富水砂层盾构掘进技术
摘要：随着对地下空间的不断深入的挖掘与使用，我国众多的二三线城市也开始了地下铁路工程建设。近几年来，在富水沙土地层中，盾构施工一直是一个备受重视的课题。相对于常规隧道施工，盾构法因其速度快、适应性强、自动化程度高和环境干扰小等优势，被广泛用于城市轨道交通建设中。但在富水沙质地层中，盾构施工极易出现工具磨损、管片上浮、施工参数反常、突水等问题，严重时会造成安全事故。本文借南通市城轨交通2号线一期工程探讨富水砂层盾构掘进技术。
关键词：富水砂层；地铁盾构；掘进技术
1工程简介
1.1工程下穿地质条件
南通市地处长江下游冲积平原，地形平坦，地貌类型单一。总体上，本标段拟建地下区间沿线地势一般较平坦，仅河道区域地势稍低。本工程沿线场地表层普遍分布的第①1层杂色填土、一般厚度约为1.5~3.0m左右，局部区域较厚，为3~5m,呈松散状态，表层为路面，含大量碎石、碎砖、混凝士等杂物:下部以粉性土及粘性土为主。填土在市政道路、市区建(构)筑物处分布较厚，成分较杂，均匀性差，其当填土厚度较大、且土质较为松散时，隧道掘进、联络通道施工造成对地表的影响也会较其他区域大，施工应引起注意。
1.2工程水文地质条件
沿江地表水流以流经河道及相邻河道为主。该地区地表水体系统发育，其水位变化与长江流域的水位变化及大气降水量变化密切相关。通过对该地区的水文地质分析，确定了该地区的水头深度在2-5 m之间。位于工地④1 t层的较低部分的⑤1、⑤2、⑤3层直接与⑥层连通，可以被看作是一级承压含水层，故这一层的地下水是一类承压含水层。该地层因其厚大，且含大量淤泥，故地下水与承
压水的水力关系不明显。④1t层与下部第⑤层承压水相连，故④1t层与承压水
水力联系较强。
2盾构掘进施工工艺
在富砂土地层中，盾构机的掘进将导致地面出现隆沉现象。在较低的设计土
压力下，地面将出现明显的下陷现象，而在较高的土压力下，地面将出现隆起现象。富水砂层自身构造疏松，水分含量较高。注浆不彻底，会使其内部水分损失，产生沉陷；注浆量大，又会改变砂岩地层的构造，使其产生凸起。在富水砂岩地
层中，注浆工作对盾构机的稳定起着至关重要的作用。
2.1掘进施工参数控制
区间沿线地貌为长江三角洲冲积平原区。岩性主要为粉（砂）土等。因此盾
构机在全程推进过程中主要采用加泥式土压平衡模式。掘进控制管理主要有六个
方面:
（1）土仓压力；
（2）推进速度；
（3）总推力；
（4）排土量；
（5）刀盘转速和扭矩；
（6）注浆压力和注浆量。
其中土仓压力是主要的管理指标。
盾构掘进施工过程中，按照《盾构区间施工监测方案》加强盾构正常掘进及
下穿建筑物、管线过程的监控量测，并及时对监控量测数据进行分析和汇总，将
结果反馈给土建工程师和盾构机司机，方便其在后续施工过程中对盾构掘进参数
进行优化和调整。
2.2土压控制
土压力的控制有两个运行模型：
（1）一种对倾卸量进行控制的倾卸运行控制方式，是一种为了维持开挖面上的土壤压力的稳定，而对倾卸量进行了检测，从而使螺旋式运输机的转速发生变化。在这种情况下，盾构的推进速度由人工提前设定；
（2）为了控制输入的土壤数量而进行的推进工作的控制方式，也就是，为了维持挖掘面上的土压力稳定，利用探测到的土压力传感器，对盾构机的推进速率进行控制。在这一点上，通过人工方式事先确定了螺旋运输机的转速。
2.3渣土改良
（1）渣土改良的作用
渣土改良旨在实现盾构掘进的残渣在掘进过程中，既保持其流塑性好、稠度适中、渗透率低、摩阻低等特点，以达到在各种地质环境下，采用多种掘进方式进行掘进作业的要求。
（2）渣土改良的方法
①发泡剂：用来预防中层泥地层中的盾构施工中出现的“刀盘泥饼”。对在刮板上和储泥槽中加入泡沫进行了改良，并根据需要加入到螺旋运输机中。在注塑过程中，可按具体条件选择手动、半自动、全自动两种方式。
②膨润土：膨润土浆可提高渣体的粘度、抗渗性及流动性，提高渣体在土槽及螺旋式输送机内的粘滞特性，并对渣体的流动及输送起到一定的作用。膨润土浆液可以作为一种润滑材料，对降低螺旋桨叶片的磨损和防止螺旋桨在输送时的阻塞起到了很好的作用。用一台膨润土泵将其抽取出来，然后将其与前面的封闭土槽及螺旋式运输机相连，用于加固地基。膨润土的加注既可实现人工加注，也可实现自动化。
③水：是一种十分普遍的改质物质，被大量应用于各种炉渣的改质项目。采用水能够降低装置在运转时所产生的温度，减小了炉渣与装置的摩擦，减小了炉渣间的粘性，并能有效地改善炉渣的流动性。
2.4掘进参数
（1）掘进参数的选择
根据隧道的地质情况及周边环境条件和盾构掘进特点，选择盾构掘进参数。
①在掘进过程中，要对盾构前方的均衡压力进行严格控制，避免出现超掘、欠掘现象，并尽可能减少均衡压力的波动。
②对盾构机的掘进进行了严密的控制，并尽可能使掘进过程保持平衡，尽可能降低对周边土体的干扰，以免在路途上出现较大的延迟。
③为了避免因推力不协调而引起的地表塌陷，盾构机的总推力应控制在1100-1600 t之间。
④刀盘扭矩应控制在1000~3000KN·m。
⑤刀盘转速为0.8转/min。
（2）初期掘进的参数控制管理
在盾构法施工过程中，施工难度较大，切忌操之过急，要稳扎稳打。在施工初期，对盾构机的推进速度、土槽压力、注浆压力进行了适当的调节。建议的参数为：10-20 mm/分钟，1.0-1.4巴，注浆压力0.15-0.3 Mpa （以地层为主）。在盾构机尾端入土后，采用同步注浆的方法，实现了在洞口处的水泥浆液迅速固化，避免了地下水的渗入，同时也是为了填满盾构机与管片的间隙。
（3）土仓压力计算依据：
①土仓压力设定
在静态土压的基础上，通过对地基的观测，实现了动力调节。针对南通地区多为粉砂层的特点，借鉴其它地区的工程实践，提出了以地表沉降量2 mm作为判别土压力的方法。以易家桥车站的南边（起点）为例，进行了静力土压力的计算：
始发地层概况
②静止土压力:
P=18.6*0.42*1.6+19.3*0.39*2.6+19.6*0.38*2.8+19.6*0.36*10=123.5KPa= 1.25bar。鉴于起始端的加固土硬度较高，具有较强的自支撑能力，并结合现场监测，将开挖压力设置在1.2-1.3bar之间。
3结论
①在富水砂地层中，开展盾构土压力平衡施工前，需开展刀盘工具适配及执
行机构物性参数优化，防止刀盘磨损、加大扭矩、推力，以及施工参数出现异常、盾构施工异常及地表沉陷等问题。②在富水地层中采用土力均衡法施工的情况下，必须事先做好防渗构造的设计，以防止盾构构造物进入到水里或淤泥里，从而对
施工产生不利的影响。③必须对施工过程进行必要的施工控制，尤其是在不能用
注浆来处理浮管的情况下，必须对施工过程中的盾构机竖向位姿进行适当的调整，以保证施工过程中所需的施工质量。④在砂质地层中，适当利用发泡材料，可有
效地提升EPB盾构机在砂质地层中的作业效果。
参考文献：
[1]李翰卿.富水砂层土压盾构掘进地表沉降控制技术[J].智能城
市,2020,6(24):129-130.
[2]王金力.富水砂层泥水盾构始发关键施工技术探讨[J].北方建
筑,2019,4(02):65-69.
[3]贾波.盾构穿越富水砾砂层施工技术探讨[J].居舍,2019(06):67-68.
[4]唐卓华,徐前卫,杨新安,邱龑,龚振宇,张松.富水砂层盾构掘进碴土改良
技术[J].现代隧道技术,2016,53(01):153-158.
富水易液化砂层盾构近距离下穿既有铁路控制施工工法 富水易液化砂层盾构近距离下穿既有铁路控制施工工法 一、前言近年来，随着城市建设的不断推进，既有铁路线路的改造和扩建成为大城市的重要任务。然而，由于土质条件的限制，部分地区的施工难度较大，特别是富含水分的易液化砂层。为了解决这一问题，富水易液化砂层盾构近距离下穿既有铁路控制施工工法应运而生。 二、工法特点富水易液化砂层盾构近距离下穿既有铁路控制施工工法具有以下特点：1. 小幅度下沉：通过控制盾构机的下沉速度，实现对盾构机的精确控制，保证周围土体不发生液化。2. 富水地层抗液化措施：在盾构机面前设置孤立墙、虚拟墩台等辅助结构，形成抗液化“空岛”，保证施工工作区域不受地下水涌入导致液化的影响。3. 盾构机挖掘与推进协调进行：通过精确控制盾构机的推进速度和挖掘深度，保证盾构机在施工过程中保持平稳运行，并将土层的液化风险降到最低。 三、适应范围富水易液化砂层盾构近距离下穿既有铁路控制施工工法适用于富含水分的易液化砂层情况下的盾构施工。适用范围包括但不限于城市地铁、高铁等交通工程中的近距离下穿既有铁路施工。
四、工艺原理富水易液化砂层盾构近距离下穿既有铁路控制施工工法的实现基于以下工艺原理：1. 土层力学特性分析：通过地质调查和实验数据分析，确定富水易液化砂层的物理性质和力学特性，为施工工艺的制定提供依据。2. 盾构机控制 原理：通过对盾构机的控制系统进行优化设计，实现对盾构机在施工过程中各项工艺参数的准确控制。3. 抗液化措施研究：通过钻孔、水文监测等手段，分析富水地层的液化特性，提出抗液化措施。 五、施工工艺富水易液化砂层盾构近距离下穿既有铁路控制施工工法的施工过程分为以下阶段：1. 盾构机进洞：通过 土层开挖和推进支护等工艺步骤，将盾构机推进到施工起始点，并进行水平和垂直的调整。2. 区域封闭：在盾构机进洞面前 设置孤立墙、虚拟墩台等封闭措施，形成抗液化“空岛”，保证 施工工作区域不受地下水涌入导致液化的影响。3. 盾构掘进：通过精确控制盾构机的推进速度和挖掘深度，逐步推进并开挖土层，同时实施支护，保证盾构机的稳定运行。4. 站驻封闭：在盾构机推进至站点时，进行站驻封闭工作，确保盾构机的稳定和工作区域的安全。5. 盾构机回撤：在完成隧道穿越后， 通过控制盾构机的回撤速度和挖掘深度，使盾构机依次回撤，并进行水平和垂直的调整。 六、劳动组织富水易液化砂层盾构近距离下穿既有铁路控制施工工法的劳动组织包括施工队伍的组织和管理，施工进度的安排，人员的培训和安全教育等。 七、机具设备富水易液化砂层盾构近距离下穿既有铁路控制施工工法中使用的机具设备包括盾构机、钻孔设备、水文监
土压平衡盾构机在富水砂卵石地层快速 掘进施工技术 江苏省无锡市214104 摘要：当前我国贫水渐稀的地区，在地质条件下，进行开挖施工是非常重要 且必要的。但是由于目前掘进技术水平有限以及现场环境中存在大量不可控因素 和风险。针对这一问题提出了一种能够有效控制地层压力、恢复地表沉降等措施。本文将对富石砂层快速掘进施工方案展开研究与分析，并给出具体参数计算方法 及程序实现其质量指标验收标准的形成，为该区域在贫水地区进行盾构隧道开挖 施工提供理论依据和技术保障；并对其进行实际施工效果的分析和评价，为该区 域地铁盾构隧道掘进技术奠定一定基础。 关键词：土压平衡盾构机；富水砂卵石地层；快速掘进； 1. 引言 在盾构施工过程中，由于掘进速度大，刀盘回旋半径小，切削能由深变短逐 渐接近地面的能力较差。随着开挖深度不断增大而引起了土压力波动和地层结构 性的破坏。如何保证隧道工程安全、顺畅进行是目前亟待解决的问题之一：一是 针对不同岩体破碎程度和变形性质采用合适刀具选择原则；二是对于同一类型地 质构造采取同样方法掘进技术十分必要，保证掘进速度和切削性能的同时，还需 考虑土体弹性变形机理，以确保刀盘在施工过程中不会发生离析或崩裂；三是针 对不同地质构造应采取相应的盾构机刀具选择方法，从而确保施工安全及地面交 通畅通，减少地面交通堵塞，降低盾构机掘进施工对土体的扰动，保证隧道工程 安全顺利推进。 1. 土压平衡盾构机的工程应用技术研究
在盾构机的隧道施工中，由于地面条件复杂，容易受到自然因素影响。所以我们需要对地层进行详细勘察工作。首先是地质情况分析：对于地表以下地区要充分了解和掌握地物所处环境；其次就是根据实际情况选择合适的掘进方式以及参数确定刀盘、推进机械与土壤之间是否处于平衡状态等问题；最后还包括在盾构机运行过程中遇到异常状况时如何应对，以保证整个工程不会受到影响或者降低事故率，从而使施工质量得到保障。 2.1土压平衡盾构机的总体规划 根据盾构机的总体布置图，将土压平衡仪、注浆管路系统及掘进控制系统等设备放置在地铁车站施工场地，并对整个隧道工程进行整体规划。 1）首先要保证盾构推进后能够迅速排出切削液。 2）其次就是确保土压力平衡仪处于正常水平。其作用是通过控制刀具和输送泵实现同步运动来调整地层的自重与牵引力、避免出现超压现象；同时也能防止地面产生隆起或者下滑情况发生，从而影响施工进度。盾构机一般是在地下空间开挖进行的，因此需要对掘进速度和推进时间等因素加以控制。 2.2项目管理 盾构机的开发使用，为满足施工质量、工期和安全等方面要求。在设计阶段要根据施工现场条件进行综合考虑。本项目采用土压平衡盾构隧道掘进技术，并通过对其结构参数计算确定合理的设计方案；同时结合工程建设经验及相关规范规定制定切实可行的管片尺寸以及开挖刀具选型与布置原则等内容来保障工程进度顺利开展，达到保证质量、降低造价和缩短工期目的。在施工中要根据工程的实际情况，选择合适盾构机类型[1]。 1. 土压平衡盾构机在富水砂卵石地层快速掘进施工中的必要性 3.1土压平衡盾构机在富水砂卵石地层快速掘进施工中存在的主要问题
盾构机掘进技术培训总结 一、掘进参数的选择 1、掘进参数的选择依据：①地质情况判断②盾构机当前姿态③地面监测结果反馈④盾构机状况； 地质情况的判断依据：①地质资料及补勘资料②掘进参数变化③渣土状态。 也就是说，盾构机目前要在什么样的地层中施工，是硬岩、软岩、沙层，还是断层等；目前盾构机的中心线是不是与隧道设计中心线相吻合，有偏差，怎样的偏差？地表面是不是有沉降？沉降了多少？建筑物是否有影响？盾构机目前的刀具状况怎样的？各系统是不是完好？等等 由于盾构机的可操作性很强，掘进参数的选择不能一概而定，需根据不同的实际情况选择相应的掘进参数。如：在地质条件较破碎的地质情况下应采用低速掘进，但刀具磨损较快时，应考率调整刀盘准速和掘进速度已获得最佳的贯入度；又如：盾构机栽头且偏离中线较大时，应考虑蛇行纠偏，防止过急纠偏造成管片开裂、错台或渗水等问题；所以掘进中一定要根据现场实际情况，灵活正确地选择掘进参数。 2、影响掘进的主要参数：掘进模式、土仓压力、刀盘扭矩、刀盘转速、推进力、推进速度、螺旋输送机扭矩、铰接油缸的行程、泡沫注入率等 二、掘进模式的选择 1、土压平衡式盾构机的掘进有三种模式：①敞开模式②半敞开模式③土压平衡模式 采取何种掘进模式关键在于地层的自稳性和地下水含量决定的。 a 、敞开模式 该模式适用于能够自稳、地下水少的地层。该掘进模式类似于TBM掘进，盾构机切削下来的碴土进入土仓内即刻被螺旋输送机排出，土仓内仅有极少量的碴土，土仓基本处于清空状态，掘进中刀盘所受反扭力较小。由于土仓内压力为大气压，故不能支撑开挖面地层和防止地下水渗入。
b 、半敞开模式 半敞开式有的又称为局部气压模式，该掘进模式适用于具有一定自稳能力和地下水压力不太高的地层。其防止地下水渗入的效果主要取决于压缩空气的压力。掘进中土仓内的碴土未充满土仓，尚有一定的空间，通过向土仓内输入压缩空气与碴土共同支撑开挖面和防止地下水渗入。 c 、土压平衡模式 该掘进模式适用于不能稳定的软土和富水地层。土压平衡模式是将刀盘切削下来的碴土充满土仓，并通过推进操作产生与土压力和水压力相平衡的土仓压力来稳定开挖面地层和防止地下水的渗入。该掘进模式主要通过控制盾构推进速度和螺旋输送机的排土量来产生压力，并通过测量土仓内土压力来随时调整、控制盾构推进速度和螺旋输送机转速。在该掘进模式下，刀盘所受的反扭力较大。 2、土压平衡的建立 通过对掘进速度、出土速度的控制实现盾构机的土仓压力与掌子面的土压和水压平衡防止地层坍塌。 即掌子面的压力控制因素：①盾构机的掘进速度②螺旋输送机的转速③螺旋输送机的开度
盾构在富水含砂层中掘进施工的渣土改 良技术措施 摘要：土压平衡盾构法施工因其良好的适应性和安全性等优点，在地铁隧道、大型地下通道等基础设施建设中得到了广泛的应用。然而，在富水砂层中，土压平衡盾构机掘进施工普遍存在螺旋机喷涌、摩阻力大、推力波动大等难点，影响施工质量并带来较大安全风险。为解决这个问题，本文过项目实例中上海地区砂性土地质特点，通过合理使用适当比例的高分子聚合物对渣土进行改良，改善盾构施工参数、有效控制喷涌，使盾构法在富水砂性土层中掘进顺利实施。 关键词：盾构法、富水砂层、渣土改良 0、引言 土压平衡盾构机在富水含砂地层中施工有较大的风险，如处理不当，不仅会出现螺旋机喷涌造成涌水、涌砂工程事故，破坏既有隧道结构，同时，将大大缩减盾构机的使用寿命。在该地层中掘进须对渣土性能进行改良，控制渣土流塑性满足出土要求。随着盾构法施工配套技术的逐渐完善，渣土的管理和改良对改善盾构机在不良地层（特别是富水砂层）中推进性能的作用，越来越引起工程建设者们的重视。 1工程概况 1.1、项目概况 硬X射线自由电子激光装置项目主要由长约3.2km地下隧道、5个竖井及竖井附近的地面设施组成。其中，一号井至二号井区间隧道里程范围SK0+000.000~SK1+430.000，长度1430m，隧道内径φ6300mm、外径φ7000mm。采用一台直径φ7200土压平衡盾构机掘进施工，隧道最大纵坡为0.02％，顶覆土厚度26.0~32.4m。
图1项目平面布置图 1.2、工程地质情况 区间隧道主要位于⑦1草黄色砂质粉土，该土层主要力学性能参数为：含水量27.5%、重度19.0KN/m3、孔隙比0.778、地基承载力特征值418kPa、渗透系数Kv=4.21E-04cm/s。⑦1草黄色砂质粉土为上海第一承压含水层，透水性强，在一定动水压力作用下易产生流砂现象。 图2盾构穿越富水含砂层地层图 1.3、难点分析 ⑦1草黄色砂质粉土为承压水层，在水动力作用下，易产生流砂、管涌、坍塌等现象。土压平衡盾构在该土层中施工，易发生螺旋机喷涌，导致掘进面不稳定；突发性的涌水和流砂还将引起地面较大沉降，严重时会造成地面突然塌陷。因此，亟需对盾构掘进渣土进行改良，以改善出土状态及推进稳定性。 2、渣土改良的作用 在盾构的施工过程中，特别是在复杂地层或特殊地层中进行盾构施工时，进行必要的渣土改良是保证盾构施工安全、顺利、快速的一项不可缺少的重要技术手段，其主要作用如下：
富水砂卵石地层中盾构施工的控制难点及措施 段浩 引言：随着中国经济的快速增长、城市人口数量迅速膨胀，机动车辆的数量呈级数比例增长，原有的市政道路难以满足交通的需要，为缓解城市交通压力、创造良好的生活和投资环境，国内各主要城市均选择修建地铁工程来提升城市形象和投资环境。隧道是地铁工程最主要的组成部分，隧道盾构法施工具有施工速度快、工期短、洞体工程质量易控制、质量比较稳定且良好的防渗水性能、施工安全系数高、对周边建筑物影响极小、基本不影响地面交通、适合地层范围广、地质情况复杂的施工作业环境等优点。随着我国各大城市地铁建设热情的高涨，隧道盾构施工方法必将在地铁建设中被广泛推广应用。盾构施工虽然有对地层的广泛适应性、施工安全系数高等优点，但因地质情况千变万化、施工环境的复杂性，在盾构施工中必然存在盾构机的适应性和施工方法、措施的调整。成都地铁穿越的地层主要为砂卵石地层并夹杂有粉细砂层透镜体，地下水丰富、水位高、补给迅速，国内、国际在该种地质条件下全面实施盾构施工隧道尚不多见，无较多经验可以借鉴，在地铁建设史上的应是一次重要技术性突破。截至目前成都地铁采用泥水盾构和土压平衡盾构施作的隧道，已经完成成型隧道1000余米，在施工中出现一些有别于其它地质情况下施工的难点，对这些难点的技术处理为在富水砂卵石地层中盾构施工积累了一些应对的经验。 成都地铁地质情况描述：
盾构隧道从<2-8>、< 3-4>、<3-7〉等砂卵石地层中通过。卵石成分主要为灰岩、砂岩、石英岩，卵石的含量达67％，中间夹杂大漂石。砂卵石具有分选性差，强度高的特点。 <2-8>卵石土（Q4al）：黄灰色，黄褐色，中密～密实为主，部分密实，潮湿～饱和。卵石成分主要为中等风化的岩浆岩、变质岩、砂岩等硬质岩组成。磨圆度较好，以亚圆形为主，少量圆形，分选性差，卵石含量65～75%，粒径以30～70mm为主，钻探揭示最大粒径145mm，夹零星漂石，充填物为细砂及圆砾。 <3-4>粉、细砂（Q3fgl+al）：灰绿色，饱和，中密，夹少量卵石。呈透镜体状分布。 <3-7>卵石土（Q3fgl+al）：褐黄、黄色，以中密～密实为主，饱和。卵石成分主要为中等风化的岩浆岩、变质岩、砂岩等硬质岩组成。磨圆度较好，以亚圆形为主，少量圆形，分选性差，卵石含量60～75%，粒径以30～70mm为主，据钻探揭示，最大粒径150mm，夹零星漂石，充填物为砂及砾石，具弱泥质胶结或微钙质胶结。 隧道通过的地层含水丰富，根据钻孔揭示，隧道区间分布的卵石土及所夹透镜状砂层为地下水主要含水层，含水量丰富，含水层厚20～22.6m，区间范围内卵石土分选性差，渗透性强。
盾构在砂层中掘进的技术措施 、概况 盾构在砂层中穿越，地面为城市交通要道或湖面，隧道埋深约为14.3m,砂层为 7.8m 良好的富水和透水地层，饱含地下水，渗透系数为8.26?29.11m/d。 、盾构机技术特点 1、土压平衡式盾构又称削土密封式或泥土加压式盾构。适用于含水的软土、软岩、硬岩及混合地层的隧道掘进。 2、掘进施工可采用复合式土压平衡盾构机具有敞开式、半敞开式及土压平衡三种掘进模式。掘进操作可自动控制、也可半自动控制或手动控制。通过试验 段的掘进选定六个施工管理指标来进行掘进控制管理：a 土仓压力；b推进速度；c 总推力；d、排土量；e、刀盘转速和扭矩；f、注浆压力和注浆量，其中土仓压力是主要的管理指标。 3、盾构机配备了自动导向系统, 可控制和稳定掘进方向, 具有灵活转向纠偏能力。 4、盾构刀盘结构能满足不同地层的掘进速度要求。 5、盾构配备了同步注浆系统, 有利于控制隧道周围土体沉陷及建筑物保护。 6、盾构配备了泡沫及膨润土注入系统, 有利于碴土改良。配备了压缩空气系统, 有利于防止工作面的渗水及控制地表沉降。 三、掘进施工技术 1、出现问题：盾构机在富水砂层施工时，容易引起地层沉降大、隧道喷涌、盾构姿态难控制等问题。 2、主要施工技术措施 1）采用土压平衡模式掘进，进行开挖面稳定计算，设定合理的掘进参数， 控制盾构机姿态，控制土压力以稳定开作面，控制地表沉降，将施工对地层的影 响减到最小。 1）掘进过程土仓顶部压力控制在 1.0bar,掘进速度控制在30mm/min以 上，出土量不得大于50m3； 2）盾构机姿态保持向上，趋势控制在范围±4。
3）掘进的过程必须尽可能的快，中间尽量减少停滞时间。 4）在掘进接近1600mm 时根据土仓顶部压力减少或不出土，以使掘进至 1800mm时土仓顶部压力达到2.0bar~3.0bar范围。 2）注入泡沫剂 1）盾构掘进过程中向土仓内及刀盘面注入泡沫等添加材料, 形成隔水泥膜， 防止水从地层中渗出，提高土仓内碴土的稠度来改善碴土的止水性以及在螺旋输送机上安装保压泵碴装置，以使土仓内的压力稳定平衡。防止涌水流砂和发生喷涌现象, 并利于螺旋输送机排土。 2）富水砂层中掘进可适量往土仓加入发泡剂，但必须根据实际情况严格控 制发泡剂配比及加入量。 泡沫溶液的组成：泡沫添加剂2%,水97%。泡沫组成：90?95%压缩空气和5?10%泡沫溶液混合而成。泡沫的注入量按开挖方量计算。 3）保持连续掘进，减少盾构机停顿时间。 4）适当缩短浆液胶凝时间，保证注浆质量。 盾尾同步注浆的量与地面沉降有较大关系，过少会造成地面较大的沉降，过多会窜浆至地面, 污染环境。富水砂层注砂浆极易往外扩散, 在掘进过程需根据 注浆压力（0.3?0.4MPa —般而言，注浆压力取1.1?1.2倍的静止水、土压力，）和地面情况及时调整注浆量（一般为建筑间隙的180%?200%），对管片背后对称均匀压注。注浆的标准是确保脱出盾尾的管片背后的空隙能填满，这不仅可降低后期地面的沉降,也对管片防水起到一定有利作用。 盾尾同步注浆是从盾尾圆周上的四个点同时注浆，考虑到水土压力的差别和防止管片大幅度下沉和浮起的需要，各点的注浆压力将不同，并保持合适的压差，以达到最佳效果。在最初的压力设定时，下部每孔的压力比上部每孔的压力略大0.5? 1.0bar。 穿越粉砂土层,同步注浆采用水泥砂浆,浆液的配比如下表。 胶凝时间：一般为3?10h,根据地层条件和掘进速度，通过现场试验加入促凝剂及变更配比来调整胶凝时间。对于强透水地层和需要注浆提供较高的早期强度的地段，可通过现场试验进一步调整配比和加入早强剂，进一步缩短胶凝时间，获得早期强度，保证良好的注浆效果。 固结体强度：一天不小于0.2MPa （相当于软质岩层无侧限抗压强度），28 天不小于 2.5MPa （略大于强风化岩天然抗压强度）。 浆液结石率：＞95%,即固结收缩率＜5%。
富水砂卵石地层土压平衡盾构施工工法 中铁隧道股份有限公司 章龙管、杨书江、罗松 一、前言 盾构施工以其安全、快速、高效在国内外地下工程，尤其是城市地下铁道建设中得到越来越广泛的应用。但是，在富水砂卵石地层中还没有采用过。在使用盾构法进行城市地铁隧道修建中，不可避免的要对线路沿线地面建（构）筑物造成一定程度的影响，要求在盾构施工时既要保证盾构施工隧道本身的安全，还要解决好盾构穿越地层时对邻近既有建（构）筑物的影响问题。成都地铁一号线四标区间隧道沿成都市南北城市交通主干道人民南路下放穿行，沿线建（构）筑物众多，管线密集，盾构隧道全长4878.9m，埋深9~15米,隧道洞身地层基本为全断面砂卵石层，国内尚无在该地层中盾构掘进施工的工程实例。在施工中，需要防止由于盾构隧道施工引起的地层移动和地表沉降，避免地表及周边既有建（构）筑物发生过量变形与破坏，是一具有相当难度的技术难题。如何解决盾构设备配套、碴土改良和同步注浆等，将成为盾构隧道施工成败的关键，也为以后国内类似工程提供经验和参考。因此，开发此工法非常重要和必要。 结合隧道局科研课题“富水含大漂石砂卵石地层盾构施工关键技术研究（隧研合2006-26）”，中铁隧道集团成都地铁项目部开展了科技创新，取得了“富水砂卵石地层土压平衡盾构施工技术”这一新成果。形成了富水砂卵石地层土压平衡盾构施工的施工工法。该工法由于在处理成都特有富水砂卵石地层盾构掘进进度，施工质量以及盾构施工对既有建筑物、管线影响方面效果均较明显，技术先进，故有显著的社会效益和经济效益。 二、工法特点 富水砂卵石地层土压平衡盾构施工工法具有施工质量高、施工进度快、施工安全对地面影响小的特点。 （一）、施工质量高 该工法在成都特有的富水砂卵石地层中施工效果好，施工质量高。成型隧道各方面指标均符合国家规范要求，管片错台、破损、渗漏均和少发生。 （二）、施工进度快 该工法在成都特有的富水砂卵石地层中还体现出施工进度快的特点。 盾构机于2007年9月8日在现场组装完成并顺利始发，2008年1月29日完成火~桐区间945.1米的掘进，区间顺利贯通。2月1日至2月28日盾构机过桐梓林站，2月28日在桐梓林站始发，截至4月26日桐~倪区间已掘进494.5米。 左线最新最高月进度2008年3月1日~3月31日掘进234环，共357米，创造了在成都特有富水砂卵石中盾构掘进新记录。 （三）、施工安全对地面影响小 ①该工法施工不受地面交通、河道、航运、潮汐、季节、气候等条件的影响，地面人文自然景观也受到良好的保护，周围环境不受施工干扰； ②土压力平衡盾构在施工过程中对地表影响与浅埋暗挖等其他施工方法比较较小，且更易控制，地表相对安全。 ③按欧美和日本的施工经验，地层渗透系数与盾构选型关系示意图，则应选择泥水盾构，但通过实践证明，针对成都地铁的水文地质条件，该盾构选型示意图并不是唯一条件，还有砂卵石的含量、粒径，地层的富水等条件。在做好针对本水文地质在刀盘设计、刀具布置、刀盘开口率、推力主驱动能力配置的情况下，土压力盾构是完全能够满足成都特有水文地质条件下的施工要求的。 三、适用范围 富水砂卵石地层中，临近建（构）筑物、管线密集、地面条件限制、地层构造复杂的土压平衡盾构地下工程施工。
富水砂层土压平衡盾构关键施工技术 在富水砂层中采用土压平衡盾构掘进施工，具有较大的风险和难点，本文南京地铁TA15标工程土压平衡盾构施工的成功实例，文中主要分析了富水砂层中土压平衡盾构施工中的重点、难点。为增强盾构机的防水性能，对盾尾、铰接、将螺旋输送等密封系统做的技术上的改进。 标签：土压平衡盾构机;富水砂层;掘进参数 一、前言 土压平衡盾构对全断面富水砂层的适应性是一个较复杂的综合技术问题，掘进施工中面临着如何保证高灵敏性土体稳定的难点以及隧道喷涌、地层沉降大等风险。要取得良好的施工效果，需要从改善盾构机设备的性能配置、施工工艺参数（掘进参数）、辅助措施（碴土改良）等方面综合考虑。 二、盾构机设计要考虑的关键因素 TA15标盾构机由德国引进。本工程中主要对盾构机的密封系统和盾构机刀盘系统做了改进。 1、盾构密封系统 富水砂层中的土砂在高水头压力下可能从各种间隙涌入隧道，为此盾构设计必须有良好的密封系统，其中重点保证盾尾系统、铰接系统和螺旋输送机的密封防水性能。 （1）盾尾密封系统 盾构机盾尾设计了3排环形弹性较好的钢丝刷，每排钢丝间距30cm，构成2个盾尾油脂仓;2个仓共设8个油脂孔，掘进中自动或手动注入密封油脂，减少钢丝刷磨损和填充钢丝刷之间的空隙，防止砂水进入盾构机。 （2）铰接密封系统 铰接利于盾构曲线施工，其连接部位必须考虑防水措施。铰接部位除了采用弹性橡胶条，还设置了应急橡胶气囊。当橡胶止水条不能满足防水要求时，立即向橡胶气囊充气，使气囊膨胀暂时堵塞空隙，然后逐步缩回后体。 （3）螺旋输送机密封系统 为有效防止“喷涌”，螺旋输送机设计了双闸门。前闸门通过螺旋轴伸缩来实现关闭，后闸门随时能关闭。如果施工人员带压进行土仓作业，前闸门可进一步
盾构在砂层中掘进的技术措施 盾构是一种用于地下隧道建设的现代化设备，其掘进技术措施在砂层中的应用尤为重要。砂层是一种砂质土壤，具有颗粒大、孔隙率高、透水性好等特点，因此在盾构掘进过程中需要采取一系列技术措施来保证工程的安全和顺利进行。 首先，在砂层中掘进盾构时，需要进行水文地质勘察和分析。通过对砂层的孔隙结构、含水层分布和水文条件等方面进行深入研究，可以了解盾构施工中可能遇到的水文地质问题，制定相应的施工方案。 其次，为了减小地下水位对盾构掘进的影响，需要进行直井降水或地下水的抽排处理。通过钻井、注浆、泵水等方法，有效地降低地下水位，保持隧道周围地层的稳定，保证施工的安全进行。 盾构机在掘进过程中，需要不断注浆来稳固土体，防止土体松动。特别是在砂层中，由于砂层的颗粒大、透水性好，容易造成土体松动，因此注浆措施尤为重要。注浆可以利用压力泵将浆液注入土体内部，增加土体的黏聚力和抗剪强度，提高土体的稳定性。 盾构施工过程中，还需要进行土体压密处理，以提高土体的密实度。通过盾构机的刀盘和推进系统对土体进行压实、剪切等作用，使土体变得紧密和坚硬。特别是在砂层中，由于砂层颗粒间的空隙较大，需要采取相应的措施来增加土体的密实度。 在砂层中掘进盾构时，还需要进行排土处理。由于砂层颗粒大、透水性好，排土量较大。因此，在盾构施工过程中需要及时排出掘进的土屑，以保持正常的施工进展。
此外，工程管理和安全措施也是盾构在砂层中掘进的重要技术措施。施工过程中需要做好现场管理，合理安排人员和机械设备的调度，保证施工进度和质量。同时要加强安全教育和培训，提高施工人员的安全意识和技能水平，避免事故的发生。 总之，盾构在砂层中掘进需要采取一系列的技术措施来保证施工的安全和顺利进行。从水文地质勘察和分析、直井降水、土壤干燥度控制，到注浆、土体压密和排土处理，以及工程管理和安全措施，都是盾构在砂层中掘进的重要环节。只有综合运用这些技术措施，才能保证隧道工程的质量和安全。
富水砂层盾构施工技术及掘进问题分析 摘要：在富水砂层盾构施工中，由于土体的敏感性，在施工中很难有效地保持 原有土体状态的稳定，容易出现隧道涌水、地表塌陷等问题。为提高富水砂层盾 构掘进施工质量，施工人员应结合当地地质条件，合理设计盾构掘进设备的运行 参数，调整淤泥质土改良配合比，以保持土层的稳定性。本文也将结合呼和浩特 市轨道交通一号线一期工程06标施工对此进行分析。 关键词：富水砂层；盾构施工技术；掘进问题 一、工程概况 本工程为呼和浩特东站～市政府路站区间盾构施工，本区间为反向掘进，即 由大里程往小里程方向掘进。区间起于呼和浩特东站南广场南侧的东站前街上的 呼和浩特东站，出呼和浩特东站后，继续沿东站前街下敷设，穿过万通路过街通 道后进入水岸小镇小区，然后在东河下方向西南侧穿过市政府广场进入市政府站。区间设计起止里程范围为：ZDK20+175.68～ZDK21+876.657，右线隧道长1700.56米，左线隧道长1700.645米（含有一处短链0.332米），区间共设置3座联络通道。 本次施工路段的地质条件较为复杂，在施工区间中还存在部分富水砂层区域，盾构施工中容易出现地表沉降等问题。同时施工人员对施工位置的水文条件进行 了勘测，该区段的地下水主要为上层滞水、基岩裂隙水。根据勘察结果，场地下 伏泥岩裂隙发育，但多呈闭合状，为泥质充填或泥质胶结，试验过程中进水流量 较低，岩石透水能力较弱。 二、富水砂层盾构施工技术 结合沈阳地铁九号线23标盾构区间施工实际，通过盾构在富水砂层中掘进及现场试验发现，单靠注入膨润土进行渣土改良，无法有效地改变渣土的“塑性流动状态”，且容易出现扭矩增加，螺旋机出渣不均匀，掘进速度不稳定，掌子面容易失稳的情况。采用膨润土和泡沫剂进行渣土改良后，渣土改良效果得到了很大的 提高，渣土流动性较好，出渣均匀。膨润土配合采用膨润土∶水=1∶10，泡沫剂 原液比采用2.5%~3.5%的比例充分发泡进行，泡沫液耗量控制在55~60L/环，碴土 改良效果较好。 做好始发和接收前的盾构机检修工作，避免在始发和接收时出现机械故障。 盾构机顶进洞门、开始向前掘进时暂不出碴、超量注入泡沫和膨润土改良渣土， 以建立土仓压力，稳定开挖面土体，待土仓内全部积满渣土后，再根据掘进速度 控制出渣量，避免出现超挖，引起地表沉降。盾构掘进临近接收洞门时，应严格 控制盾构机的姿态，避免出现“叩头”现象。控制掘进速度、逐步减小土仓压力与 推力，切口环超过帘布橡胶后及时接紧钢丝绳，防止泥砂流出。 主要防止措施有以下要点：（1）土仓压力要高于净水压力，避免外界水进入土仓，防止土仓内因地层中大量水的进入而产生泥砂分离、离析进而造成喷涌；（2）控制土仓加水的量，尽量做到出渣偏稀但不离析；（3）具备高分子聚合物 加入系统，土仓渣土离析产生喷涌而不可控时可按照高分子聚合物使用说明适当 加入作为应急措施；（4）尽量缩短停机时间，加强工序衔接，连续施工是克服 喷涌的关键。 三、掘进问题及措施 在进行富砂层盾构施工时，掘进过程主要会引发地表的隆沉，这一过程随着
富水石灰岩上软下硬地层中盾构掘 进施工工法 富水石灰岩上软下硬地层中盾构掘进施工工法 一、前言 随着城市化进程的不断推进，城市地下空间的开发和利用越发重要。然而，一些地质条件复杂的地区往往给盾构施工带来了困难。富水石灰岩上软下硬地层就是其中一种典型的复杂地质情况。为了解决这一问题，设计和研发了适用于该地质情况下的盾构掘进施工工法。 二、工法特点 富水石灰岩上软下硬地层中盾构掘进施工工法具有以下特点： 1. 结构简单：该工法采用盾构机作为主要设备，盾构机具有结构简单、操作方便等特点，能够适应复杂的地质情况。 2. 地层适应性强：对于富水石灰岩上软下硬地层，通过调整盾构机的工艺参数和施工参数，能够适应不同地质情况下的施工需求。 3. 施工速度快：由于盾构机具有自动化控制、巡航掘进等功能，能够实现高效快速的施工，提高施工效率。
4. 施工质量高：通过合理的施工工艺和质量控制措施，能够保证施工过程的质量，确保工程的稳定和安全。 三、适应范围 富水石灰岩上软下硬地层中盾构掘进施工工法适用于以下范围： 1. 地质条件：适用于富水石灰岩上软下硬地层的盾构施工，能够应对地下水丰富、地质层次复杂的情况。 2. 工程类型：适用于地铁、水库、隧道等地下工程的盾构施工，能够满足工程对施工速度和施工质量的要求。 四、工艺原理 富水石灰岩上软下硬地层中盾构掘进施工工法基于以下工艺原理： 1. 地质分析：通过地质勘探和岩土分析，获取并分析目标地层的地质信息，确定地质条件和地质参数，为后续施工提供依据。 2. 工艺参数调整：根据地质参数和施工实际情况，调整盾构机的工艺参数，包括刀盘转速、推进速度和土压等参数，以适应软硬地层转换时的施工需求。 3. 技术措施：采取钻孔预裂、喷浆固结、土压平衡等技术措施，提高施工过程的安全性和稳定性。 五、施工工艺
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。
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。
气压辅助土压平衡盾构机通过泥质粉砂岩与富水砂层复合地层施工工 法 气压辅助土压平衡盾构机通过泥质粉砂岩与富水砂层复合地层施工工法 一、前言随着城市化进程的加速和人口的增加，地下空间的开发和利用需求也逐渐增加。作为城市地下空间建设的重要手段之一，盾构工程在近年来得到广泛应用。然而，在实际的施工过程中，常常会遇到复杂的地质条件，例如泥质粉砂岩与富水砂层复合地层。针对这种情况，气压辅助土压平衡盾构机施工工法应运而生。 二、工法特点气压辅助土压平衡盾构机通过在盾构机前端设置控制气压室和水平刀片，利用气压辅助土压平衡原理，以及盾构机内的压浆注浆装置，实现了对复合地层的穿越和支护。这种工法具有以下特点：1. 高效性：由于气压和注浆的作用，可以明显减小土体的阻力，提高推进速度。2. 纵向稳定性： 通过控制气压和注浆，可以实现在复杂地质条件下的有效支护和较好的纵向稳定性。3. 环境友好性：通过气压辅助和注浆 技术，可以有效控制地下水位和土层沉降，降低对周围环境的影响。4. 节约成本：相对于传统方法，这种工法可以减少支 护工程的投入，提高效率，降低施工成本。
三、适应范围气压辅助土压平衡盾构机工法适用于泥质粉砂岩与富水砂层复合地层。具体而言，适用范围包括但不限于：稠粉质土层、富水砂层、软黏土层、弱岩体等复杂地质条件。 四、工艺原理该工法通过在盾构机前端设置控制气压室和水平刀片，利用气压辅助和注浆技术实现复合地层的穿越和支护。工艺原理如下：1. 控制气压室：通过控制气压室内的气压，可以减小土体的阻力，提高盾构推进速度。2. 注浆技术：盾构机内设有压浆注浆装置，通过注入一定量的注浆材料，巩固土体，提高支护效果。3. 水平刀片：设置在盾构机前端的 水平刀片可以在推进过程中切削和加固地层，确保施工的稳定性和质量。 五、施工工艺1. 前期准备工作：包括清理工地、对地质 条件进行勘察，选择合适的盾构机，安装施工现场所需的设备和材料。2. 卸料设备安装：将盾构机前端的卸料设备安装到 现场，并进行调试，确保其正常运行。3. 控制气压室设置： 在盾构机前端设置控制气压室，通过调节气压实现对土体的控制和支护。4. 注浆装置安装：安装盾构机内的压浆注浆装置，并通过管道与注浆材料连接。5. 推进与支护：盾构机启动后，根据实际情况控制推进速度和注浆量，同时调节气压室内的气压，以实现对复合地层的穿越和支护。6. 完成工作：完成盾 构机的推进工作后，进行现场清理和检查，确保施工质量和安全。 六、劳动组织为了保证施工的顺利进行，需要组织一支高效的施工队伍。施工队伍应包括盾构机操作人员、注浆技术人员、现场监理人员等。
富水砂层盾构施工注意事项 富水砂层盾构施工是指在富水砂层环境下进行的盾构隧道施工工艺。富水砂层是指含水量较高，且颗粒粒径较小的砂土层，相对于其他类型的地层，富水砂层的盾构施工存在一定的难度和风险。下面将从盾构设计、施工方法和安全措施等几个方面详细介绍富水砂层盾构施工的注意事项。 首先，盾构设计方面需要考虑富水砂层的特点。盾构施工在富水砂层中容易发生涌水和土体突泥，因此在设计过程中应采用有效的水封及排泥措施，使得施工过程中水文地质条件得到控制。此外，针对砂层松散性和水稳性差的特点，可以适当增加盾构壳体的保护深度，以确保盾构的施工安全。 其次，在盾构施工方法方面，需要选用适合富水砂层盾构的施工工艺。富水砂层盾构施工可以采用开挖前水封、预冻法或喷浆加固等方法增强地层的稳定性，在施工过程中降低水位的影响。同时，选用适当的推力及掘进速度可以减小地层沉降和土体突泥的风险，确保盾构施工的安全性。 再次，盾构施工中的对地层水文地质条件的监测需要及时、准确地进行。监测手段包括地下水位监测、土体渗透性监测、土体极限含水量角监测等。通过实时监测，可以及时了解地层变化情况，提前预警并采取相应的应对措施，减小富水砂层盾构施工的风险。 此外，盾构施工过程中需要加强对盾构机械设备的维护和保养。富水砂层的盾构
施工对盾构机械设备的抗水性、推进能力和密封性等要求较高。因此，在施工前需要对盾构设备进行全面检查，并定期进行维护保养，确保设备的正常运行和施工的连续进行。 最后，盾构施工安全措施需要得到充分重视。由于富水砂层盾构施工容易出现涌水和突泥等地质灾害，施工现场需要设置必要的安全警示标识，防止人员误入危险区域。同时，盾构施工人员需要经过专业培训，掌握富水砂层盾构施工的相应知识和技能，提高应对突发情况的能力。 综上所述，富水砂层盾构施工需要在设计、施工方法、地层监测、设备维护和安全措施等多个方面进行注意。只有全面考虑和采取相应措施，才能保证富水砂层盾构施工的安全性和顺利进行。
富水砂层盾构掘进技术 摘要：随着对地下空间的不断深入的挖掘与使用，我国众多的二三线城市也开始了地下铁路工程建设。近几年来，在富水沙土地层中，盾构施工一直是一个备受重视的课题。相对于常规隧道施工，盾构法因其速度快、适应性强、自动化程度高和环境干扰小等优势，被广泛用于城市轨道交通建设中。但在富水沙质地层中，盾构施工极易出现工具磨损、管片上浮、施工参数反常、突水等问题，严重时会造成安全事故。本文借南通市城轨交通2号线一期工程探讨富水砂层盾构掘进技术。 关键词：富水砂层；地铁盾构；掘进技术 1工程简介 1.1工程下穿地质条件 南通市地处长江下游冲积平原，地形平坦，地貌类型单一。总体上，本标段拟建地下区间沿线地势一般较平坦，仅河道区域地势稍低。本工程沿线场地表层普遍分布的第①1层杂色填土、一般厚度约为1.5~3.0m左右，局部区域较厚，为3~5m,呈松散状态，表层为路面，含大量碎石、碎砖、混凝士等杂物:下部以粉性土及粘性土为主。填土在市政道路、市区建(构)筑物处分布较厚，成分较杂，均匀性差，其当填土厚度较大、且土质较为松散时，隧道掘进、联络通道施工造成对地表的影响也会较其他区域大，施工应引起注意。 1.2工程水文地质条件 沿江地表水流以流经河道及相邻河道为主。该地区地表水体系统发育，其水位变化与长江流域的水位变化及大气降水量变化密切相关。通过对该地区的水文地质分析，确定了该地区的水头深度在2-5 m之间。位于工地④1 t层的较低部分的⑤1、⑤2、⑤3层直接与⑥层连通，可以被看作是一级承压含水层，故这一层的地下水是一类承压含水层。该地层因其厚大，且含大量淤泥，故地下水与承
压水的水力关系不明显。④1t层与下部第⑤层承压水相连，故④1t层与承压水 水力联系较强。 2盾构掘进施工工艺 在富砂土地层中，盾构机的掘进将导致地面出现隆沉现象。在较低的设计土 压力下，地面将出现明显的下陷现象，而在较高的土压力下，地面将出现隆起现象。富水砂层自身构造疏松，水分含量较高。注浆不彻底，会使其内部水分损失，产生沉陷；注浆量大，又会改变砂岩地层的构造，使其产生凸起。在富水砂岩地 层中，注浆工作对盾构机的稳定起着至关重要的作用。 2.1掘进施工参数控制 区间沿线地貌为长江三角洲冲积平原区。岩性主要为粉（砂）土等。因此盾 构机在全程推进过程中主要采用加泥式土压平衡模式。掘进控制管理主要有六个 方面: （1）土仓压力； （2）推进速度； （3）总推力； （4）排土量； （5）刀盘转速和扭矩； （6）注浆压力和注浆量。 其中土仓压力是主要的管理指标。 盾构掘进施工过程中，按照《盾构区间施工监测方案》加强盾构正常掘进及 下穿建筑物、管线过程的监控量测，并及时对监控量测数据进行分析和汇总，将 结果反馈给土建工程师和盾构机司机，方便其在后续施工过程中对盾构掘进参数 进行优化和调整。
基于富水砂地层的土压平衡盾构掘进技术研究 摘要：富水砂层是具有良好的富水性和透水性的地层，在进行施工的时候是会 遇到很多的问题的，对出现的问题进行解决，也能更好的促进土压平衡盾构机施 工技术得到提高，同时也能更好的促进交通行业获得更好的发展。 关键词：土压平衡盾构机；富水砂层；施工技术 引言 土压平衡盾构主要用于软土、砂砾和强风化岩层及含水的混合地层的隧道掘进。掘进施工具有土压平衡（earth pressure balance mode），简称EPBM、气压 平衡和敞开（open mode）三种模式。掘进操作可以自动控制，也可以半自动控 制或是手动控制。盾构在实际的运行过程中，配备了导航系统，可以有效的控制 掘进的方向，具有灵活转向纠偏能力，掘进的误差可以有效的控制在以内。盾构 刀盘的结构具有刀具（滚刀、齿刀）的互换性和可更换性，因此，其可以适应底 层的更广范围掘进，满足不同的底层对掘进速度的要求。同时，盾构还配备了同 步注浆系统，对控制隧道周围土体沉陷以及建筑物保护非常的有利。 1.地铁工程中土压平衡式盾构施工技术的应用要点 1.1盾构机械设备的合理选型 在地铁工程中的土压平衡式盾构施工技术的有效应用，是建立在合理的选择 设备类型的基础之上的，这样才能够满足施工的要求，施工才能够顺利的开展。 在实际的选型过程中，需要注意以下几点：首先，盾构机开挖尺寸应满足盾构区 间设计断面尺寸要求；其次，盾构开挖的功能必须要满足区间隧道的地质条件， 保障施工的安全性和可靠性；最后，在正式施工之前，要对盾构机的各项参数进 行科学合理的计算，所以盾构设备在制造之前必须根据盾构区间地质条件作详细 分析计算。 1.2端头加固处理技术的运用 当盾构始发到达端头周围地层为自稳能力差、透水性强的松散砂土和含水粘 土时，需要对其进行加固处理，避免出现大面积地表下沉现象的发生。目前，常 用的加固方法：有注浆、旋喷、深层搅拌、井点降水、冻结法等，可根据土体种类、渗透系数和标贯值、加固深度和加固的主要目的、工程规模和工期、环境要 求等条件进行选择。加固后土体应有一定的自立性、防水性和强度。为了确保盾 构始发和到达的安全性，必须对始发和到达端头的加固土体的范围、强度进行验算，并严格检验。 2.富水砂地层的土压平衡盾构掘进技术分析 盾构机在富水砂地层中进行施工容易出现地层沉降问题的，同时也是会出现 隧道喷涌以及盾构的姿态难以控制的问题，针对以上问题，可以采用以下的施工 技术。在施工过程中采用土压平衡模式进行掘进要对施工的开挖面进行详细计算，同时对其稳定情况也要进行计算，这样能够更好的对掘进的参数进行合理的设定，同时也有利于盾构机的姿态控制，这样也能更好的对工作面的情况进行控制，同 时也有利于土压力控制。要加强对地表沉降问题的控制，减少盾构掘进施工对地 层的影响。 在掘进过程中，要合理控制土仓顶的压力情况，根据实际情况调整掘进速度，确保出土量控制在一定的范围内，同时，要确保证盾构机的姿态是向上的，对趋 势进行控制的时候要控制在一定的范围内，这样能够确保掘进过程能够更快的完成，在掘进过程中要避免出现停滞的情况，一旦出现停滞的情况，要在最短的时