大直径盾构土压、泥水对比.docx

新建超大直径盾构隧道下穿既有大型桥梁的影响研究全蹇

新建超大直径盾构隧道下穿既有大型桥梁的影响研究全蹇发布时间：2023-06-05T12:52:29.832Z 来源：《工程建设标准化》2023年6期作者：全蹇[导读] 为研究新建超大直径盾构隧道下穿大型桥梁的影响及有效的工程措施，以某超大直径盾构隧道为依托，对新建超大直径盾构隧道下穿大型桥梁施工过程进行数值分析计算。

对比分析不加固及加固后超大直径盾构下穿施工中对既有大型桥梁桩基及桥面结构的影响，并根据数值计算结果优化加固措施，定性分析穿越过程桥梁的位移发展。

采用试验段研究手段，从实际工程方面进一步研究穿越过程对既有桥梁的影响。

实施过程中，结合数值计算及试验研究结果采用自动化监测手段及安全储备措施进一步确保桥梁结构安全性及其耐久性。

上海建科工程咨询有限公司摘要：为研究新建超大直径盾构隧道下穿大型桥梁的影响及有效的工程措施，以某超大直径盾构隧道为依托，对新建超大直径盾构隧道下穿大型桥梁施工过程进行数值分析计算。

对比分析不加固及加固后超大直径盾构下穿施工中对既有大型桥梁桩基及桥面结构的影响，并根据数值计算结果优化加固措施，定性分析穿越过程桥梁的位移发展。

采用试验段研究手段，从实际工程方面进一步研究穿越过程对既有桥梁的影响。

实施过程中，结合数值计算及试验研究结果采用自动化监测手段及安全储备措施进一步确保桥梁结构安全性及其耐久性。

关键词：超大直径盾构隧道；大型桥梁；桩基；近距离；下穿1.引言近年来，随着城市不断发展，城市交通面临日益严重的拥堵现象，城市地下空间开发利用已经成为提高城市容量、缓解城市交通拥堵及提高城市品质的重要手段。

国内外许多城市已有建设地下交通体系，目前以轨道交通的形式为主，而地下快速路也是一个重要的发展方向。

作为地面交通的重要补充形式，建设地下快速路所需的投资更为庞大，同时由于地下空间资源及路由的稀缺，地下快速路的断面尺寸较大，线路不可避免地下穿既有桥梁、隧道等建构筑物。

实施过程中，将对既有建构筑物的结构安全及耐久性造成影响。

成都地铁盾构4标段泥水与土压两种盾构机的适应性分析讲解

现代隧道技术成都地铁盾构4标段泥水与土压两种盾构机的适应性分析文章编号：1009-6582（2010）06-0057-05 MODERNTUNNELLINGTECHNOLOGY成都地铁盾构4标段泥水与土压两种盾构机的适应性分析郭家庆（中铁隧道股份有限公司，河南新乡453000）摘要成都地铁盾构4标段是成都地铁一号线盾构施工试验段，为便于以后盾构机能更准确地选型，本试验段分别采用一台泥水盾构机与一台土压盾构机进行左右线的掘进。

通过对两台掘进机的适应性分析可以看出：泥水盾构的缺点是容易堵塞、出碴效率低、对地层完整性要求高、在含泥地层中容易封住开口、对进出洞密封要求高、施工中需要较大场地、施工成本高；优点是对地层扰动小、便于带压进舱。

土压平衡盾构的缺点是刀盘磨损严重、地表沉降控制难度高，带压进舱困难；优点是不受出碴限制、掘进速度快、便于维护、成本低。

施工实践证明：在地表要求不太严格的情况下适于用土压平衡盾构；在地表要求高、场地较大情况下，适合用泥水盾构。

关键词土压盾构机泥水盾构机成都地铁试验段适应性中图分类号：U455.43文献标识码：A1引言成都地铁盾构4标段是成都地铁一号线盾构施在桐梓林站—火车南站区间穿过电力调度中心4层楼房、机场立交桥、火车南站股道。

本标段内地表多为第四系全新人工填土覆盖，其下为全新统冲积层粘性土、粉土、砂土、卵石土，再其下为第四系上更新统冰水、冲积层（为卵石土夹砂层透镜体）；下伏基岩为白垩系上统灌口组紫红色泥岩。

据初勘钻探及探井揭露，漂石最大粒径为270工试验段，为了选出最适应成都地铁的盾构机型，本试验段选用了一台海瑞克泥水平衡盾构机和一台海瑞克土压平衡盾构机进行掘进。

本文主要内容是对这两种盾构机在成都地铁一号线盾构4标段的使用情况进行分析比较。

2工程概况成都地铁1号线盾构4标段起于省体育馆站南mm，一般含量为5%～10％，局部富集层高达20%~30%；漂石分布随机性较强，但主要分布于卵石层中下部，一般埋深大于6.5m。

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。

盾构构造与施工原理(土压与泥水)

二、盾构机的构成
盾构掘进机一般由盾构壳、推进千斤顶、正面支撑机构、挖土及运输组、衬砌拼装机构、液压系统、注浆系统和盾尾装置组成。
1、刀盘盾构机的刀盘是安装在盾构机前面的旋转部分。它是用于开挖岩土、切
削土层的主要部件，通过在刀盘上安装不同的刀具，就可分别完成软土和硬岩的开挖，以适应不同地质施工的要求。
19世纪末～20世纪初——城市隧道工程促进了闭胸式盾构的产生，盾构工法相继传入美国、日本、法国、德国等国家。
20世纪60年代至80年代——盾构工法迅速发展，完善了气压盾构、挤压（网格）盾构、插刀盾构、泥土加压盾构、泥水盾构等，盾构工法在地铁、市政隧道、公路隧道等的建设中得到广泛应用。
20世纪80年代至今——研制出了加气泡盾构，同时大直径盾构、异形断面盾构（方形、椭圆形、马蹄形等）、双圆盾构、三圆盾构等得到发展。
润滑油脂泵等）
二号台车（操作室、注浆罐、注浆泵等）三号台车（变频柜、膨润土系统、注浆系
皮带机泡沫发
注浆气
生器
动阀四三号号台台车车（（左左））
管片六五吊号号台台车车（（左左））
统液压站等）
四号台车（主配电柜、泡沫系统等）
喂片机
五号台车（循环水系统、主变压器、皮带
机驱动、出碴口等）
六号台车（空压机、储气罐、二次通风机、
刀具实物图
刮刀
贝壳刀
鱼尾刀
超挖刀
2、盾体
盾体的盾壳是一个用厚钢板焊接成的圆柱筒体，厚度为45mm, 是承受地下水压、土压力、盾构千斤顶的推力、管片拼装时的附加力及各种施工载荷的承力钢结构，同时也保护操作人员安全。
盾体内的主要结构部件包括刀盘驱动马达、人闸、推进油缸、铰接油缸等。

超大直径泥水平衡盾构掘进进度分析

超大直径泥水平衡盾构掘进进度分析摘要：超大直径泥水平衡盾构掘进效率由正常工况效率和非正常工况延误两部分组成，其中正常工况效率包括盾构掘进效率、管片拼装效率和后配套设备补给效率，非正常工况延误又包括盾构机械故障、盾构电器故障和后配套设备延误。

上海长江路越江隧道和虹梅南路越江隧道为背景，针对这六部分的实际作业时间进行采集分析，对影响效率的因素提出优化建议。

为今后的类似超大、超长隧道工程盾构掘进的施工工艺提供一定的参考价值。

关键词：盾构；影响效率；优化建议1、引言自从1994年第一台直径超过14m的盾构机（直径14.14m）在日本东京湾隧道工程中得到应用，在二十余年的发展过程中，超大直径盾构，尤其是超大直径泥水平衡盾构由于通用性强的特点，得到了越来越多的重视与应用。

常规情况下，超大直径泥水平衡盾构在始发井内安装调试完成后，通过出洞密封装置穿越加固区，在完成前100~200m的试掘进任务后，开始标准段的持续掘进，通过盾构拼环、掘进以及再拼环等持续作业，最终进入接收井，完成整条隧道的掘进施工。

圆隧道土建施工包含盾构掘进施工，隧道内部结构施工等。

隧道施工采用泥水平衡盾构机，由始发井向接收井掘进施工。

（见图1）图1：隧道平面图影响盾构机使用效率的主要因素是盾构掘进效率、管片拼装效率和后配套设备补给效率，非正常工况延误又包括盾构机械故障、盾构电器故障和后配套设备延误等，以及各工作面之间的衔接延误。

（见图2）图2：影响盾构机使用效率因素泥水平衡盾构机集机械、电子、液压、通信等技术于一体，技术复杂，结构庞大，集掘进、拼装、运输、维保、泥水处理、监测、测量等于一身，是工厂化的隧道掘进流水线。

为了达到有效及正确的工程统筹，充分发挥设备的先进效能和最大限度地满足工程需求是极为重要的，科学合理的场地布置，具有前瞻性的施工组织设计、严格的现场施工管理和盾构掘进的正确使用方式、持续的保养，严谨周密的监控及及时的维修。

以下主要以上海长江路越江隧道和虹梅南路越江隧道为背景，针对实际作业时间进行采集分析。

土压平衡盾构机与泥水平衡盾构机比较

型号 (直径)
年份
RME375SE (9.53 m)
1992
刀盘动力
(kW)
最大扭矩
脱困扭矩
(tonne•meters) (tonne•meters)
脱困扭矩与刀盘表面积比
率
(tonne•meters/m2)
1800
1089
1395
19.6
RME386SE (9.80 m)
1996
1800
1934
泥水盾构
•需要一个泥水分离厂 •围岩比较稳定的情况下不能掘进（有一定的局限性）
•需要的工地规模更大
土压平衡盾构 vs. 泥水盾构
土压平衡盾构
•运营成本更低 •土仓压力需在隧道推进前进行计算并设定 •对刀盘扭矩需求较大 •对刀盘动力需求较大 •渣土直接暴露在隧道中，会对隧道产生污染 •能够应付较大直径的漂石
EPB 传感器
监测刀盘土仓内压力
膨润土发泡系统
快速膨润土注射系统
PLC 控制系统
从EPB传感器读取数据并向膨润土箱发送命令
带压膨润土箱
从PLC接受信号并将膨润土注射到刀盘土仓内
泥水盾构
•整体构造简洁，有利于学习，操作及维护
•整体构造复杂（相对于学习，操作及维护）
•适用地质范围更广
•对地质要求更严格
•对渣土改良材料需求量更少
•需要额外的添加剂
•对于掌停面的塌陷量可以控制
•掌停面一旦塌陷，塌陷量相当大
土压平衡盾构 vs. 泥水盾构
土压平衡盾构
•出渣及时 •围岩比较稳定的情况下能够掘进 •总装和始发需求空间较小 •对环境的影响更小

成都地铁盾构4标段泥水与土压两种盾构机的适应性分析讲解

现代隧道技术成都地铁盾构4标段泥水与土压两种盾构机的适应性分析文章编号：1009-6582（2010）06-0057-05 MODERNTUNNELLINGTECHNOLOGY成都地铁盾构4标段泥水与土压两种盾构机的适应性分析郭家庆（中铁隧道股份有限公司，河南新乡453000）摘要成都地铁盾构4标段是成都地铁一号线盾构施工试验段，为便于以后盾构机能更准确地选型，本试验段分别采用一台泥水盾构机与一台土压盾构机进行左右线的掘进。

通过对两台掘进机的适应性分析可以看出：泥水盾构的缺点是容易堵塞、出碴效率低、对地层完整性要求高、在含泥地层中容易封住开口、对进出洞密封要求高、施工中需要较大场地、施工成本高；优点是对地层扰动小、便于带压进舱。

土压平衡盾构的缺点是刀盘磨损严重、地表沉降控制难度高，带压进舱困难；优点是不受出碴限制、掘进速度快、便于维护、成本低。

施工实践证明：在地表要求不太严格的情况下适于用土压平衡盾构；在地表要求高、场地较大情况下，适合用泥水盾构。

关键词土压盾构机泥水盾构机成都地铁试验段适应性中图分类号：U455.43文献标识码：A1引言成都地铁盾构4标段是成都地铁一号线盾构施在桐梓林站—火车南站区间穿过电力调度中心4层楼房、机场立交桥、火车南站股道。

本标段内地表多为第四系全新人工填土覆盖，其下为全新统冲积层粘性土、粉土、砂土、卵石土，再其下为第四系上更新统冰水、冲积层（为卵石土夹砂层透镜体）；下伏基岩为白垩系上统灌口组紫红色泥岩。

据初勘钻探及探井揭露，漂石最大粒径为270工试验段，为了选出最适应成都地铁的盾构机型，本试验段选用了一台海瑞克泥水平衡盾构机和一台海瑞克土压平衡盾构机进行掘进。

本文主要内容是对这两种盾构机在成都地铁一号线盾构4标段的使用情况进行分析比较。

2工程概况成都地铁1号线盾构4标段起于省体育馆站南mm，一般含量为5%～10％，局部富集层高达20%~30%；漂石分布随机性较强，但主要分布于卵石层中下部，一般埋深大于6.5m。

土压平衡盾构机与泥水平衡盾构机比较 PPT

- 在护盾环面注射泥浆来填充空隙
掘进时出渣量的控制
• 矿车计数 • 即时称重系统 • 体积测定仪 • 利用伽马射线进行密度探测
EPB 高中等需要低中等简单快低
预定
SLURRY 低高
需要高大复杂
中等好自动
选择标准:
•地质条件
- 粒度分布 - 水压 - 隧道沿线的漂石及其他阻碍
•渣土改良添加剂和/或膨润土 •工地处理车间的可行性及空间 •渣土最终处理方式 •最终用户的经验及信心 •成本
大家应该也有点累了，稍作休息
•适用地质范围更广
•对地质要求更严格
•对渣土改良材料需求量更少
•对于掌停面的塌陷量可以控制
需要额外的添加剂
•掌停面一旦塌陷，塌陷量相当大
土压平衡盾构
•出渣及时
•围岩比较稳定的情况下能够掘进
•总装和始发需求空间较小
•对环境的影响更小
泥水盾构
•需要一个泥水分离厂
脱困扭矩与刀盘表面积比
率
(tonne•meters/m2)
1800
1089
1395
19.6
RME386SE (9.80 m)
1996
1800
1934
2166
28.7
RME370SE (9.40 m)
2000
2700
2056
2467
35.6
RME320SE (8.13 m)
2002
21001ຫໍສະໝຸດ 401959•围岩比较稳定的情况下不能掘进（有一定的局限性）
•需要的工地规模更大
土压平衡盾构
泥水盾构

土压盾构和泥水盾构施工工艺分析 PPT

分离站
调浆池
送泥泵
排泥泵
中继泵
泥水平衡盾构基本配置
➢泥水盾构主要由以下五大系统构成：一边利用刀盘挖掘整个开挖面、一边推进的盾构掘进系统；可调整泥浆物性，并将其送至开挖面，保持开挖面稳定的
泥水循环系统；综合管理送排泥状态、泥水压力及泥水处理设备运转状况
的综合管理系统；泥水分离处理系统；壁后同步注浆系统。
土压盾构和泥水盾构施工工艺分析比较
2018年8月25日
土压盾构机
土压平衡盾构的概念
➢土压平衡盾构是在机械式盾构的前部设置隔板，在刀盘的旋转作用下，刀具切削开挖面的泥土，破碎的泥土通过刀盘开口进入土舱，使土舱和排土用的螺旋输送机内充满切削下来的泥土，依靠盾构推进油缸的推力通过隔板给土舱内的土碴加压，使土压作用于开挖面以平衡开挖面的水土压力。
出。
一管理。
土压盾构施工的基本特点
泥水盾构施工的基本特点
土压盾构地质适应范围
➢土压平衡盾构主要适用于粉土、粉质粘土、淤泥质粉土、粉砂层等粘稠土壤的施工。该类型土壤在螺旋输送机内压缩形成防水土塞，使土舱和螺旋输送机内部产生土压力来平衡掌子面的土压力和水压力。
➢土压平衡盾构用开挖土料作为支撑开挖面稳定的介质，要求具有良好的塑性变形、软稠度、内摩擦角小及渗透率小。一般土壤不能完全满足这些特性，要进行改良。改良的方法通常为：加水、膨润土、粘土、CMC、聚合物和泡沫等，根据土质情况选用。
➢皮带输送机将渣土从螺旋输送机的出渣口运到渣车内。
泥水盾构机
泥水加压平衡盾构的概念
• 泥水加压平衡盾构（slurry pressure balance shield），简称 SPB盾构。是在机械式盾构的前部设置隔板，与刀盘之间形成泥水舱,开挖面的稳定是将泥浆送入泥水舱内，在开挖面上用泥浆形成不透水的泥膜，通过该泥膜的张力保持水压力，以平衡作用于开挖面的土压力和水压力。开挖的土砂以泥浆形式输送到地面，通过泥水处理设备进行分离，分离后的泥水进行质量调整，再输送到开挖面。

泥水盾构笔记

文献笔记一、土压平衡盾构与泥水平衡盾构的区别土压平衡盾构：土压平衡式盾构又称削土密闭式或泥土加压式盾构。

其施工方法是保持开挖面的稳定，在切削刀盘后面的密封腔内充满开挖下来的土砂，并保持一定土压力。

特点：施工中基本不使用土体加固等辅助施工措施，节省技术措施费，并对环境无污染；根据土压变化调整出土和盾构推进速度，易达到工作面的稳定，减少了地表变形；对掘进土量能形成自动控制管理，机械自动化程度高、施工速度快。

把土料(必要时添加泡沫等对土壤进行改良)作为稳定开挖面的介质，刀盘后隔板与开挖面之间形成泥土室，刀盘旋转开挖使泥土料增加，再由螺旋输料器旋转将土料运出，泥土室内土压可由刀盘旋转开挖速度和螺旋输出料器出土量(旋转速度)进行调节。

它又可细分为削土加压盾构、加水土压盾构、加泥土压盾构和复合土压盾构。

原理：土压平衡盾构掘进机是利用安装在盾构最前面的全断面切削刀盘，将正面土体切削下来进入刀盘后面的贮留密封仓内，并使舱内具有适当压力与开挖面水土压力平衡，以减少盾构推进对地层土体的扰动，从而控制地表沉降，在出土时由安装在密封仓下部的螺旋运输机向排土口连续的将土碴排出。

泥水平衡盾构：泥水式盾构机是通过加压泥水或泥浆(通常为膨润土悬浮液)来稳定开挖面，在机械式盾构的刀盘的后侧，其刀盘后面有一个密封隔板，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，开挖土料与泥浆混合由泥浆泵输送到洞外分离厂，经分离后泥浆重复使用。

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。

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。

特点：在易发生流砂的地层中能稳定开挖面，可在正常大气压下施工作业，无需用气压法施工；泥水压力传递速度快而均匀，开挖面平衡土压力的控制精度高，对开挖面周边土体的扰少，地面沉降量的控制精度高；盾构出土由泥水管道输送，速度快而连续；减少了电机车的运输量，施工进度快；刀具、刀盘磨损小，易于长距离盾构施工；刀盘所受扭矩小，更适合大直径隧道的施工；需要较大规模的泥水处理设备及设置泥水处理设备的场地。

大直径泥水气平衡盾构机的泥水环流处理应用分析

别形成土砂和泥水，再经过沉淀池沉淀后，将大颗粒的土砂排弃，回收含有微小颗粒的泥水，然后，将处理后泥水重新进入调整池并按施工要求加入新浆进行调整，再输送回盾构工作面，实现泥水循环。
上海隧道市域铁路 ST14050 盾构机 D234 泥水气平衡盾构在施工过程中，泥浆和空气充满泥水仓和气垫仓，通过调节气垫仓上部压力，在顶部充满压力，形成空气缓冲层，就可以调整开挖面的支撑压力，使泥水压力波动变小，支撑压力更加稳定，对地表控制更为有利。当盾构机正常推进时，操作人员控制送泥泵和排泥泵转速，使送泥流量与排泥流量基本相同，维持开挖面压力与地层的动态平衡。
艺 [J]. 电焊机 ,2013,43(3):6-12. [4] 李港志 , 祁凯 , 朱永飞等 .2507 超级双相不锈钢激光焊接接头
组织和力学性能研究 [J]. 江苏科技大学学报 ( 自然科学版 )， 2017,31(2):148-152. [5] 程巨强 , 李杰 , 弥国华等 .2507 超级双相不锈钢的组织、性能及其焊接工艺 [J]. 焊接技术 ,2014,43(3):24-28.
（2）掘进模式。掘进模式，用于盾构推进开挖时使用，泥浆可通过气垫舱进入泥水舱。在正常推进状态下，新浆液通过送泥泵由地面输送进泥水仓，以确保与开挖仓中刀盘切削下来的渣土混合，再通过排泥泵浆开仓内的混合泥浆输送到地面的泥水分离设备。
盾构机掘进时所使用的模式，不可在停机情况下直接切换，其切换顺序为：停机→旁路模式→掘进模式→盾构推进 →旁路模式→停机。
参考文献： [1] 朱相乾，钟志全 . 海瑞克和三菱泥水盾构环流系统之比较 [J].
建筑机械化，2013（2）：55. [2] 王小军，孙建敏．泥水盾构施工的环流管理 [J]．施工技术，

超大直径泥水盾构施工难点及技术分析

超大直径泥水盾构施工难点及技术分析摘要：超大直径盾构施工技术以其安全、高效的特点，在长大隧道施工中得到越来越广泛的应用。

但在穿越复杂地层掘进施工时，仍面临多项施工风险。

本文以实际工程为例，分析了超大直径泥水盾构施工的难点，以供相关人员的参考。

关键词：超大直径；泥水盾构；施工难点；施工技术1、工程概况盾构隧道穿越河流的宽度约为2600米，最小水深约为288m，最小水压为2.5kg/cm，最大土层厚度为1049米（0.7D）。

隧道穿越的主要地层为：填土和淤泥质粉质粘土、粉土、粉砂、粉细砂、砾砂、圆砾以及少量强风化粉砂质泥岩。

盾构穿越2672m强透水层（渗透系数达到10-2-10-3cm/s），占盾构段全长的88.4%。

该层为砾石与砾石的复合层。

刀具磨损严重，掘进艰难。

隧道全长1325米，占隧道总长度的43.8%。

盾构隧道内径13.30m，外径14.50m，厚度60cm。

每道环衬由10段组成，阔2m，管件按7个标准块、2个相邻块、1块封顶块，分为Z型Y型两片式。

管道设计强度为C60，防水等级为S12。

2、工程特点、难点及风险点该工程隧道几乎涵盖了所有其他典型盾构工程的所有困难和风险。

南京长江隧道工程是我国长江流域工程中难度最大、难度最大的地下工程。

南京长江隧道作为世界一流的渡江工程，面临着高风险、高挑战性的世界级难题，其特点主要体现在六个方面：“大”、“高”、“强”、“薄”、“长”、“险”。

“大”：即盾构直径超大。

盾构机直径14.93m，是世界上直径最大的盾构之一。

“高”：水土压力高达6.5kg/cm2，目前在同类盾构隧道中，国内首屈、世界之最。

“强”：隧道穿越的地层主要为渗透系数很高的强透水层，占隧道总长的70%以上。

“薄”：江底约150m长的冲槽段覆土厚度不足1倍洞径，最小埋深仅10.49m；始发段埋深仅5.5m（不足0.4D）。

“长”：在砂卵石层中连续掘进3000多米一次越江，相当于在粉粘土地层中掘进30公里、相当于地铁盾构连续掘进17公里。

土压盾构和泥水盾构施工工艺分析

的干扰少，地面沉降量的控制精度高
在易发生流砂的地层中能稳定开挖面，可在正常大气压下施工作业，无需用气压法
施工
刀具、刀盘磨损小，易于长距离盾构施工；刀盘所受扭矩小，更适合大直径隧道的施
中铁隧道集团二处有限公司
土压盾构和泥水盾构施工工艺分析比较 2018年8月25
日
土压盾构机
中铁隧道集团二处有限公司
土压平衡盾构的概念
➢ 土压平衡盾构是在机械式盾构的前部设置隔板，在刀盘的旋转作用下，刀具切削开挖面的泥土，破碎的泥土通过刀盘开口进入土舱，使土舱和排土用的螺旋输送机内充满切削下来的泥土，依靠中铁隧道集团二处有限公司
PM P P.1.1
P P.1.i P
M
V20
V19
V18
V21
M
PM P
P P.2.i P
V24
P.3
V22
V23
泥水处理分系统
泥水处理分系统的作用是将刀盘切削土砂形成的泥水进行颗粒分离。
选择泥水处理设备时，必须考虑两个方面： ①必须能有效地分离排泥浆中的泥土和水分； ②必须具有与推进速度相适应的处理能力。采用振动筛作为首道初级分离，振动筛的作
可调整泥浆物性，并将其送至开挖面，
保持开挖面稳定的
泥水循
环系统；
综合管理送排泥状态、泥水压力及泥水处理设备运转状况的综合管理系统；
泥水分离处理系统；
壁后同步注浆系统。
泥水平衡盾构泥水系统的组成
泥水盾构的泥水系统由四大部分组成 ⑴造浆分系统 ⑵泥水输送分系统 ⑶泥水处理分系统 ⑷泥水监控分系统
泥水输送分系统
泥水输送分系统将调整浆通过送泥泵与送泥管道输送至盾构泥水舱。