浅谈土压盾构机在砂性土中推进难点研究与技术措施

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1、浅谈土压盾构机在砂性土中推进难点研究与技术措施　　摘要：本文分析在全断面砂性土层中，对土压平衡式盾构机，无论是对设备、工期，还是对工程安全质量都存在较大的风险，必须采取行之有效的措施以降低工程风险，提高工效，确保安全质量。关键词：砂性土层;土压平衡盾构;刀盘加固;土体改良Abstract:Thispaperanalysisinthewholesectionsandysoil,theearthpressurebalanceshieldmachine,whetheritisforequipment,time,orthereisabigrisktotheprojectsafetyandqualit

2、y,musttakeeffectivemeasurestoreducetherisksoftheproject,improveworkefficiency,ensurethequalityandsafety.Keywords:sandysoil;soilpressurebalancingshield;cutterheadreinforcement;soilimprovement;中图分类号:K826.16文献标识码：A文章编号前言7长沙轨道1号线一期工程岩层厚度变化大，上方覆盖层不稳定。从上到下地层主要为：填土、粉质粘土、粗砂、砾砂、卵石层、强中风化泥岩层。在水力及动荷载作用下，极易产生流砂

3、、坍塌等现象，导致掘进面不稳定，对隧道盾构的施工产生较大的不利影响，土层突发性的涌水和流砂会引起地面沉降，严重时会随着地层空洞的扩大引起地面的突然塌陷。1砂性土中推进难点分析砂性土推进时刀盘扭矩相比在黏土中推进时增加至1.5倍，因摩阻力增加而导致刀盘及螺旋机磨损严重、推进速度缓慢。砂性土渗透性好，受挤压扰动后水土易分离，使得刀盘前方土体失水固结，易形成“铁板砂”，导致刀盘切削能力下降土体失水固结进一步导致砂土混合物的C值增大，再次造成千斤项推力增加，加剧了盾构机切削刀头和面板的磨损。同时密封舱底部砂土颗粒大量沉淀，密度较大，而上部密度相对较小，导致工作面土压力不能均衡。然而，在砂性土中推进地

4、表变形不宜控制，尤其是在砂性土中穿越建构筑物施工，土压力、同步注浆等参数控制要求高，如过程中施工参数控制不理想，在后期补压浆等处理措施实施前，建筑物已受到较大影响。具体沉降控制困难如下：（1）由于砂性土中摩擦阻力大，因而刀盘千斤顶推力波动较大，对前方土体扰动过大，故地面沉降大而不容易控制，再加上砂性土具较好的参透性，很容易导致流砂甚至液化发生。7（2）盾构掘进时刀盘及主轴承扭矩，千斤顶推进太大，施工进展较慢，同时导致刀盘、主轴承过度磨损。（3）由于砂性土塑性太差，旋转出土器出土困难，工作面形成“干饼”。（4）注浆压力及注浆量很大，进一步导致地面沉降失控。2砂性土中推进的技术措施砂性土中的盾构

5、推进施工需做好：一调整施工参数，二刀盘耐磨性加固，三适当添加泡沫剂，好土体改良。形成工作面平稳，有效控制地面沉降，并降低推进阻力、减少刀盘扭矩、刀头磨损，还有利于加快旋转出土器排土，达到减小风险快速施工的要求。2.1调整施工参数及其他控制要点1)提高有效推力，通过盾构周边的补压浆孔向壳体外部注入润滑油脂以减小盾构推进中壳体受到土体的摩擦阻力。在推进过程中做好轴线控制工作，尽量少纠偏，即使纠偏时也要小幅纠偏，从而尽量地减小纠偏阻力，也可以减小对土体的扰动。72)选择合理的推进速度，在保证刀盘油温和扭矩不超过允许值的前提下，以最佳的速度推进，未添加泡沫剂时速度控制在10mm/min~13mm/m

6、in；添加泡沫剂后虽然最大推进速度达42mm/min，但为减小对土体的扰动，推进速度不宜超过35mm/min，以避免因对刀盘前方土体挤压过大，水土分离形成“铁板砂”。3)刀盘转速控制，刀盘转数与掘进速度相矛盾，转数小了，速度上不去，转数大了，刀盘磨损严重，扰动大，在保证刀盘安全的前提下，尽量提高刀盘转速，刀盘转数应控制在1.2rpm/min～1.5rpm/min为宜，确保不换刀一次快速通过。4)出碴量的控制，每环掘进出碴量根据试掘进段取得的参数进行控制。出碴量控制可通过推进速度与螺旋输送机转速来实现，每环出渣量控制在54～58m3，具体操作是操作手提供掘进距离，出渣口技术员根据掘进进尺和渣车

7、中渣量进行检查控制超挖，龙门吊司机倒渣时进行复核，一旦超挖，立即上报。5)推力与扭矩控制，在保证高速掘进速度的同时，推力和扭矩要适中，其原则是，只要掘进速度能上去，尽量采用小推力、小扭矩，一旦推力和扭矩突变，一定要进行分析后，再继续掘进。76）做好同步注浆工作，由于沙土的参透性较强，同步注浆浆液中水份易流失影响浆液凝结质量，从而导致沉降过大。故浆液配比需重点控制稠度，稠度由粘性土中的11调整为9，且浆液需保持