 另外，需要事前探討好管理方法
(二)〃盾构机类型和土质(1/2)
密閉型 土壓式 土 Ｎ值 適合性 壓 留意點 開放型 泥水式
適合性
泥土壓
適合性
手挖式
適合性
半機械挖掘式
適合性 留意點
機械挖掘式
適合性
留意點
地面變化情況
留意點
地面變化情況
留意點 地面變化情況 地面變化情況 地面變化情況
留意點
地面變化情況
地面變化情況
因挖掘土砂而閉塞
挖掘機械
【解說】土壓式潛盾機的開挖面的穩定透過以下等的綜合作用實現。 ① ② ③ 透過泥土壓對抗土壓及水壓 透過螺旋傳輸機等排土機構調整排土量 為了保持泥土具有適當的流動性，根據需要調整排土量。
第115條 添加材料的注入裝置 添加材料注入裝置必頇能夠將充分的量注入到適當的位置，以促進挖掘土砂的塑性流動。 （摘自《隧道標準規範（潛盾施工法編）同一解釋》）
① 有效径（Ｄ１０）
70
60 50 40 30 20 10 0 0.001 0.005 0.01 0.05 0.1 0.5 1.0 5.0 10.0
Ｄ１０
Ｄ３０ Ｄ６
０
判定條件
粒度好
粒径 50.0 （mm）
判定
粒度均等，粒度不好
膠體
0.001
粘土
0.005
粉沙
0.075
砂
2.0
礫
圖－２〃３ 粒徑加積曲
250μm 100 90 80
加積透過率（％）
： 是指透过百分率相 当于 １０％的粒径，也称为有效粒径。 ② 平均径（Ｄ５０） ： 是指透过百分率相 当于５０％的粒径，也称为平均 粒径。 ③ 均等系数（Ｕｃ）： 设透过百分率为６０％的粒径为 Ｄ６０，则Ｕｃ用下面公式表示。 53mm Ｕｃ＝Ｄ６０／Ｄ１０ 均等系数表示的是粒径加积曲线的倾斜度。 另外，从日本统一土质分类上，如下决定判断粒土 分布的良否。
挖掘作業的安全性*4
地下水壓
地下水壓 地下水壓
地下水壓*5 地下水壓*5
地下水壓
地下水壓
切刃齒· 面板的磨損*4 切刃齒· 面板的磨損*4
地下水壓 螺旋運輸機 的規格*1 切刃齒規格*2
·
礫石的粉碎*4
注 1）適合性的符號如下。 ○：原則上適合土質條件。 △：適用時需要輔助工法，要探討一下輔助機構等。 × ：原則上不適合土質條件。 ２）開放型潛盾機多與壓氣工法並用，但關於可否適用需要研討。 ３）封閉式潛盾機因適用土質限於沖積粘性土，更加受到限定，並且會使地面發生變化等，最近已不適用，從物件中去除了。 ４）Ｎ值表示的是各土質的大致標準。 ５）留意點表示的是適合性為△的情況下，與地面· 類型相關的最重要項目。未能列在最重要項目中的內容，則加上“·”標記，同樣表示為應留意的事項。 例如，*1：切刃齒· 面板的磨損· 切刃齒規格，*2：螺旋運輸機規格，*3：泥漿對策，*4：地下水壓，*5：超挖量 ６）泥岩在這裡是指泥屑灰岩這種強度低的土質。