盾构机选型

冲积粘土
冲积粘土一般强度非常低，若其自然含水率接近或超过液限，掘削 面则不能自稳，故一般应选择半密闭式盾构（挤压式）或密闭式盾构。 （1）当整个掘削断面和施工沿线均是N值为0～5的软弱粉砂及粘土地 层时，宜采用挤压式盾构施工法。 但是，该工法在施工过程中要挤压盾构周围的地层，并贯入推进， 其推挤压力可能扰乱地层，使地层先行隆起。从盾构机通过后直到被 扰乱地层获得稳定期间，不可避免地会引起一定程度的沉降，且沉降 量大。 （2）对于含砂量大、有硬软交错层、液限指数过大并含有砾石等冲积 粘土层，宜采用密闭式（泥水式或土压平衡式）盾构机。
砂质土
洪就砂质土而言，一般情况下泥水盾构和土压盾构均可选用。 （1）泥水盾构：若含水砂地层具备以下条件：渗水系数K≥10－2 cm／ s、74μ m以下的微细颗粒含量低于10％、匀粒系数Uc<10，采用泥水盾 构时，掘削面易坍塌，很难确保掘削面稳定。这种情况下不宜再选泥 水盾构。覆盖土薄且渗水系数大的砂层掘削中，易出现地表逸泥，也 应注意。 （2）泥土盾构：可以调节添加材的浓度和数量来适应砂土和粘土交错 层掘削的土质变化，所以泥土盾构机是最适用的。但泥土充填是否密实、 均匀及对掘削面土压的正确检测都非常重要，同时必须充分注意切削刀 形状、搅拌机械等机械的选择。
砂砾及巨砾层
因这种地层的渗水系数大，故必须选择封闭式盾构。掘削这种地层 与前面介绍过的几种地层不同，因其砾石粒径大，若不预先采取粉碎措 施直接通过排土(或排泥)设备排出，易发生排土系统堵塞和磨耗过大的 两个新问题。
（1）稳定掘削面措施
泥水盾构：注入普通泥水的盾构工法对砾石层是失效的。这种情况 下，必须改用PAA泥水（普通泥水+增粘剂+聚丙烯酰胺）才能彻底防 止逸泥和喷水，才能确保掘削面稳定，使盾构顺利掘进。 泥土盾构：加泥材中应添加砂粒成分，注入泥浆相对密度应提高到 1．5左右。若地层中粒径大于2mm的砾石含有率大于70％时此时可采 用树脂盾构、注浆栓盾构、硅溶胶盾构等工法。
第 六 讲
盾 构 机 选 型
1.盾构选型所考虑的因素
选择盾构机时，必须综合考虑下列因素：
① ② ③ ④ ⑤
满足设计要求； 安全可靠； 造价低； 工期短； 对环境影响小。
盾构机机型选择正确与否是盾构隧道工程施工成败的关键。盾构工法 应用160多年来，因盾构选型欠妥或者不恰当，致使隧道施工过程出现事故 的情况很多。如：选型不恰当，掘削面喷水，掘进被迫停止；掘削面坍塌 致使周围建筑物基础受损；地层变形、地表沉降，致使地下管道设施受损， 引起管道破裂，造成喷水、喷气、通讯中断、停电等事故。严重时整条隧 道报废的事例也屡见不鲜。由此可见，盾构选型工作的重要性。
洪积粘土
洪积粘土一般N值大，含水率低、掘削面能够自立。此外，因抗剪力 大，变形小，故可无需挡土隔板。 （1）在掘削面可以长时间自立的情况下，宜采用敞开式盾构工法，包 括手式盾构、半机械式盾构、机械式盾构工法，同时辅以压气工法以 增加掘削面稳定性。 （2）一般全线掘削面都是洪积粘土的情况非常少，很多的情况是夹层 中夹有含水砂层，这时选用封闭式盾构机。 使用密闭式盾构机时，由于含水低的固结粘土吸水后粘附力增加， 所以对周边支承式或中间式刀盘来说，易产生刀盘、土舱四周粘附压 实固结粘土的现象。为此，多采用中心轴支承方式、轮辐刀盘掘削且 搅拌效果好的加泥盾构机或气泡盾构机。
（2）适应砾地层掘进的一些措施
减少刀具磨耗措施
砾石处理方式：破碎排出式、直接排出式。
泥来自百度文库盾构的砾石处理排出
泥土盾构的砾石处理排出
3.与盾构选型相关的地层类型及特点
选型取决于下列各种地层条件： ① 软流性粘土；
② 易坍塌的砂、砂砾层；
③ 含水砂层、砾层或交错层中的承压含水砂层和砾层； ④ 含大砾石的地层；
⑤ 估计埋有漂木和其它物质的地层；
⑥ 区段内存在软、硬两种土层的地层。 下面就以稳定开挖面为中心，介绍盾构机对每种主要土
质的适应性
2.盾构选型的基本原则
(1)选用与工程地质匹配的盾构机型，确保施工绝对安全。 (2)可以辅以合理的辅助工法。 (3)盾构的性能应能满足工程推进的施工长度和线形的要 求。 (4)选定的盾构机的掘进能力可与后续设备、始发基地等 施工设备匹配。 (5)选择对周围环境影响小的机型。 以上原则中以能绝对保证掘削面稳定、确保施工安全 的机型为最重要。