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盾构掘进技术施工要点

一、土压平衡盾构掘进

（一）土压平衡式掘进特点

土压平衡盾构，是将开挖下来的土砂充满到开挖面和隔板之间泥土仓，根据需要在其中注

入改良材料，用适当的土压力确保开挖面的稳定性。通过贯穿隔板设置的螺旋输送机，可在推

进的同时进行排土。在施工时，必须在开挖两层隔板之间充满土砂，对其进行加压达到满足开

挖面的稳定需要的状态。为了获得适合于盾构推进量的排土量，要对土压力和出土盘进行计量，

对螺旋式排土器的转数和盾构的推进速度进行控制，达到平衡状态，同时，还要掌握刀盘扭矩

和推力等，进行正确的控制管理以防止开挖面的松动和破坏。

（二）土仓压力管理

（1）在土压平衡盾构的施工中，为了确保开挖面的稳定，要适当地维持压力舱压力。一

般，如果土仓压力不足，发生开挖面的涌水或坍塌风险就会增大。如果压力过大，又会引起刀

盘扭矩或推力的增大而发生推进速度下降或地面隆起等问题。

（2）土仓压力管理的基本思路是：作为上限值，以尽量控制地表面的沉降为目的而使用

静止土压力；作为下限值，可以允许产生少量的地表沉降，但可确保开挖面的稳定为目的而使

用主动土压力。

（3）掌握开挖面的稳定状态，一般是用设置在隔板上的土压计来确定土仓压力。

（4）推进过程中，土仓压力维持有如下的方法：

①用螺旋排土器的转数控制；

②用盾构千斤顶的推进速度控制；

③两者的组合控制等。

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通常盾构设备采用组合控制的方式。

（5）要根据各施工条件实施良好的管理。另外，需要确认伴随推进所产生的地基的变形、

排土状态、刀盘扭矩以及其变化情况，及时在推进中修正土仓压力。

（三）排土量管理

（1）为了一边保持开挖面的稳定一边顺利地进行推进，则需要适量地进行排土，以维持

排土量和推进量相平衡。可是，由于围岩的重度在掘进中会有一定的波动，以及受添加剂的种

类、添加量或排土方式等因素的影响，排出渣土的重度也会发生变化，所以要恰当地掌握排土

量是比较困难的。另外，作为排土，其状态可在半固体状态到流体状态之间变化，其性状是各

种各样的。因此，仅单独根据排土量的管理来控制开挖面坍塌或地基沉降是困难的，最好是根

据压力舱的压力管理和开挖土量管理同时进行。

（2）排土量管理的方法可大致分为容积管理法和重量管理法。作为容积管理法，一般是

采用计算渣土搬运车台数的方法或从螺旋排土器转数等进行推算。重量管理法，一般是用渣土

搬运车重量进行验收。计算渣土搬运车台数的方法是一种粗略式的估计，由于应用简便，在现

场使用较多。

（四）渣土改良

土压平衡盾构的渣土排出量必须与掘进的挖掘量相匹配，以获得稳定而合适的支撑压力

值，使掘进机的工作处于最佳状态。当通过调节螺旋输送机的转速仍不能达到理想的出土状态

时，可以通过改良渣土的塑流状态来调整。

（1）改良渣土的特性：

在土压平衡工况模式下渣土应具有以下特性：

1）良好的塑流状态。

2）良好的黏稠度。

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3）低内摩擦力。

4）低透水性。

（2）当渣土满足不了这些要求时，需通过向刀盘、土仓内及螺旋输送机内注入改良材料

对渣土进行改良，常用的改良材料是泡沫或膨润土泥浆。

（五）土压平衡盾构掘进要点

（1）开挖渣土应充满土仓，渣土形成的土仓压力应与刀盘开挖面外的水土压力平衡，并

应使排土量与开挖土量相平衡。

（2）应根据隧道工程地质和水文地质条件、埋深、线路平面与坡度、地表环境、施工监

测结果、盾构姿态以及始发阶段的经验，设定盾构刀盘转速、掘进速度和土仓压力等掘进参数。

（3）掘进中应监测和记录盾构运转情况、掘进参数变化和排出渣土状况，并应及时分析

反馈，调整掘进参数和控制盾构姿态。

（4）应根据工程地质和水文地质条件，向刀盘前方及土仓注入改良剂，渣土应处于流塑

状态。

二、泥水加压盾构掘进

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