土压平衡盾构土舱压力控制技术.pdfVIP

百学须先立志。——朱熹

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土压平衡盾构土舱压力控制技

术

提要：近年来，随着大量盾构隧道工程的兴建，

土压平衡式盾构机使用也越来越广泛。本文结合

工程实际，就土压平衡式盾构土舱压力控制技术

有针对性地进行探讨。

关键词：土压平衡、土舱压力、土体状态

1前言

在土压平衡式盾构的施工法中，为了确保开

挖面的稳定，需要适当地维持压力舱压力，一般，

如果压力舱压力不足，会引起前方地基沉降，发

生开挖面的涌水或坍塌的危险就会增大。如果压

力过大，又会引起刀盘扭矩或推力的增大而发生

推进速度的下降或喷涌等问题。因此，设置合理

的施工土舱压力，提高盾构隧道在施工过程中的

稳定性，对于控制地表沉降、提高掘进速度、降

低掘进成本有着非常重要的意义。

2土压平衡盾构的工作原理

土压平衡盾构的开挖土舱由刀盘、切口盘、

隔板及添加剂注入系统组成。将刀盘切削下来的

碴土填满土舱室，在切削刀盘后面装有使土舱室

仅供参考学习第1页

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内土砂强制混合的搅拌臂。借助盾构推进油缸的

推力通过隔板进行加压，产生泥土压，这一压力

通过碴土及刀盘作用于整个作业面，使作业面稳

定，同时用螺旋输送机排土，螺旋输送机排土量

与盾构推进量相适应，掘进过程中始终维持开挖

土量与排土量平衡，维持土舱内土压力稳定在预

定范围内。土舱内的土压力通过土压传感器进行

测量，为保证预定的土压力可通过控制推进力、

推进速度、螺旋输送机转速来控制，控制原理见

土舱土压力控制示意图1：

当土舱内的土压力大于地层土压力和水压

力时，地表将会隆起；当土舱内的土压力小于地

层土压力和水压力时，地表将会下沉；因此土舱

内的土压力应与地层土压力和水压力平衡。

3土舱压力引起地基沉降或隆起

以上海地铁M8线延吉中路站～黄兴路站区

间下行线施工中反映出的土舱压力和地表沉隆

之间关系进行说明：

盾构推进施工前，提前在盾构通过的轴线上

方设置地面变形监测点，每隔5m一个，盾构施

工前测定初始值。

推进39环时，覆土厚度11.8m，计算土舱压

仅供参考学习第2页

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力0.22Mpa，实际设定为0.26Mpa，推进时，反

映的土舱压力和地表沉隆之间关系如下图所示：

由以上图分析可知，土舱压力设定值与计算

值有较大差别,盾构前方地面隆起较大，说明土

舱压力设定值偏大，而实际的土压力小于设定

值。

推进60环时，覆土厚度12.1m，计算土舱压

力0.23Mpa，实际设定为0.23Mpa，推进时，反

映的土舱压力和地表沉隆之间关系如下图所示：

土舱压力设定值与计算值相同,盾构前方地

面沉隆变化也很小，说明土舱压力设定值适宜，

实际的土压力与计算值基本吻合。

由以上两图看出土舱压力的设定与盾构机

切口前方地