无水砂卵石地层盾构施工技术浅析
砂卵石地层盾构施工技术
砂卵石地层盾构施工技术摘要：砂卵石地层盾构施工风险较大，长距离穿越砂卵石地层，往往会产生刀盘刀具磨损严重，同时如出土量控制、背后注浆控制不当，会引起地面沉降，甚至塌陷等问题。
本文在北京地铁16号线某区间施工中采取了控制排土量、紧凑衔接各工序、及时同步注浆与二次补浆等控制措施，大大减小了土体沉降量，保证了施工安全。
关键词：砂卵石地层；盾构隧道施工1工程介绍北京地铁16号线苏州街站后停车线～苏州桥站区间为叠落区间，盾构机从苏州桥站北端始发，至苏州街站后施工横通道接收。
区间右线841.35米，左线长度841.484米。
右线埋深范围为13.6m~28.4m，左线埋深范围为21.6m~38m。
盾构穿越地层由上而下揭示的地层分别为：杂填土层、砂质粉土层、粉质粘土层、粉细砂层、卵石层、粉质粘土层。
盾构区间主要穿越卵石圆砾⑤层、粉质粘土⑥层、卵石圆砾⑦层。
卵石⑤层一般粒径10-30mm，最大粒径不小于300mm，粒径大于20mm的含量大于55%；卵石⑦层最大粒径不小于350mm，一般粒径15～25mm。
砂卵石在该区间的盾构掘进整个长度及断面范围内中占了约1/2，由于地层物理力学性质的特殊性，并且存在承压含水层，导致盾构在掘进过程中容易产生以下问题。
1)砂卵石地层具有相对较高的压缩模量及较大的内摩擦角，盾构在掘进过程中容易出现推力大、推进速度缓慢，进而引起盾壳及刀盘、刀具磨损，影响盾构施工的安全。
2)承压含水层中的盾构施工，由于地层含水量高，容易出现螺旋机喷涌，危及地面及周边环境安全。
2盾构设计上的调整2．1盾构壳体采用阶梯型原盾构壳体采用直筒型设计，即盾构的刀盘、切口环、支承环及盾尾的外直径相同。
此时盾壳及刀盘与周边的土体全面接触。
根据砂卵石层特点，盾构掘进的摩擦阻力明显增大。
为了减少盾壳与周边砂土的摩擦力，特将盾壳由原直筒型改造成前大后小的阶梯型，从而可将盾构穿越砂卵石的总推力控制在22000～35000kN,比原直筒型盾壳减少约30%。
盾构隧道无水砂卵石地层刀盘刀具改造技术——以北京地铁房山北延线四首区间工程为例
盾构隧道无水砂卵石地层刀盘刀具改造技术——以北京地铁房山北延线四首区间工程为例摘要：无水砂卵石地层由于结构松散，受盾构掘进影响自稳性较差，土压失稳时容易产生超排现象，造成较大的地面沉降，严重的甚至导致地面塌陷。
刀盘开口率及刀具的合理选用对土压稳定起着至关重要的作用，北京地铁房山北延线四首区间盾构隧道施工采用刀盘及刀具优化改造，实用效果显著，现将刀盘刀具改造的关键技术等阐述，为今后类似工程提供参考。
关键词：无水砂卵石地层；盾构施工；刀盘刀具改造1 工程概况北京地铁房山北延线，四环路站～首经贸站盾构区间出四环路站后下穿四环路，沿规划张新路向北延伸，至首都经贸大学东门处竖井吊出。
沿线设置R=1500m、R=2000m平面曲线以躲避新房子村机井等建构筑物。
张新路现状道路狭窄，道路西侧为刚建成国家法官学院，道路东侧为新房子村平房区；康辛路以北至看丹路两侧为首经贸大学校区及万年花城住宅区。
区间下穿南四环路、新房子棚户区部分平房、瓦房、马草河故道及新建桥梁等。
沿线重要地下管线有电力管沟、上水管、雨水管、污水管，盾构主要穿越地层为⑤层卵石、⑥层卵石、⑥3层圆砾，局部为⑤2层细砂、⑥2层粉细砂。
卵石层的密实度高，母岩成份以石英岩、砂岩及花岗岩等为主，其中粒径200mm～300mm约占20～28%，粒径300～400mm约占15～19%，粒径大于400mm约占11～15%。
2 盾构机刀盘及刀具的适应性改造2.1 刀盘优化改造本工程投入的盾构机是由小松（中国）投资有限公司生产土压式平衡盾构机（TM625PMM-14），在北京有丰富的施工履历，该盾构机出厂时，开口率为42%的幅板式刀盘，根据以往在类似地层的掘进经验，若盾构机采用开口率较小的幅板式刀盘在此种地层中掘进时，刀盘及刀具磨损非常严重，影响设备的合理使用寿命；刀盘掘进掌子面土体不易顺畅进入土仓，会使得前方的土体由于长时间挤压而使掌子面土体失稳，造成较大的地面沉降或隆起；刀盘扭矩过大，PLC控制保护系统启停过于频繁，尤其在通过风险源时，可能会产生更为严重的后果；刀盘中心位置易结泥饼，渣土改良会更加的不易控制而造成土压不稳的恶性循环。
浅析砂卵石地层盾构施工
浅析砂卵石地层盾构施工摘要高富水、高砂卵石含量地层由于其特殊地质条件，盾构施工中存在较大风险，控制超挖，是降低盾构施工风险的关键，文章针对施工存在的几个主要问题提出解决的办法。
关键词高富水、砂卵石地层；超挖控制；Abstract: Due to the special geological conditions of the high water-rich, high content of sand and gravel strata, there is a big risk in shield construction, and control of over break is the key to reduce the shield construction risk, articles propose solutions for several major construction.Key words: high water-rich sand and gravel strata; over break control;引言高富水、高砂卵石含量地层宜选用土压平衡盾构，泥水盾构已经证明在此地质条件下不适用。
由于地质条件的特殊性，盾构掘进过程中都均存在超挖现象。
如何提高盾构掘进过程中渣土的流动性、塑性，进而提高掘进速度，最终达到减少超挖之目的，对于超挖量大的地段提出采用顶管注浆的方式填充空隙，可以有效控制地表沉降，降低盾构施工风险。
同时对盾构刀盘刀具配置、注浆回填进行阐述，最后对盾构施工的进出洞及特殊地段沉降大问题提出了自己的看法，并给出解决的方法。
实践证明，可以有效提高盾构施工进度，降低盾构施工风险。
特殊地质盾构穿越砂卵石土层，土体透水性强、渗透系数大，地下水水量丰富，自稳性差。
现有盾构的适用性对某地砂卵石层的原始地质经过筛分实验与盾构的适用相比较(如图1，红色区域为成都砂卵石粒径范围)，从图中可以看出砂卵石地质不适用于土压平衡盾构施工，也不适用于泥水平衡盾构施工，但要想采用土压平衡盾构施工，必须采取有效的措施，使其渣土适用于土压平衡盾构施工。
砂卵石地层盾构下穿建筑物施工技术
砂卵石地层盾构下穿建筑物施工技术摘要：目前，国内城市轨道交通快速发展，盾构机因施工速度快、安全可靠、无污染等优势而得到广泛应用。
本文结合工程实例，介绍盾构机在复杂地层下穿越建筑群时采取的技术措施。
关键词：盾构机；下穿；建筑物；技术1．工程概况1.1工程范围火车南站～科华南路站区间隧道长约980m，两条单线隧道线间距12.00m～16.00m，最小曲线半径450m；隧道线路埋深为16.19m～28.54m，线路纵断面最大坡度为29‰。
1.2工程地质1.3水文情况本区间地下水主要有三种类型：一是赋存于填土层的上层滞水，二是第四系砂卵石层的孔隙水，三是基岩裂隙水。
卵石土层中孔隙水渗透性好，为强透水层，渗漏系数K=20m/d。
2.砂卵石地盾构下穿建筑物危险性分析2.1下穿建筑物情况介绍本标段盾构下穿建筑物众多，其中风险性较高的主要集中在火科区间盾构在砂卵石地层中连续下穿和平小区二期（1栋、2栋）、和平佳苑（1栋、2栋）、南铁新居（1栋、2栋、5栋）、和平小区四期（1栋、10栋）等9栋建筑物。
2.3风险性分析盾构掘进不可避免会造成地表沉降，在成都地铁特有的富水砂卵石地层中，由于砂卵石层在一定的条件下在较长时间内有一定的自稳能力，因此，沉降具有很强的滞后性。
所以防止滞后沉降是保护建筑物安全的一个重要手段。
根据实地调查该处9栋建筑物大部分为2002年左右时间建造，经过5.12大地震的影响，部分房屋出现了裂缝，部分楼层甚至出现了贯通缝隙，建筑物沉降控制标准要求较高。
隧道在该处平面为R=450m的曲线，曲线半径小，盾构在砂卵石地层中，由于在掘进过程中会对地层产生扰动，可能造成地表建筑物沉降、开裂、倾斜，直接影响到地面建筑物正常、安全使用，对建筑物内工作人员或周边人群的生活秩序、人身安全、财产安全造成一定危害。
所以盾构下穿风险性极高，判定为重大危险源。
3、盾构下穿房屋施工流程及过程控制3.1盾构下穿房屋施工流程图图3-1 盾构下穿房屋施工流程图3.2下穿前技术准备工作（1）地质补勘盾构下穿建筑物群前，对该段地层进行地质补勘，通过与原地勘资料相比，地质基本相同，无地层突变带。
例析砂卵石地层盾构施工
例析砂卵石地层盾构施工引言：成都地铁采用盾构法施工已经多年了，盾构掘进技术有所突破，但在复杂地质条件下盾构掘进超方现象还是时有发生，导致地表产生塌陷风险。
成都地铁4号线二期西延线土建6标1队盾构施工区域，大粒径漂卵石地层土压平衡盾构掘进过程进行压力控制，掘进参数摸索制定、渣土改良、降低超方、移动围挡等，确保地表安全。
一、工程概况成都地铁4号线二期工程土建6标1队盾构施工主要工程数量有：1#盾构井～凤溪站～南熏大道站～光华公园站区间，左线区间长2126.408m，右线区间长2110.577m，盾构掘进总长度为4236.985m。
盾构施工顺序为：凤溪站→南熏大道站→光华公园站；凤溪站→1#盾构井。
盾构区间隧道施工顺序图成都地铁4号线二期工程土建6标1队盾构施工区域难度大，很具有代表性的是凤溪站～南熏大道站盾构区间，凤南区间全长878m，起于南熏大道二段与向阳大道交叉口西侧，沿南熏大道二段、上林宽境右侧绿化带、光华大道三段下方穿行至南熏大道站。
区间下穿凤溪河渠及多处雨污水管线，旁穿中国人民武装警察部队水电第九支队、中国人民武装警察部队水电第十支队、柳城谊苑和上林宽境等多处商住区。
正线线路共4处曲线，最小曲线半径为300m，最大为400m，纵断面采用“V”型節能坡型式，最大纵坡25‰，最小纵坡2‰，区间最小埋深约9.7m，最大埋深约15.5m。
区间左线在ZDK20+366.024=ZDK20+350.000设16.024m长链，区间隧道右线全长862.299m，左线全长878.324m。
联络通道兼泵房设置于ZDK20+281.000，覆土约15.8m，采用矿山法施工。
管片衬砌环宽1500mm和1200mm，外径Φ6000mm、内径Φ5400mm、厚度300mm，C50混凝土、6块/环分块形式，错缝拼装。
二、工程地质及水文地质情况盾构区间主要穿越〈2-9-2〉中密卵石土、〈2-9-3〉密实卵石土和〈3-8-3〉密实卵石土地地层，漂卵石含量70～90%，卵石粒径一般为20～200mm，漂石含量根据探坑揭示含10～25%，漂石粒径集中在200～300mm ，凤南区间大于300mm粒径漂石含2～5%（体积比），漂卵石抗压强度41～299MPa。
浅谈砂卵石地层大直径土压平衡盾构机施工技术
浅谈砂卵石地层大直径土压平衡盾构机施工技术摘要：通过成都地铁17号线黄石～市五医院区间砂卵石地层条件下大直径土压平衡盾构机掘进的施工控制技术研究，结合以往工程施工经验，从盾构机选型到掘进速度、推力、刀盘扭矩、出渣量、同步注浆及土仓压力控制等方面提出了相关建议，详细分析了盾构关键掘进参数协调控制技术和注意事项，以实现掌子面的稳定从而确保盾构安全、高效掘进。
同时对施工过程中遇到的下穿高速公路、河道、厂房等重特大危险源所出现的问题及应对措施进行了认真分析，可为今后同类地层盾构掘进提供借鉴。
关键词：地铁隧道；成都砂卵石地层；大直径土压平衡盾构；参数协调控制；管片拼装缺陷；滞后不均匀沉降Talking about the Construction Technology of Large Diameter Earth Pressure Balance Shield Machine in Sandy Cobble GroundLi Shaocheng（China Communications Third Navigation Administration Third Engineering Co.，Ltd.，Nanjing 210001，China）Abstract：cording to the construction characteristics of large-diameter earth pressure balance shield machine under the conditions of yellow to urban sand-pebble stratum in the first phase of Chengdu Metro Line 17，according to the previous construction experience and shield material test ratio and related research materials，Shield machine selection to the excavation speed，thrust，cutter torque，slag volume，synchronous grouting and soil pressure control，etc.，detailed analysis of the shield key control parameters coordination control technology and related precautions to achieve the face The stability ensures a safe and efficienttunneling.From the aspects of construction difficulties，equipment failures and countermeasures，the construction of the heavy-duty risk source under construction and the assembly defects of tunnel inner segment，small radius curve section excavation，delayed settlement and other construction problems are analyzed.Solved to better control the quality of the entire project.Key words：subway tunnel；Chengdu sand and gravel stratum；large diameter earth pressure balance shield；parameter coordinated control；small radius curve；segment assembly defect；hysteresis uneven settlement引言成都地铁盾构在砂卵石地层掘进时易出现刀盘刀具磨损、刀盘及螺机卡机等常见故障现象和滞后沉降等控制难点。
【VIP专享】浅谈砂卵石地层盾构施工技术
浅谈盾构法隧道施工技术应用措施 摘要：本文笔者结合工程实例,介绍其设计和施工要点、土压平衡盾构技术、盾构隧道管片衬砌结构的截面内力计算、盾构刀具与欠压推进处理技术等。
关键词：地铁工程，隧道施工，砂卵石地层，盾构法 1引言 砂卵石地层是一种典型的力学不稳定地层,在无水状态下,颗粒之间点对点传力,地层反应灵敏,刀盘旋转切削时,刀盘与卵石层接触压力不等,导致刀头震动,在顶进力作用下易产生坍塌,引起围岩扰动和地层变形。
当围岩中的砾卵石越多、粒径越大时,扰动就越大;当隧道顶部大块卵石剥落时,极易引起上覆地层的突然沉陷。
2工程概况 广州市轨道交通三号线北延段施工区间2标盾构工程位于广州市白云山东侧，线路从春兰花园（南方医院站南端）向南沿广州大道北路行进，区间中部穿越梅宾街私人住宅楼群，到达怡新花园大门（梅花园站北端）；区间起止里程为Y（Z）DK-3-725.600～Y（Z）DK-2-544.300，右线隧道全长1181.3m，隧道埋深约20～26m，最大纵坡6‰。
3砂卵石地层盾构施工难点 3.1隧道开挖面稳定性控制问题 在砂卵石地层未受扰动情况下,土层颗粒倚靠直角的摩擦咬合作用维持区域土体稳定,盾构在砂卵石地层掘进过程中若开挖面压力不足,或大块卵石并排排出时,或螺旋输送机的排土量大于刀盘切削土量,在刀盘前上方会产生较大的空洞区域,卵石或砾石将相继松动,快速在开挖面上方引起较大的塌落区,继而使得上覆砂性土和粘性土层产生的松动范围加大,在隧道上方土层较薄处将引起较大的地表沉降。
如果上覆土体的抗剪强度较低,还会引起空区上方土体突然冒落,产生砂卵石地层盾构隧道开挖面失稳现象。
3.2盾构机密封舱土压平衡问题 盾构机密封舱内建立土压平衡比较困难,甚至实现不了土压平衡的功能,因为,砂卵石地层易坍塌,不易保持开挖面的稳定;大粒径砂卵石不但切削或破碎难,而且切削下来的碴土经螺旋输送机向外排出也十分困难。
砂卵石处于密封舱内,螺旋输送机内以及盾构周围,对盾构机的扰动,振动很大,不利于掘进参数的调整,包括推进千斤顶的压力,螺旋输送机的转速及排土门的开度,盾构机位置及姿态控制等。
无水砂卵石地层土压平衡盾构施工泡沫应用技术
无水砂卵石地层土压平衡盾构施工泡沫应用技术无水砂卵石地层是盾构施工中常遇到的一种情况，因其特殊性质和困难施工性质，需要特别的施工技术来解决。
本文将深入探讨无水砂卵石地层中泡沫应用技术在盾构施工中的应用。
一、无水砂卵石地层特性及挑战无水砂卵石地层通常是指土层中含有大量的砂粒和卵石，缺乏黏性土或可塑性土的地层。
无水砂卵石地层的特点有以下几个方面：1. 高砂含量：无水砂卵石地层中砂的含量很高，砂粒之间缺乏粘结作用，导致其整体性能较差。
2. 粒径分布广泛：无水砂卵石地层中卵石的粒径分布广泛，从小到大变化较大，形状也不规则，使得施工难度增加。
3. 水分含量低：由于土层中缺乏黏性土，水分在土层中较少，使得土层在施工过程中易产生散移，无法形成稳定的保护圈。
无水砂卵石地层的施工对盾构机械设备和施工工艺都提出了很高的要求，尤其是在土压平衡盾构施工中，更需要采取特殊的技术手段来解决这些问题。
二、泡沫应用技术在无水砂卵石地层中的作用泡沫是由泡沫发生器产生的一种具有稳定性和流动性的气泡溶液，其主要成分是水和空气。
在无水砂卵石地层中，引入泡沫可以使得土层获得更好的可变性和稳定性。
具体来说，泡沫应用技术可以在以下几个方面发挥作用：1. 土层软化：泡沫可以通过填充空隙和增加土层的可变性，使得土层变得更加柔软，减少砂粒之间的摩擦力。
这样可以降低盾构机械在推进过程中的推力，并减少施工中挖进破碎带的发生。
2. 土层排水：无水砂卵石地层的土层水分含量较低，容易造成泥浆液化和泥浆泄漏。
在此情况下，引入泡沫可以通过填充空隙和改善土层的排水性能，减少泥浆泄漏的风险。
3. 土层稳定：泡沫可以通过填充空隙和提高土体的黏性，使得土层变得更加稳定。
这样，可以降低地层的松动和坍塌风险，并提高施工的安全性。
4. 起距和推进控制：泡沫的引入可以对盾构的起距和推进过程进行有效控制。
通过调整泡沫浓度和气压，可以控制土层的可变性和稳定性，保证盾构机械的正常推进。
北京地铁无水砂卵石地层盾构施工技术难点及施工对策研究
・
隧 道／地 下 工 程 ・
北京地铁无水砂 卵石地层盾构施工 技 术 难 点 及 施 工 对 策 研 究
王 岩 ，钱 新 ，李 呖 ， 薛建 领 ， 闰 雷
（ 北 京 住 总 市 政 工 程 有 限 责 任 公 司 ，北 京 １ ０ ０ ０ ２ ９ ）
摘
要： 针 对 土 压 平 衡 盾 构 在 砂 卵石 地层 掘 进 中经 常 出现 土 压 建 立 困难 ， 刀 盘 推 力与 扭 矩 大且 磨 损 严 重 ， 经 常 出现
就 盖挖 逆作 设计 与 施工 的部 分 问题 ， 提 供 一 些 个 人 看
［ ２ ］ Ｊ Ｇ Ｊ ９ ４ －２ ０ ０ ８ ， 建筑桩基技术规范 ［ Ｓ ］ ．
【 ３ ］ Ｇ Ｂ ５ ０ １ ５ ７ —２ ０ Ｏ ３ ， 地铁设计规范［ Ｓ ］ ． ［ ４ ］ 刘 昌辉 ， 时红莲． 基础工 程学 ［ Ｍ］ ． 武汉： 中国地 质大学 出版 社 ，
（ Ｅ Ｐ Ｂ Ｍ ）ｔ ｕ ｎ ｎ ｅ ｌ ｉ ｎ ｇ ｉ ｎ ａ ｓ ａ ｎ ｄ ｙ ｇ ｒ ａ ｖ ｅ ｌ ｓ ｔ ｒ ａ ｔ ｕ ｍ．Ｍｏ ｒ ｅ ｏ ｖ ｅ ｒ ，ｂ ｅ ｃ ａ ｕ ｓ ｅ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｗ ｅ ｒ ｅ ｆ ａ ｒ ｔ ｏ ｏ ｓ ｔ ｒ ｏ ｎ ｇ ｔ ｈ ｒ ｕ ｓ ｔ ｆ ｏ ｒ ｃ ｅ
中图分类号 ： Ｕ ２ ３ １ ． ３ ； Ｕ ４ ５ ５ ． ４ ３
无水砂卵石地层盾构施工常压开仓刀盘改造技术
!；轨道交通与地下工程Track Traffic&Underground Engineering无水砂卵石地层盾构施工常压开仓刀盘改造技术马海燕，郑永军（北京城乡建设集团有限责任公司，北京100079）摘要：土压平衡盾构机的刀盘开口率直接影响着盾构施工过程中的渣土排放率以及开挖面压力平衡情况。
某输变电工程采用盾构法施工，在掘进过程中出现盾构机刀盘扭矩过大、过载频繁、掘进速度慢、刀盘磨损严重、泡沫和膨润土用量增大、渣土含水量增大、千斤顶推力增大、排出渣土变热等现象。
经过咨询专家，查找、分析原因，确定上述问题是由于刀盘开口率低，破碎的渣土未能及时进入土仓，固结在刀具、辐条等部位形成泥饼而导致的。
项目部及时对盾构机刀盘进行改造，增大刀盘开口率，解决了上述问题，刀盘改造的成功经验可以为类似工程提供借鉴。
关键词：盾构；刀盘改造；常压开仓；无水砂卵石中图分类号：U455.43文献标志码：B文章编号:1009-7767（2019）04-0154-04Technology of Cutter Head Modification for Ordinary Pressure Opening of Shield Machine in Anhydrous Sandy Cobble StratumMa Haiyan,Zheng Yongjun盾构机刀盘开口率是指刀盘开口区域面积占刀盘总面积的百分比。
这部分留空区域，是切削下来渣土的运输通道。
渣土脱离土体后，在重力及刀具刮削作用下，沿刀盘开口流动到土仓，经过搅拌后，从土仓底部的螺旋输送机排出。
刀盘开口率的大小对应的是渣土的排放效率，若取值过小，破碎（切削）的渣土不能及时进入土仓，滞留在刀盘前方随刀盘做摩擦运动，随着温度升高，渣土会固结在刀具、辐条等部位形成泥饼。
因此，在结构强度允许的情况下，刀盘开口率应尽可能取较大值。
复合地层、硬岩地层等需要布置大量刀具的地层要配置小开口率的刀盘，一般为10%〜35%；均一性较好的软土地层、砂层、黏土层、砂卵石地层等要配置大开口率的刀盘，一般为40%~75%。
砂卵石地层盾构隧道施工工法
砂卵石地层盾构隧道施工工法一、前言隧道通常是道路、铁路等重要交通建设的基础设施，盾构隧道作为一种新兴的隧道施工技术，越来越受到开发商的青睐。
作为盾构隧道施工技术的一种工法，砂卵石地层盾构隧道施工工法因其适应性强、施工效率高、节能环保等优点，成为盾构隧道建筑工程的热门技术之一。
二、工法特点砂卵石地层是指土层中混杂有不同粒径的砾石以及小到泥沙粒子的土层，这种地质条件较为复杂，对隧道施工提出了较高的要求。
砂卵石地层盾构隧道施工工法的特点主要有以下几点：1.适应性强：该工法适用于砂卵石地层的盾构隧道施工，具有广泛的适应范围。
2.施工效率高：由于该工法采用现代化机械设备、自动化控制技术和先进的施工工艺，因此施工效率较高，大大缩短了施工周期。
3.节能环保：该工法不需要开挖大量的土方，因此能够减少对环境的破坏，节能环保。
4.施工质量高：该工法采用先进的施工工艺以及精细化的质量控制手段，因此能够保证隧道的建设质量。
三、适应范围砂卵石地层盾构隧道施工工法适用于以下工程类型：1.城市地下道路和铁路隧道2.水电工程隧道3.矿山工程隧道4.区域供水、供气等工程隧道四、工艺原理砂卵石地层盾构隧道施工工法的基本原理就是在盾构机前端设置割刀，通过高压水射流和旋转切削装置将砂卵石地层的土层削割成少量的土块然后通过螺旋输送器输送到后面的运输装置上，然后将土屑送到地面处理。
施工过程中，需要根据实际情况采取一些特殊的技术措施来确保施工的顺利进行：1.优化割刀形状：针对不同地质条件选择不同的割刀形状。
2.设置多点喷射：利用多点喷射组织出水套圈，形成多个高压水射流从不同角度同时对地层进行切割。
3.设备自动调整：根据施工过程中的实时监测信息，自动进行设备参数调整。
五、施工工艺砂卵石地层盾构隧道施工工艺包括以下几个施工阶段：1.盾构机安装：将盾构机设备安置于开口区，确定开工时间。
2.土层探测：对待施工区域进行地质勘探、检测工作，掌握地质情况。
无水砂卵石地层盾构施工
断面 无 水砂卵 石地层 和粉 细砂层 ， 须控 制 土仓压 力 、 出 土 量 、 步注 浆量 等施 工 参数 ， 免 发 生超 挖 、 挖面 同 避 开 土体 失稳 等情况 ，保 证土体 变形 和地 表沉降 控 制在容 许范 围 内 ， 进而 确保 市政管 线不受 损坏 ， 地面 交通 及商
摘
要： 为降 低 刀 具磨 损 、 量减 少 开 仓换 刀 ， 尽 无水 砂 卵 石地 层 盾构 施 工 时 ， 应优 先 选 用 不安 装 滚 刀 的大 开
口率 厂 盘 和卵 石 输 出能 力 强 的无轴 螺 旋 ， ｊ 大卵 石含 量 高 的地 层 还应 考 虑加 装 大稠 度 的膨 润 土 液注 入 系统 。 宜保
ｗｉ ａｇ ｏ ｅ ｉｇ ａｉ ａ ｄ ｔ ｌｒｅ ｐ ｎ ｎ ｒｔ ｈ ｏ ｎ ｗｉ ｏ ｔ ｏ ｂｎ ｃ ｔｅ ｎ ｓ ａｔｅｓ ｓ ｒｗ ｔ ｈ【 ｒｖ ｌ ｏ ｔ ｕ ａ ａ ｉ ｔ ｓ ａｌ ｔ ｕ ｈ ｂ ｉｇ ｕｔｒ ａ ｄ ｈ ｆｌｓ ｃｅ ｗｉｈ ｉｈ ｇ ａ ｅ ｕ ｐ ｔ ｃ ｐ ｂｌ ｙ ｈ ｌ ｈ ｇ ｉ
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第 ４ 卷 第 ３朝 ２ １ 年 ３月 １ ０１
Ｖｅ ． Ｎｏ３ １４１ ． Ｍ ａ ．２Ｏ１１ ｒ
建
筑
技
术
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Ａｒ ｈｔ ｃｕ ｅＴ ｃ ｎ ｌａ ｃ ｉ ｔ ｒ ｅ ｈ ｏｏ ｗ ｅ
无水砂卵石地层盾构施工技术
无 水 砂 卵 石 地层 小 半 径 曲线 快 速 施 工 除需 克 服 １ 小 半径 曲线 隧 道轴线 较难 于控 制 ， 别 是 在无 ） 特
Ⅳ６ ．＝ ３ ０ 剪 切 波 速 Ｖ ＝ ９ ．～４ ５６ｒ ｓ 属 低 上 述 困难 之 外 ． ３５ ３ ～９ ， ２ ４１ ７ ． ｒ ， ｄ 还必 须解 决 曲线施 工 的难 点 ：
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无 水 砂 卵 石 地 层 盾 构 施 工 是 国 内外 罕 见 的施 工
首 刀 刀 和 该 区 间 隧道 水 平 方 向大 致 呈 “ ” ， 计 最 小 曲线 半 难 题 ： 先 ， 盘 （ 具 ） 螺 旋 输 送 机 以及 密 封 舱 内 Ｃ形 设 径 ３ ０ｍ， ５ 曲线 长 度 约 占区 间全 长 的 ８ ５％左右 ， 图 １ 壁磨 损 严 重 ； 次 ， 构 机 密 封 舱 内建 立 土 压 平 衡 状 见 其 盾
Ｓ ｉｌ ｃ ｖ ｔｎ ｃ ｎ ｌ ｇ ｙ Ｇｒ ｖ ｌ ｔ ａ ｕ ｈ ｅｄ Ｅｘ ａ ａ ｉ ｇＴｅ ｈ ｏ ｏ ｙｉ Ｄｒ ａ ｅ ｒ ｔ ｍ ｎ Ｓ
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目前 轨道 交 通建 设 飞 速 发展 ， 在轨 道 交 通 线路 的 仅 局部 夹砂 或黏 性土 透镜 体 ， 图 ２所 示 。 见 选择上 ， 由于受 规 划 及 建 筑 物 的制 约 ， 形 越来 越 复 线 杂， 这将 使 小半 径 曲线 隧道线 形 的应 用越 来越 多【。无 ” 水 砂 卵石 地层 中 的盾构 施 工 远 比在 黏 土 、 性 土 等 地 砂 层 困难 。 在此 种 地 层 中 的小 半径 曲线施 工 与 常 规 的盾 构施 工 相 比存 在 着 较 大 的特 殊性 ， 同时受 到 施 工 工期 的 限制 ， 求 快速 、 要 优质 地 完成 。 因此 对无 水砂 卵石 地
浅谈无水砂卵石地层下土压平衡盾构机常压开舱施工
复操 作直至 出土 ７ｍ （ 可使 土舱 内土 体高度 降至人舱 闸 ２ 土 压 自然下 降 １ ｉ ， 打 开人 舱 闸 门观察 ） ０ｒ ｎ后 先 ａ
隧道 区间施 工 采 用土 压 平 衡盾 构 法 ， 卵 石 地层 门以下 ）完成 出土后关闭舱 门， 砂 ， 使土压 自然下降 １ ｍ ｎ ０ ｉ。
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摘
要 ： 构 机 刀 具 在 切 削 土 体 的 过程 中不 断与 土 体 摩 擦 、 撞 ， 盾 构设 备 最 易 磨 损 的部 件 。 盾 碰 是 刀具 检 修 的方 式有 竖井 检
修 、 压开舱 、 压开舱 ， 加 常 检修 前 需 进 行 土体 加 固 。施 工 中常 根 据施 工 经验 计 算 出需 要 进 行 刀 具 检 修 的 位 置 ， 由于 地 质 但 情 况 的 复 杂性 ， 具 的检 修 位 置 常 有一 定 的不 可 预 见 性 ， 刀 有些 位置 不 具 备 地 面 加 固条 件 ， 进 行 舱 内 加 固 。 要 介 绍 了 常 需 简 压 开舱 舱 内 加 固施 工 方 法 ． 比于 带压 开舱 和地 面加 固后 常 压 开 舱 ， 具 有 开 舱 位 置 更 为 灵 活 ， 地 面 影 响 更 小 ， 相 其 对 土体 加 固更为经济的特点。 关 键 词 ： 构 ； 压 开舱 ； 水 砂 卵 石 盾 常 无
砂卵石地层地铁盾构施工沉降处理技术探讨
砂卵石地层地铁盾构施工沉降处理技术探讨摘要：目前在地铁工程的建设过程中，大多采用盾构施工技术，通过盾构机的应用实现对相关区域地质的掘进。
本位依托成都地铁5号线砂卵石地层工程实践案例，通过对砂卵石地层地铁盾构施工沉降的原因进行阐述，分析砂卵石地层地铁盾构施工沉降处理技术的要点，从而探讨加强沉降处理的措施。
关键词：砂卵石地层；盾构施工；沉降处理；引言盾构施工主要是通过盾构机设备进行隧道挖掘的过程。
对于城市地铁的建设来说，它需要根据不同的地质情况，加强盾构机选型及施工方案设计，避免施工中出现质量及安全问题。
在成都，砂卵石地层是一种常见的地质类型，具有较强的不稳定性，由于地层颗粒凝聚力很小,在刀盘旋转切削地层时，很容易破坏原来相对稳定平衡的地层而产生地面沉降和失稳现象。
针对砂卵石地层盾构施工中存在的沉降问题，需要第一时间采取有效的措施处理，否则极有可能马上会面临地面坍塌。
1、工程概况成都地铁5号线土建3标含3站4区间,区间单向长度约1800m,隧道拱顶覆土厚度为9.9~19.35m,主要穿越中密卵石及稠密卵石地层。
地质总结为高富水、大粒径、高强度、低粘聚力、自稳性差,是盾构施工难度最大的地层。
2、砂卵石地层盾构施工沉降的原因分析2.1地质环境问题在砂卵石地层地铁盾构施工技术的应用过程中，沉降的主要原因是由于地质环境方面的问题。
首先，从盾构施工技术的特点来看，它需要在地层中进行掘进工作，并且沿着设计轴线方向对地层进行挖掘，它对于地质环境的稳定性有着较高的要求。
针对砂卵石地层来说，它是由不同粒径的卵石颗粒所构成的地质形态，自稳性差，离散性大，基本没有粘聚力，在盾构施工的外力扰动作用下就会发生不规则沉降等问题。
另一方面来说，砂卵石层具有较强的透水性，在地铁盾构施工技术的应用中，它可能会造成地下水位与砂卵石的密切接触，从而对砂卵石地层的稳定性以及整体结构造成不利的影响，在这种情况下加大了沉降问题的发生，严重时甚至会产生坍塌现象。
砂卵石地层地铁近接下穿既有盾构区间施工控制技术分析
砂卵石地层地铁近接下穿既有盾构区间施工控制技术分析摘要:我国综合国内的不断提高，促进和带动各个行业获得更好发展，城市化进程也在不断加快当中，城市轨道交通更是呈现出高速的发展态势，为了有效解决城市路面拥堵问题，地铁车站、下穿飞机场、火车站等等应运而生，在提高人们出行效率、解决交通拥堵问题等多个方面起到了至关重要的作用。
因此，本篇文章主要对砂卵石地层地铁近接下穿既有盾构区间施工控制技术进行认真分析，以作参考。
关键词:沙卵石地层地铁；近接下穿；既有；盾构；区间；施工控制技术；众所周知，地层条件的不同，盾构施工对既有隧道的影响也会有很大的差异，工作人员更需要对盾构隧道在施工过程当中不均匀沉降导致的土体变形问题加大分析的力度，同时，站在施工工艺角度以及专业设备选择等方面，展开优化。
因为轨道交通线路在选择上面，非常容易受到多种因素所带来的影响，沙卵石地层当中的盾构施工与其他区域相比较，给予具体施工带来较多的影响，同时，更是会受到施工工序带来的限制，再加上要求高质量以最快的速度完成，所以还需要对沙卵石地层等多方面内容进行仔细分析。
基于此，本文下面对于砂卵石地层地铁近接下穿既有盾构区间施工控制技术展开深入探讨。
1、盾构下穿既有地铁车站存在的问题分析首先，当工作人员参与到具体施工过程当中去，因为受到多种因素所带来的影响，例如：施工沉降等，所以非常有可能对既有线结构以及地铁的正常运行带来不同程度的影响。
通过专业工作人员多年丰富经验进行分析之后发现，盾构施工造成既有车站沉降极有可能达到15mm，与地铁运营公司要求的沉降值相比较，超过2~5mm，所以在盾构掘进施工期间，需要应用科学以及高质量的方法与措施，对沉降进行严格控制，确保地铁运行过程当中不会受到任何因素的影响，可以真正实现安全、有序。
其次，通过对某地铁5号线与地铁4号线下穿既有2号线车站实际施工经验进行仔细的分析和研究，发现既有2号线车站结构底部下2~3m范围之内存在问题，但是现阶段并没有此方面的具体资料。
无水砂卵石地层土压盾构施工技术研究
无水砂卵石地层土压盾构施工泡沫技术研究1 引言盾构法是使用盾构机在地下掘进，边防止开挖面土砂崩塌边在机内安全地进行开挖和施作衬砌从而构筑隧道的一种施工方法。
因此，盾构法是由稳定开挖面、盾构机挖掘和衬砌三大要素组成。
目前，在众多盾构机类型中，泥水平衡盾构和土压平衡盾构是各类隧道施工的主流机型[1]。
土压式盾构中又有向开挖面注泥的加泥式土压平衡盾构。
土压平衡盾构是在切削刀盘及螺旋输送机内部充填的土砂所产生的压力与开挖面的土压保持平衡。
施工中主要控制推进千斤顶推力、推进速度、刀盘扭矩和转速、螺旋输送机扭矩和转速以及闸门的开口度等技术参数，使之与开挖面的土压保持动态平衡。
有软稠度的粘质粉土和粉砂是最适合使用土压平衡式盾构机的土层，根据土层的稠度，有时不需要水或只需要加很少量的水，通过搅拌装置在开挖室内的搅拌，即使十分粘着的土层也能变成塑性的泥浆。
砂质土也可用土压平衡盾构，但需要向开挖面注入添加剂。
盾构掘进时，影响盾构开挖面平衡压力的建立、盾构姿态控制以及地层变形的主要因素是地层土体条件和地下水含量[2]。
纵观国内外的盾构施工，在一般的粘性土和砂性土地层掘进已有较多成功实例[2]；文[3，4]介绍了日本在含水砂砾层用泥水平衡盾构开挖隧道的实例；文[5]研究了砾石层盾构切削刀头的新动向；文[6]介绍了土压平衡盾构在卵砾石地层施工的情况。
但在全断面无水砂卵石地层中采用土压平衡盾构开挖隧道，国内外尚不多见，本文即以北京市凉水河南岸污水盾构隧道施工为背景[7，8]，对无水砂卵石地层盾构施工泡沫试验及应用技术进行了研究。
2 工程特点及难点本工程隧道沿线地层断面如图1 所示。
覆土厚度为5.7～8.1 m，地下水埋深位于17.20～17.90 m。
盾构隧道断面内无地下水，微湿。
盾构主要在新近沉积的全断面及部分断面砂卵石、圆砾石层中推进，所穿越的砂卵石地层一般级配良好，粒径为80～150 mm，最大粒径250 mm，含砂率为20%～25%，内摩擦角为35°左右，粘聚力接近于0，盾构穿越砂卵石的照片见图2。
砂卵石地层地铁盾构施工沉降处理技术分析
砂卵石地层地铁盾构施工沉降处理技术分析摘要：地铁作为城市重要的轨道交通，为城市融合发展营造了诸多便利，并成为大中城市重要的出行方式。
地铁因其自身的高承载能力，有效地缓解了城市交通拥堵状态。
新时期，各大城市逐步加大了地铁工程建设力度。
在地铁工程施工中，往往会遇到一些砂卵石地层。
一旦施工不当，极易出现地铁盾构施工沉降问题。
采用科学合理的沉降处理技术，方可以从整体上解决地铁盾构施工沉降问题，并大幅度提高地铁工程建设成效。
本文结合工作实践，提出了几点施工沉降处理技术要点。
以供参考。
关键词：砂卵石地层；地铁盾构；施工沉降；处理技术我国城市轨道交通建设起步时间较晚，仍然有着较为广阔的发展空间。
且从未来发展趋势来看，多数大中型城市将地铁工程纳入到城市规划中，以期更好地缓解城市交通运输压力。
在实际发展中，因地下空间缺乏完善的预留地铁实施条件，致使地下施工过程中，难免会与其他建筑物间的距离较近。
一旦缺乏强有力的管控或者未采用合理的保护措施，极易影响到地铁工程或者相关建筑结构的安全性与稳定性。
因此，科学合理采用盾构掘进施工工艺，从整体上提高了地铁工程施工质量与效率。
在复杂的砂卵石地层，如何科学合理地采用地铁盾构施工技术，并有效防范沉降问题，就显得尤为重要。
1砂卵石地层地铁盾构施工沉降的引发因素1.1地质因素砂卵石地层的稳定性较差，且具有着强透水、大漂石等诸多劣势。
一旦施工操作不当，极易出现坍塌事故。
在现实中，有些地铁线路位于地下水以下，在掘进工程施工中往往会出现喷涌现象。
亦或者，大飘石含量过高时，掘进过程中，刀盘和螺旋往往会出现卡顿现象，致使施工出现坍塌问题，并拖慢了施工进度。
1.2施工方因素施工团队的综合素养直接影响到地铁盾构施工成效。
因施工方引起的施工沉降问题，主要表现为以下几个方面。
首先，在砂卵石地层施工时，施工方在停机、交接班等情况下，因掌子面惰性浆液保压不当，或者复推不当引起刀盘卡顿，超方引起坍塌等。
其次，在盾构掘进施工中，因同步注浆量较少，凝结时间不足等，满足不了掘进施工所需。
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无水砂卵石地层盾构施工技术浅析
发表时间：2019-06-05T10:12:18.570Z 来源：《防护工程》2019年第5期作者：徐宗涛
[导读] 还有利于砂卵石的顺利输送，满足了快速施工的要求。
在类似无水砂卵石地层中具有很强的指导和借鉴意义。
呼和浩特市城市轨道交通建设管理有限责任公司内蒙古自治区呼和浩特市 010000
摘要：无水砂卵石地层力学性质不稳定，卵砾石含量高，颗粒之间空隙大，盾构在此条件下掘进，渣土很难被改良成“塑流性状态”，会出现盾构推力、扭矩大且变化异常，刀盘、刀具及螺旋输送机磨损严重，盾构掘进效率低等问题。
结合呼和浩特市轨道交通1号线三间房出入段线盾构区间的工程实践，通过采取渣土置换、渣土改良、盾构掘进参数优化等措施，保证了盾构机在砂卵石地层中的连续高效掘进。
关键词：无水砂卵石地层；渣土置换；渣土改良；参数优化
1前言
随着全国城市轨道交通的快速发展，内蒙古自治区呼和浩特市也迎来了第一条轨道交通线，该条轨道线西起三间房出入段线区间，东至白塔站。
其中三间房出入段线盾构区间穿越地层主要以砂卵石地层为主，由于埋深较浅，始发段100m范围内无地下水，盾构始发面临着全断面无水卵石层，此种地层中盾构的施工远比在粘土、砂性土等地层困难。
盾构掘进过程中出现了盾构推力、扭矩大且变化异常，刀盘、刀具及螺旋输送机磨损，盾构掘进效率低等问题，施工人员通过采取渣土置换、改良、盾构掘进参数优化等措施，保证盾构机在砂卵石地层中的连续高效掘进，因此对施工过程进行总结，为今后类似地层盾构施工可以提供参考。
图1：区间平面图
2工程背景
呼和浩特市轨道交通1号线一期工程01标段，西起三间房车辆段，东至呼钢东路站，线路全长3.85km，主要施工内容包括3站3区间，其中三间房出入段线盾构区间线路长835m，最大坡度为34‰，盾构区间共设3处曲线，曲线半径由金海工业园区站至三间房车辆基地依次为450m、800m、450m，线间距约为11m。
区间穿越地层主要处在粉质粘土③2层、细砂③5层、圆砾③9层、卵石③10层。
勘察期间地下水位埋深约8.9m～14.2m，盾构机在始发前，进行端头井临时加固过程中未见水。
经盾构始发井处实地勘探，区间始发段部分为全断面圆砾层（含卵石），且土体结构密实、稳定、无水，当盾构机在始发时，出现了大扭矩、低推速的问题，为了找出原因，通过取土样进行筛分试验，分析颗粒组成。
通过对土样分析，土层中卵、砾石含量较高，粒径2～200mm的颗粒含量达到58.68%，小于0.075mm的颗粒含量为7.355%；细粒土含量极低，在盾构掘进中，出现了渣土的流动性差，导致土仓排土不畅，使得盾构机出现扭矩大速度缓慢等问题；另外卵石及圆砾层内摩擦角较大，对盾构机内的开挖装置和排土机械的磨损较大，在土仓内容易产生堵仓问题。
由于渣土改良剂性能不适用该种地层，导致改良渣土的流动性差，粘稠度低，导致大块径卵石沉仓，堆积在土仓底部，刀盘启动时扭矩高达4500-5000KN.m。
在推进过程中推进速度只有4-11mm/min的情况下，扭矩高达4500-6000KN，总推力在8000-12000KN。
由于上述问题的出现，导致盾构无法正常推进，如果冒然推进会产生因扭矩过大出现抱死，土仓压力无法建立，地面沉降无法控制。
因此急需解决渣土改良的问题，从以下三步进行改进：第一步、将已经沉积在土仓底部堆积的砂砾石置换出来；第二步：对渣土改良方法进行研究，摸索最佳的改良方法，提高渣土的流动性、和易性及粘稠度，确保渣土的顺利排出；第三步、优化盾构掘进参数。
3渣土置换
为保证后续能够继续推进，首先需将土仓内沉积的卵石清理出来，在盾构机推进时向土仓里加入渣土改良剂，通过刀盘转动将沉底的卵石包裹起来，并随着刀盘的搅动，将沉积的砂卵石浮起来，经过螺旋输送机排出土仓。
拟采用大比重的膨润土溶液对沉积的砂卵石进行搅拌，通过多次试验，具体处理方法如下：
置换卵石时膨润土溶液配比
根据表中的膨润土溶液配比再加入3-4L泡沫原液，混合液在土仓里发泡2小时左右开始转动刀盘，刀盘通过左右旋转将沉积的卵石搅拌，各搅拌2-5分钟，然后盾构机开始慢慢推进，螺旋输送机转速快速提高，闸门口开到最大限度。
沉底的卵石经过多次置换，被最终被完全置换出土仓。
4渣土改良
每环膨润土的用量控制在2-5m3左右，根据渣土的流塑性来定。
由于地层缺水，采取刀盘喷水措施。
泡沫比例为3%-4%，膨胀率可在
8%-15%自行调节。
每环用量控制在50-70L，具体用量根据实际渣土改良效果和扭矩的大小来随时调整。
5盾构掘进技术参数优化
5.1土压力优化
经理论计算，结合该地层情况，盾构埋深约8m，上部土压力控制在0.8MPa左右。
土压的数值在推进过程中应尽量降低，以降低刀盘扭矩及盾构推力，可以降低刀盘的磨损、减小盾构的推进阻力，提高掘进速度，根据前一个区间的施工经验数据，土压保持在0.6～
0.8MPa之间，可以满足要求。
5.2盾构推力优化
无水砂卵石地层中掘进一般推力应控制在20000KN以下，如果在推进过程中当推力超过该数值，采取向盾构侧壁外注入膨润土，以降低盾构壳体与土体之间摩阻力。
5.3刀盘参数优化
在推进速度达到30mm/min时，刀盘转速控制在1～1.4r/min，刀盘扭矩在3000～5000KN.M的范围内较为理想。
6施工效果
1、渣土置换：土仓里的卵石通过6次置换之后，盾构机刀盘启动扭矩已经降到1000KN.M以下，效果明显。
2、渣土改良：经过对渣土改良参量控制以及注入管路改造以后，盾构机推进正常，满足施工要求。
推进速度在20-40mm/min，总推力在8000-12000KN，扭矩在3000-5000KN.M之间，基本满足施工生产。
3、掘进参数优化：通过向盾构壁外增加加泥措施，即在盾构壳体预留泥浆注入口，将泥浆注入到盾构壳体与土层的间隙中，在盾构壳体与土体之间形成一层黏稠、润滑效果良好的泥膜，使盾构推进阻力由2000t降至1000～1200t之间，同时也使得推进速度有所提高，可达到35mm/min。
7结语
无水砂卵石地层盾构推进阻力大、扭矩大、推速低，不能确保盾构机正常掘进，通过对渣土置换、土体的塑流化改良、盾构掘进参数优化，不仅可以显著降低推进阻力、降低刀具磨损，还有利于砂卵石的顺利输送，满足了快速施工的要求。
在类似无水砂卵石地层中具有很强的指导和借鉴意义。
参考文献：
[1]魏康林，土压平衡盾构施工中泡沫和膨润土改良土体的微观机理分析[J]；现代隧道技术，2007年01期
[2]朱伟，陈仁俊；盾构隧道施工技术现状及展望（第2讲）——盾构隧道技术问题和施工管理[J]；岩土工程界；2001年12期
[3]陈馈，国内外盾构法隧道施工实例；北京：人民交通出版社，2016。