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土压平衡盾构机过富水砂卵石地层施工技术

□中铁十局集团第一工程有限公司王德勇

摘要成都地铁工程项目在施工过程中，由于地层为富水砂卵石层，施工难度比较大，导致刀盘严重磨损，需要频繁

对刀具进行更换。此外，由于地层稳定性差，刀具更换难度大，部分粉细砂层出现了刀盘结泥饼的情况。且由于施

工手段较简单，很多盾构施工参数值的偏差过大，致使盾构机的运行状态不正常，施工进度慢。文章以此工程为

例，对盾构施工技术进行了完善，实现了盾构机的快速掘进，取得了良好的施工效果，值得类似工程借鉴和参考。

关键词富水砂卵石地层；土压平衡盾构机；沉降观测

1、工程概况3、盾构掘进参数的优化

成都地铁一号线沿线地层为第四系松散堆积层，根据地质的通过对隧道的地质情况进行分析，以最大水压位置和最大土

成因和时代情况，可划分成4个工程地质岩组：①第四系全新统人压对盾构机的主要参数来进行详细的计算。分析地质勘察报告，

工填筑土；②第四系全新统冲击层；③第四系上更新统冲积层、确定出盾构顶部埋设深度为18m。对穿越卵石土层的地层按照顺

冰水沉积层；④第四系中更新统冰水沉积、冲击层。地层卵石层序进行标号之后再对其进行仔细的核对，盾构机的关键性参数如

密实度大、粗粒粒径大、腐蚀性高，卵、砾石主要为中风化，充下：推力为20547.56kN、扭矩为3955.2kN.m、刀盘驱动功率为

填物主要为中细砂。卵石单轴抗压强度为65.4~184MPa，平均值483kw、同步注浆量为4.05m3。

为102.1MPa，极值为206MPa。地层具有卵石含量高、地下水盾构机在进行施工的过程中，项目部需要对施工人员的管理

位高、卵石强度高的特点。由于地下水丰富、水压比较大，当卵工作进行强化，施工人员需要及时地向其反应施工数据，从而对

石地层被扰动后会出现涌水的情况，严重时会影响掌子面的稳定其进行全面的优化，确定出最佳的数据参数。数据参数优化措施

性。因为卵石强度比较大、耐腐蚀性高，刀具磨损严重，需要频如下：

繁地更换刀具，这些问题是盾构机施工中的重点和难点[1]。（1）在对土层进行切削时主要使用滚刀、齿刀和周边刮刀

为主的刀盘，采用低速大力向前进行推进工作[4]。（2）在盾构机

2、砂卵石地层的沉降机理向前掘进时，需要适当地提高土压力，避免出现涌砂现象，并且

在成都地铁施工中，砂卵石地层属于一种非常典型的不稳在实际的掘进工作中不断地对土压力进行调整。（3）采用两种不

定地层，由于卵石之间的空隙比较大，并且卵石中间填充着各种同的方式来确定出土舱压力数字，并且需要确保切削土量和排土

砂层，结构非常松散，不具备黏聚力，而且地层中水的含量比较量的相对平衡，从而确保土舱内部压力的相对平衡。（4）盾构机

大，透水性较差，在进行开挖时会出现砂流失、水流失的情况，的掘进速度主要借助盾构推进力、转速来对其进行调控；盾构机

进而诱发坍塌[2]。额排土量主要借助输送机的工作转速来对其进行调整。在实际的

盾构机在掘进过程中，会扰动地层，如果开挖量过大或出现掘进工作中，施工人员需要根据实际的工作情况、地质情况等来

超挖的情况，会使上部一些松散地层或渣土流入到土舱中，从而对盾构机的工作参数进行调整优化。（5）在盾构机向前掘进过程

造成上部覆盖地层出现连续松散和塌陷的情况。并且该松散和塌中，需要采用渣土改良技术，以便于提高渣土的流动性。此外，

陷过程会逐步传递到上层，并使地表出现塌陷或沉降的情况。还需要对输送器的出土情况和工作情况进行密切关注，调节添加

研究发现，该