復雜地層中盾構(gòu)法隧道施工技術(shù)探究

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1、復雜地層中盾構(gòu)法隧道施工技術(shù)探究文摘：盾構(gòu)法是一種隧道暗挖施工方法，其施工過程中的安全性和平穩(wěn)性必須得到保證。采用盾構(gòu)法施工時容易受到地層條件的影響，加大施工難度，進而影響到隧道工程的整體質(zhì)量。本文對盾構(gòu)法隧道施工中的掘進技術(shù)進行了具體的研究。關(guān)健詞：盾構(gòu)法；隧道工程；復雜地層中圖分類號：U455.43文獻標識碼：A文章編號：近年來我國的地鐵工程逐漸增加，采用盾構(gòu)法對隧道進行暗挖施工比較普遍。盾構(gòu)法具有安全、快捷和環(huán)保的特點，但它比較適合在土質(zhì)條件比較單一的地層中應(yīng)用，比如軟土層、軟巖地層或者砂層等地層中，如果在軟硬不均或者巖石強硬差異大等，

2、比較復雜的地層中進行掘進時，施工應(yīng)用過程會相對復雜，應(yīng)該選擇合適的盾構(gòu)機，并對掘進的各項參數(shù)和技術(shù)流程進行調(diào)整，從而保證隧道掘進工程的安全性和平穩(wěn)性。1盾構(gòu)機的選擇1.1復合式土壓平衡盾構(gòu)機7通常在盾構(gòu)法隧道施工過程中采用復合式土壓平衡盾構(gòu)機比較普遍。其工作的原理是向掌子面土體中注入泡沫劑和膨潤土等塑性材料，使其與切削下來的土體充分攪拌，形成具有一定透水性的塑性體。同時，在掘進過程中還要對盾構(gòu)機的推進速度和螺旋輸送機向外排土的速度進行匹配控制，塑流體向開挖面?zhèn)鬟f設(shè)定的平衡壓力，從而保證盾構(gòu)機在推進過程中始終保持動態(tài)平衡狀態(tài)。因為這種復合式土壓

3、平衡盾構(gòu)機，可以根據(jù)不同的土層條件來設(shè)計和配制出合適的泡沫劑，所以比較適合應(yīng)用在復雜土層的隧道工程中。1.2泥水加壓式平衡盾構(gòu)機泥水加壓平衡盾構(gòu)機主要是依靠泥水的壓力，來抵抗開挖面的土壓力和水壓力，進而保持開挖面的平衡狀態(tài)。在泥水加壓平衡盾構(gòu)機開挖時，將倉內(nèi)注入一定壓力的泥漿，使開挖面形成一道泥漿膜，來支撐土體，同時安裝在正面的刀盤對土體表面的泥漿膜進行切削，使其混合并形成密度較高的泥漿，然后通過排漿系統(tǒng)送到地面進行處理。在這種工作模式下，泥膜的形成是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。這種形式的盾構(gòu)機也比較適合應(yīng)用于復雜土層的隧道工程，施工時應(yīng)該充分結(jié)合施工條件、現(xiàn)

4、場條件以及其它條件來選擇適合的盾構(gòu)機具。2土壓式平衡盾構(gòu)機施工技術(shù)要點2.1模式的選擇7土壓式平衡盾構(gòu)機有三種模式，包括敞開式、半敞開式和土壓平衡模式。在對掘進模式進行選擇時，我們應(yīng)該根本地層的不同條件特征來選擇。通常情況下，對全斷面巖層掘進時，我們可選擇敞開式掘進模式，并使用泡沫劑對渣土進行改良；而對于存在軟弱層的復雜地層，則可選擇土壓平衡模式，并采用泡沫和適量的膨潤土對渣土進行改良。采用此種模式時，土倉的壓力不用過于頻繁調(diào)節(jié)，只要保證土倉壓力略高于掌子面的土壓和水壓力和即可；對于處理砂卵石或者上軟下硬的土層，由于土層比較復雜，則同樣需要采

5、用土壓平衡模式來掘進，因為在這種復雜土層掘進時控制土倉壓力較難，所以掘進時必須認真對待每個環(huán)節(jié)。2.2掘進參數(shù)的確定采用土壓式平衡盾構(gòu)機施工之前，我們應(yīng)該根據(jù)施工現(xiàn)場的不同地質(zhì)特點和隧道的埋置深度來確定其掘進的主要參數(shù)。其中包括對盾構(gòu)姿態(tài)、推力、扭矩、掘進速度以及刀盤轉(zhuǎn)速等參數(shù)的確定，同時還需要根據(jù)掘進試驗段的監(jiān)測情況，對施工現(xiàn)場的參數(shù)進行隨時調(diào)整。由于采用的是土壓平衡模式，所以需要通過螺旋機的旋轉(zhuǎn)出土來維持動態(tài)平衡，所以在實際施工過程中，我們還需要對螺旋機的轉(zhuǎn)速和壓力進行有效控制。2.3盾構(gòu)機姿態(tài)的控制7在復雜地層掘進時，對于盾構(gòu)機姿態(tài)的控

6、制尤其重要，特別是在硬巖地層和土層條件變化較大的地段，對盾構(gòu)機的姿態(tài)糾正難度較大。如果采用調(diào)整千斤頂推力來糾正姿態(tài)，往往很難得到較好的效果，而且會使刀具的磨損加大，甚至會出現(xiàn)盾構(gòu)機被卡或者管片錯臺的嚴重后果。所以在這類地層中掘進時，應(yīng)該嚴格遵守長距離、慢糾偏的原則，避免用力過猛，造成掘進困難。2.4同步注漿參數(shù)的確定通常刀盤與管片的外徑有所不同，會導致已經(jīng)拼裝的管片壁后與圍巖之間存在一定的間隙，如果注漿回填不及時的話，管片會在千斤頂?shù)淖饔孟律细?。因此，我們在復雜地層中掘進時，要控制好注漿的壓力、注漿量及注漿的速度，來盡量避免管片上浮。另外，因

7、為漿液會在圍巖和管片之間形成一道密實的防水層，所以在進行同步注漿時漿液的質(zhì)量也非常重要。3泥水加壓式平衡盾構(gòu)機施工技術(shù)要點3.1泥水性能的確定7在泥水加壓式平衡盾構(gòu)機掘進施工中，泥水的質(zhì)量非常關(guān)鍵。我們需要根據(jù)要求來對泥水的密度、黏度、塑變值以及膠凝強度等進行確定，從而保證其可塑流性。在泥水式平衡盾構(gòu)機施工中所使用的泥水，除了可以穩(wěn)定開挖面以外，還需要對排出的泥渣進行分離和循環(huán)利用。在對泥水性能進行確定時，首先要確定好泥水的密度，因為在掘進開挖時，泥水可以有效控制開挖面的變形。通常認為泥水的密度可相對高些，最好能夠達到開挖土體的密度。但在實際

8、施工中，泥水密度過大，可能會影響泥漿泵的運轉(zhuǎn)以及泥水處理困難，所以我們應(yīng)該結(jié)合土層的結(jié)構(gòu)以及設(shè)備的運行能力，對泥水密度進行合理確定；含砂量是泥水的又一關(guān)鍵性問題，當