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1、加泥式土压平衡盾构开挖面稳定技术李宏安中国矿业大学北京,硕士研究生,北京,陆琐北京城建亚泰建设工程有限公司,注册造价师,北京,,摘要土压平衡盾构施工的关健是控制开挖面的稳北京地铁号线一期程线路全长设有,。,,定这是盾构施工控制沉降的核心结合北京地铁号个车站全线共有个区间采用盾构法施工采用台,,,。线一期工程分析土压平衡盾构开挖面的稳定机理提加泥式土压平衡盾构机完成了的隧道施工盾出土压力设定值和泥土压力管理方法针对泥土的功能构区间穿越的地层主要以粉土、粉质豁土、粉细砂、中,,,和特性提出泥土的塑性流动态控
2、制和改良控制方法粗砂为主个别地段为粒径以内的圆砾石和卵石,,,并对出土量进行分析得出全面了解开挖面稳定机理是地层周边施工环境复杂沿线盾构穿越桥梁包括天关健、开挖桥、跨河桥座、高速公路含快速路条、河流面土压控制管理是确保开挖面稳定的重要环、、、,节土的性状改良和出土量管理是确保开挖面稳定重要条铁路含既有地铁条重要市政管线若干邻。,因素的结论近建筑物众多因此需要严格控制盾构施工引起的地面,关键词加泥式土压平衡盾构开挖面稳定技术土压沉降必须提出一系列行之有效的控制土压平衡盾构开控挖面稳定技术。制土体改良、、,
3、土压平衡盾构开挖面的稳定机理构施工以安全环保机械化程度高等优点广盾、、,泛应用于地铁隧道电力隧道给排水管道等工隧道开挖是卸荷过程土压平衡盾构最理想的状。,,程加泥式土压平衡盾构应用领域广泛具有良好的适态是经刀盘切削下来的水和土充满密闭舱以平衡开挖,。。,应性国内地铁隧道施工广泛采用土压平衡盾构施工面的水土压力盾构施工不降水因此切削卜来的最关键、最主要的是控制开挖面的稳定,这是盾构施工土体应具有一定的塑性流动态,如果土体塑性流动态较控制沉降的核心。差,需要添加材料混合搅拌进行改良。首先明确一个概中国铁路加
4、泥式土压平衡盾构开挖面稳定技术李宏安等,,,,念切削下来的土体无论有无添加材料称为泥土刀盘定泥土压力波动要小波动变化大时开挖面不稳定上土压力传感器计量检测到的压力称为泥土压力。土压见图。力的设定、控制管理指对检测到的泥土压力设定和控制管理。土压平衡盾构开挖面稳定是依靠开挖面稳定机构实现,包括切削机构刀盘、掘进机构、添加材料注入装置、混合搅拌机构和排土机构。加泥式土压平衡盾构是在开挖面处加入泥浆、水或,在土舱内通过搅拌叶片将切削化学泡沫等润滑材料下来的、砂与加入的润滑材料混合,使其变成具有适当土、,图土压
5、舱内泥土压力波动变化示意图塑性流动性及低透水性的泥土这种改良后形成的泥土充满土舱和螺旋输送机。加泥式土压平衡盾构利用改盾构施工过程中,刀盘扰动改变了原状天然土体的,、,,良后泥土产生的泥土压力平衡地层的水土压力保静止弹性平衡状态使刀盘附近的土体产生主动土压力,。,证开挖面的相对稳定并通过控制盾构千斤顶的推进速或被动土压力盾构掘进时如果土舱内泥土压力设置,,度和螺旋输送机的转速保持土舱内改良土的压力处于偏低工作面前部的土体向盾构刀盘方向产生微小移动,,,。,适当范围当掘进量和出土量处于平衡状态时盾构向或滑
6、动出现土体向下滑动趋势为抵抗土体向下滑动,,。。前掘进螺旋输送机排土盾构掘进继续土体的抗剪力逐渐增大当土体的侧向应力下降到一定程,,,,,综上所述加泥式土压平衡盾构是在掘进过程中度抗剪强度充分发挥时其侧向土压力减到最小值处·,,厂一一一一一二对从各计量检测元件上获取的施工参数与预先设定的施于极限平衡状态一一一一,—工参数目标值进行检查和比较综合控制掘进机构各组即主动极限平衡状,,。,成部分协调动作实现工作面的稳定确保施工安全态与此相应的土控制开挖面稳定技术包括泥土压力控制技术、泥土的塑压力称为主动土压性
7、流动态改良技术、出土量管理技术。力。当土舱内泥土压力设置偏低接泥土压力控制技术近主动土压力泥土压力设定时,地面出现沉降。加泥式,现象见图图泥土压力设置偏低时地面出现沉降土压平衡盾构施工中合理设置泥土压力对控制地表沉降意义重大。泥土压力的设定遵循原则一盾构掘进时,如果土舱内土压力设置偏高,刀盘对,,刀是土舱内的泥土压力应可以维持刀盘前方的围岩稳定土体的侧向应力逐渐增大盘前部的土体出现向上滑动、,,,如果泥土压力偏低会使土体坍塌地下水流失二是尽趋势为抵抗土体的向上滑动土体的抗剪力逐渐增大处,,,,可能减小土
8、舱内的泥土压力以降低掘进扭矩和推力于极限平衡状态即被动极限平衡状态与此相应的土压提高掘进速度,减少,最大限度地降力称为被动土土体对刀具的磨损低掘进成本。压力。当土舱一般来说,泥土压力地下水压力土压力预备内泥土压力设。,,压力其中地下水压力可通过钻孔数据正确掌握置偏高接近,,但要考虑季节性变化靠近河流等场地要考虑水面被动土压力。、,水位变动的影响土压力有主动土压力静止土压力时地面出现和被动土压力,可根据地层条件区别使用。土压平隆起现象见,。。
