复杂地层中盾构法隧道施工技术探究

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1、复杂地层中盾构法隧道施工技术探究文摘：盾构法是一种隧道暗挖施工方法，其施工过程中的安全性和平稳性必须得到保证。采用盾构法施工时容易受到地层条件的影响，加大施工难度，进而影响到隧道工程的整体质量。本文对盾构法隧道施工中的掘进技术进行了具体的研究。关健词：盾构法；隧道工程；复杂地层中图分类号：U455.43文献标识码：A文章编号：近年来我国的地铁工程逐渐增加，采用盾构法对隧道进行暗挖施工比较普遍。盾构法具有安全、快捷和环保的特点，但它比较适合在土质条件比较单一的地层中应用，比如软土层、软岩地层或者砂层等地层中，如果在软硬不均或者岩石强硬差异大等，

2、比较复杂的地层中进行掘进时，施工应用过程会相对复杂，应该选择合适的盾构机，并对掘进的各项参数和技术流程进行调整，从而保证隧道掘进工程的安全性和平稳性。1盾构机的选择1.1复合式土压平衡盾构机7通常在盾构法隧道施工过程中采用复合式土压平衡盾构机比较普遍。其工作的原理是向掌子面土体中注入泡沫剂和膨润土等塑性材料，使其与切削下来的土体充分搅拌，形成具有一定透水性的塑性体。同时，在掘进过程中还要对盾构机的推进速度和螺旋输送机向外排土的速度进行匹配控制，塑流体向开挖面传递设定的平衡压力，从而保证盾构机在推进过程中始终保持动态平衡状态。因为这种复合式土压

3、平衡盾构机，可以根据不同的土层条件来设计和配制出合适的泡沫剂，所以比较适合应用在复杂土层的隧道工程中。1.2泥水加压式平衡盾构机泥水加压平衡盾构机主要是依靠泥水的压力，来抵抗开挖面的土压力和水压力，进而保持开挖面的平衡状态。在泥水加压平衡盾构机开挖时，将仓内注入一定压力的泥浆，使开挖面形成一道泥浆膜，来支撑土体，同时安装在正面的刀盘对土体表面的泥浆膜进行切削，使其混合并形成密度较高的泥浆，然后通过排浆系统送到地面进行处理。在这种工作模式下，泥膜的形成是关键环节。这种形式的盾构机也比较适合应用于复杂土层的隧道工程，施工时应该充分结合施工条件、现

4、场条件以及其它条件来选择适合的盾构机具。2土压式平衡盾构机施工技术要点2.1模式的选择7土压式平衡盾构机有三种模式，包括敞开式、半敞开式和土压平衡模式。在对掘进模式进行选择时，我们应该根本地层的不同条件特征来选择。通常情况下，对全断面岩层掘进时，我们可选择敞开式掘进模式，并使用泡沫剂对渣土进行改良；而对于存在软弱层的复杂地层，则可选择土压平衡模式，并采用泡沫和适量的膨润土对渣土进行改良。采用此种模式时，土仓的压力不用过于频繁调节，只要保证土仓压力略高于掌子面的土压和水压力和即可；对于处理砂卵石或者上软下硬的土层，由于土层比较复杂，则同样需要采

5、用土压平衡模式来掘进，因为在这种复杂土层掘进时控制土仓压力较难，所以掘进时必须认真对待每个环节。2.2掘进参数的确定采用土压式平衡盾构机施工之前，我们应该根据施工现场的不同地质特点和隧道的埋置深度来确定其掘进的主要参数。其中包括对盾构姿态、推力、扭矩、掘进速度以及刀盘转速等参数的确定，同时还需要根据掘进试验段的监测情况，对施工现场的参数进行随时调整。由于采用的是土压平衡模式，所以需要通过螺旋机的旋转出土来维持动态平衡，所以在实际施工过程中，我们还需要对螺旋机的转速和压力进行有效控制。2.3盾构机姿态的控制7在复杂地层掘进时，对于盾构机姿态的控

6、制尤其重要，特别是在硬岩地层和土层条件变化较大的地段，对盾构机的姿态纠正难度较大。如果采用调整千斤顶推力来纠正姿态，往往很难得到较好的效果，而且会使刀具的磨损加大，甚至会出现盾构机被卡或者管片错台的严重后果。所以在这类地层中掘进时，应该严格遵守长距离、慢纠偏的原则，避免用力过猛，造成掘进困难。2.4同步注浆参数的确定通常刀盘与管片的外径有所不同，会导致已经拼装的管片壁后与围岩之间存在一定的间隙，如果注浆回填不及时的话，管片会在千斤顶的作用下上浮。因此，我们在复杂地层中掘进时，要控制好注浆的压力、注浆量及注浆的速度，来尽量避免管片上浮。另外，因

7、为浆液会在围岩和管片之间形成一道密实的防水层，所以在进行同步注浆时浆液的质量也非常重要。3泥水加压式平衡盾构机施工技术要点3.1泥水性能的确定7在泥水加压式平衡盾构机掘进施工中，泥水的质量非常关键。我们需要根据要求来对泥水的密度、黏度、塑变值以及胶凝强度等进行确定，从而保证其可塑流性。在泥水式平衡盾构机施工中所使用的泥水，除了可以稳定开挖面以外，还需要对排出的泥渣进行分离和循环利用。在对泥水性能进行确定时，首先要确定好泥水的密度，因为在掘进开挖时，泥水可以有效控制开挖面的变形。通常认为泥水的密度可相对高些，最好能够达到开挖土体的密度。但在实际

8、施工中，泥水密度过大，可能会影响泥浆泵的运转以及泥水处理困难，所以我们应该结合土层的结构以及设备的运行能力，对泥水密度进行合理确定；含砂量是泥水的又一关键性问题，当