泥水盾构防治泥饼施工工法

泥岩地质中泥水平衡盾构施工技术摘要：文中以佛山地铁三号线镇安站～桂城站区间施工为例，在泥岩地层中采用泥水平衡盾构进行隧道施工，易遇到泥水滞排、掘进缓慢的问题，给区间施工带来极大困难和风险。

通过优化泥水盾构机刀盘配置，改造采石箱、泥浆管路，掘进过程中加强对泥浆指标参数的控制，并在有必要时开仓作业清理土仓，最终顺利穿越影响较大的泥岩复杂地层。

关键词：盾构泥水平衡泥岩泥浆指标开仓1工程概况佛山市城市轨道交通三号线镇安站～桂城站盾构从桂城站出发，沿南海大道由北向南延伸，依次下穿过街通道、下穿华阳桥A/C梯道、丰收水闸、东三电排站、华阳桥1号桥、侧穿华阳桥9号桥桩，到达镇安站。

本区间采用泥水盾构施工，区间左、右线均从桂城站南端头始发，在镇安站北端头接收。

镇安站～桂城站区间为地下6m直径双线盾构区间。

盾构段右线里程为YDK51+570.050～YDK52+879.427，长链2.696m，右线总长度为1312.073m；盾构段左线里程为ZDK51+571.058～ZDK52+879.427,长链0.165m，左线总长度为1308.535m。

区间右线最大坡度为-28.228‰，最小坡度为-2‰，左线最大坡度为-28.414‰，最小坡度为-2‰，隧洞顶板埋深8.60m～20.45m。

2施工难点及风险分析本区间沿城市主干道敷设，区间地面环境复杂，地下管线密集，同时盾构机需穿越多种建（构）筑物及河流，区间2/3地层为泥水盾构掘进困难的泥岩地层，泥岩的岩性使得盾构施工时时常泥水滞排、掘进缓慢，给本区间上软下硬的复合地层掘进带来极大施工困难和风险。

2.1建构物及管线引起的施工难点和风险镇桂盾构区间在南海大道正下方，南海大道车流量大，管线多，主要有电信光纤、雨水管线、给水管线、污水管线、电力管线。

管线分布主要是沿南海大道平行于隧道线路方向。

管线分布错综复杂，且比较集中。

掘进施工时应做好预防沉降的控制，以确保施工的顺利进行及管线的正常运行。

盾构机掘进基本操作指导书（包括刀盘转速、掘进速度、油缸推力、方向姿态等控制）1、安全操作规程1.1．基本注意事项（1）．遵守岗位内安全规程●盾构机操作、维修人员必须是受过专业训练的，必须具备相应的操作资格。

●进行机械操作或维修时，请遵守相关的技术资料和项目部下发的文件中所有安全规则、注意事项及顺序。

●身体不适、服用药物（催眠药）时及酒后不要操作，因为发生危机时，容易造成判断失误。

●多人共同作业时，一定要设指挥员，根据制定的方案操作。

（2）．设置安全联锁装置●请确认所有的防护装置、防护罩是否装在正常位置。

如果破损，请马上修理。

●请认真了解盾构联锁、溢流阀等安全装置。

●请勿随便调节盾构联锁装置、溢流阀。

解除盾构联锁装置请参照盾构联锁装置的使用说明。

●一旦误用安全装置，将会造成重大人身事故。

（3）．电气、液压的设定，不要随便变更●为防止电气火灾，请勿变更热继电器等设定值。

●为防止盾构机损伤，请勿变更溢流阀压力等液压设定值。

（4）．正确穿戴工作服和安全保护用品过肥的服装、饰品等有可能被机械部件上的物品钩住，有油的工作服因易燃，也不得穿用。

●请勿忘记根据工作内容穿戴保护眼镜、安全帽、口罩、手套等。

特别是用锤子打击销子等金属片、异物时可能飞散，必须使用保护眼镜、安全帽、手套等保护用具。

1.2．盾构掘进过程中的注意事项（1）．掘进中必须特别注意的事项●掘进中，机器有时会突然侧滚。

所以进入掘进机内时，请充分注意因突然侧滚造成的跌倒、滚落。

特别是在高处时，必须要用安全带。

●因传送带或土沙压送泵运转中的振动，造成后续台车的翻到，伤及作业者的危险性是存在的，请切实装好防翻部件，并认真确认。

（2）．注意电机的散热●电机散热装置周围闭塞时，就不能散热，有损伤内部、发生火灾的可能，因此，请保持电机散热装置的正常运转，不要挡住电机前后风路。

（3）．推进油缸靴撑和管片间的注意事项●推进油缸靴撑和管片间有夹住手脚的危险。

注意不要把手脚置于其间。

土压平衡盾构泥饼成因及防治措施摘要：土压平衡盾构机在广州市复合地层掘进施工中，非常容易结成泥饼，产生很大的危害和风险，从经济、效率、时间都是一个很大的浪费。

本文根据工程实况从三个方面分析了泥饼的成因、危害并指出了结饼的判断依据以及提出泥饼的相关防治措施。

仅供同行参考借鉴。

关键词：土压平衡盾构泥饼成因防治措施1、工程概况珠三角城际快速轨道交通广佛线土建12标，工程地点位于广州市荔湾区，主要包括两个明挖车站、两个盾构区间，其中菊树～西朗盾构区间双线全长约3933米，西朗～鹤洞盾构区间双线全长约1328米，隧道直径6米，埋深8～25米，隧道主要穿越地层有风化泥岩、砂岩层、淤泥层、粘土层、砂层等多种地层组成的复合性地层。

采用美国罗宾斯公司生产的6260型复合土压平衡盾构机进行掘进，针对不同软硬岩土层而采用滚刀及刮刀组合的混合刀具组。

2、泥饼的危害2009年4月17日，盾构机掘进至珠江水产研究所，掘进参数出现异常，但由于地质条件差，无法进行开仓处理，4月18日，盾构机掘进至珠江水产所科技大楼附近，刀盘扭矩最大达到5000Kn·m，推力最大20000Kn，掘进速度为10mm，极为缓慢，掘进是出现喷涌等现象，土仓压力忽高忽低，出土量无法有效控制，地面出现较大沉降。

后来开仓证实，密封土仓的中心区内存在大体积泥饼。

泥饼产生的危害，轻则造成盾构机刀盘扭矩、总推力大幅增大，使推进速度减慢，刀具发生磨损，重则造成掘进过程困难，在富水地层诱发喷涌，甚至发生地表塌方导致生命财产威胁以及严重损坏盾构机的现象.3、泥饼的主要成因泥饼（次生岩块）是盾构刀盘切削下来的细小颗粒、碎屑在密封仓内和刀盘区重新聚集而成半固结或固结的块状体。

泥饼的成因主要来源于三个方面：地质条件、盾构机选型及施工控制。

地质条件是泥饼形成的基础，盾构机选型是关键因素，施工控制是人为因素。

3.1地质条件因素在盾构掘进过程中容易形成泥饼的地层有：可塑、硬塑状的粘土类地层、粘土质砂土地层、泥岩、泥质粉砂岩、母岩为花岗岩的残积土层、全风化岩层和强风化岩层等。

文章编号:1009-6582(2007)04-0024-04盾构隧道施工中刀盘泥饼的形成机理和防治措施严　辉(广州地铁总公司建设事业总部,广州510380)摘　要　复合地层盾构掘进中,盾构机刀盘结泥饼的现象是城市地铁隧道施工中的一个难题。

文章以广州地铁四号线某区间隧道工程为例,从地层地质、盾构机自身设计制造及施工控制等因素对刀盘结泥饼的原因进行了分析,提出了防治泥饼的施工措施,为类似工程提供了解决此类问题的思路和途径。

关键词　盾构隧道　刀盘　泥饼　防治措施中图分类号:U455.43 文献标识码:A1　前　言随着我国大城市人口日益增多和地面交通设施的负荷日益加重,地下空间的开发利用就成了广大城市规划设计人员关注的焦点,盾构工法也在城市轨道交通工程中被广泛采用。

在广州、深圳等地区的泥岩和泥质粉砂岩地层中,盾构掘进施工常常会遇到刀盘结泥饼这一难题,它的存在关系到了掘进的安全性、设备的耐久性和施工组织的合理性。

2　工程概况万-仑区间隧道工程位于广州轨道交通四号线大学城专线万盛围站—官洲站之间,地处广州市中心区东南,沿线经过黄埔涌、环城高速公路南环段。

盾构始发井位于万盛围站南侧,新港东路从盾构井北侧经过,交通条件便利;吊出井为仑头鱼具厂仑-大盾构始发井,位于仑头村内。

工程主要由一组双孔单线圆形隧道组成,隧道开挖直径6280mm,衬砌成型后净尺寸5400mm,隧道全长3830.625单线延米,区间工程从2004年6月开始掘进,2005年4月盾构吊出,总投资约1.2亿元。

隧道所处地层由第四系、白垩系上统三水组西濠段、东湖段、康乐段组成。

第四系(Q)上部为全新统海陆交互沉积的淤泥或淤泥质土、淤泥质砂,下部为上更新统陆相冲积、洪积形成的砂、粘性土地层,底部为基岩残积形成的粘性土层。

白垩系上统三水修改稿返回日期:2006-07-04作者简介:严　辉,男,工程师,在读工程硕士.组(K2s)由西濠段(K2s2b)紫红色泥质砂岩、粉砂岩、夹含砾粗砂岩组成。

泥质粉砂岩地层泥水盾构泥饼形成过程分析与盾构机改造措施发布时间：2021-09-09T14:14:59.948Z 来源：《基层建设》2021年第17期作者：陈浩文[导读] 摘要：文章以佛山市轨道交通3号线某区间双线泥水盾构工程为背景，针对右线泥水盾构在泥质粉砂岩与砂层的复合地层中出现的掘进参数异常（推力2000~2500t，掘进速度5~10mm/min，刀盘最大扭矩达3000kN•m）、结泥饼、出渣结团、泥浆循环管道堵管等不良现象，对左线已进场泥水盾构进行刀盘开口率、刀具配置优化，并加装刀盘冲刷系统、增加刀盘防结泥饼涂层，以降低出现结泥饼现象的可能性。

佛山市铁路投资建设集团有限公司广东省佛山市 528000摘要：文章以佛山市轨道交通3号线某区间双线泥水盾构工程为背景，针对右线泥水盾构在泥质粉砂岩与砂层的复合地层中出现的掘进参数异常（推力2000~2500t，掘进速度5~10mm/min，刀盘最大扭矩达3000kN•m）、结泥饼、出渣结团、泥浆循环管道堵管等不良现象，对左线已进场泥水盾构进行刀盘开口率、刀具配置优化，并加装刀盘冲刷系统、增加刀盘防结泥饼涂层，以降低出现结泥饼现象的可能性。

工程实践表明：改进后的泥水盾构在推力约1700t时，掘进速度能达到15~20mm/min，扭矩基本能控制在2000kN•m以内，满足施工需求。

关键词：泥水盾构泥质粉砂岩砂层复合地层结泥饼1、引言当前我国处于基础设施高速建设时期，随着我国城市地铁工程建设的大规模开展，泥水盾构因其具有“环境干扰少、安全可靠、施工效率高”的特点，越来越多地被应用到对沉降控制要求高的穿越砂层的地铁隧道建设中，但由于线路规划的需要，有时将难以避免地出现需要在粘土层与中、强风化岩中掘进的情况。

在此类地层中掘进时，开挖面的粘性土体受刀盘碾压后，产生的粘性颗粒极易附着在刀盘上，形成以刀盘为中心向外扩展的泥饼。

对泥水盾构而言，泥饼不仅会堵塞刀盘开口，严重降低盾构机掘进能力，而且极易造成泥水仓压力频繁波动，严重影响地表沉降控制。

（建筑施工工艺标准）盾构施工工艺工法(土压泥水)盾构施工工艺工法0前言盾构法(Shield Method)是暗挖法施工中的一种全机械化施工方法，它是将盾构在地中推进，通过盾构外壳和管片支承四周围岩防止发生往隧道内的坍塌，同时在开挖面前方用切削装置进行土体开挖，通过出土机械运出洞外，靠千斤顶在后部加压顶进，并拼装预制混凝土管片，形成隧道结构的一种机械化施工方法。

本施工工法中所描述的盾构分为两类：土压平衡盾构和泥水平衡盾构。

土压平衡式盾构是把土料(必要时添加泡沫、膨润土等对土壤进行改良)作为稳定开挖面的介质，刀盘后隔板与开挖面之间形成泥土室，刀盘旋转开挖使泥土料增加，再由螺旋输料器旋转将土料运出，泥土室内土压可由刀盘旋转开挖速度和螺旋输出料器出土量(旋转速度)进行调节。

泥水式盾构是通过加压泥水或泥浆(通常为膨润土悬浮液)来稳定开挖面，其刀盘后面有一个密封隔板，与开挖面之间形成泥水室，里面充满了泥浆，开挖土料与泥浆混合由泥浆泵输送到洞外分离厂，经分离后泥浆重复使用。

（2）本工法内容包括①主要内容本工法的主要内容包括：盾构组装、调试作业，盾构始发作业，盾构正常掘进作业，盾构到达作业，盾构过站、调头作业，盾构拆卸、吊装、存放作业，刀盘刀具的检查与更换作业，施工运输作业，施工通风及洞内轨道、管线布置作业，盾构施工测量作业10部分。

每部分按工序细分，各项作业按照紧前工序达到标准、适用条件、作业内容、作业流程及控制要点、作业组织、紧后工序- 2 -等内容进行编制。

② 总体施工流程图盾构法隧道总体施工流程图见图1③ 盾构法隧道施工阶段划分及工作要点图Ⅲ.1盾构法隧道总体施工流程图施工准备阶段正常施工阶段收尾阶段盾构法施工可分为：施工准备阶段、正常施工阶段和收尾阶段。

各阶段工作主要工作要点见表1。

1 盾构组装、调试作业（1）紧前工序达到标准施工准备阶段完成,盾构施工临时设施建设完成，配套附属工程施工完成。

（2）作业内容盾构组装、调试作业内容包括：施工准备、后配套组装作业、主机组装作业、空载调试及验收作业。

浅谈泥水盾构在软硬复合地层施工中的泥饼防治[摘要]：复合地层的盾构掘进中，盾构机刀盘结泥饼是隧道施工中的一大难题。

本文以广州地铁2线某区间的工程为例，通过从盾构机自身的设计制造及施工控制等方面的因素分析探讨盾构施工中的一些泥饼防治措施。

[主题词]：盾构施工；刀盘；泥饼；防治措施1 前言随着我国城市化进程地不断深入，城市人口容量和地面交通设施的负荷地也越来越大，城市规划的焦点也逐渐地转向地下空间的开发和利用。

近年来，地铁隧道的大力发展建设使得盾构工法在施工中被广泛使用。

在广州、深圳等地区的泥岩和泥质粉砂岩地层中，盾构施工常常会遇到刀盘结泥饼这一难题，也给盾构掘进的安全、设备的耐久性和施工组织的合理性带来严峻的考验。

2 工程概况南浦站～南会区间中间风井隧道工程属于广州轨道交通二八号延长线，盾构始发井位于广州番禺南浦岛。

工程主要由一组双孔单线圆形隧道组成，隧道开挖直径6280mm，衬砌成型后净尺寸5400mm，隧道全长925.4双延米。

隧道洞身穿越的地层主要为强风化红层岩、中风化红层岩和，局部为淤泥质土层、海陆交相淤泥质砂层、冲积－洪积细砂、粉质粘土、微风化红层岩。

3 泥饼成因3.1 地层地质因素隧道穿越的复合地层多为强风化层、强风化层以上的全风化层、残积土层等，这些地层的粘粒或胶粒含量太高，在刀具的切削和刀盘的冲击作用下，岩块变成碎屑和粉末状。

在掘进中混合着舱内的泥浆重新胶结在一起，粘附在泥水舱或泥土舱内，形成所谓的“泥饼”现象，而且会裹住滚刀使其无法转动，从而导致掘进切削的效率急剧下降，刀盘扭矩上升，造成刀盘油温过高，使盾构无法正常掘进。

3.2 盾构机的刀盘设置及刀具的配置根据我们在广州、深圳地区的盾构施工以及一些相关资料显示，在易结泥饼的盾构施工中，盾构机刀盘和刀具设计的缺陷会大大增加出现泥饼的几率。

如果刀盘中心区开口率较小、在线速度低的情况下，刀盘极易形成面板泥饼，因此刀盘中心开口率是泥岩和砂岩地层盾构掘进中结泥饼的重要因素。

盾构施工工艺工法0前言盾构法(Shield Method)是暗挖法施工中的一种全机械化施工方法，它是将盾构在地中推进，通过盾构外壳和管片支承四周围岩防止发生往隧道内的坍塌，同时在开挖面前方用切削装置进行土体开挖，通过出土机械运出洞外，靠千斤顶在后部加压顶进，并拼装预制混凝土管片，形成隧道结构的一种机械化施工方法。

本施工工法中所描述的盾构分为两类：土压平衡盾构和泥水平衡盾构。

土压平衡式盾构是把土料(必要时添加泡沫、膨润土等对土壤进行改进)作为稳定开挖面的介质，刀盘后隔板与开挖面之间形成泥土室，刀盘旋转开挖使泥土料增加，再由螺旋输料器旋转将土料运出，泥土室内土压可由刀盘旋转开挖速度和螺旋输出料器出土量(旋转速度)进行调节。

泥水式盾构是通过加压泥水或泥浆(通常为膨润土悬浮液)来稳定开挖面，其刀盘后面有一个密封隔板，与开挖面之间形成泥水室，里面充满了泥浆，开挖土料与泥浆混合由泥浆泵输送到洞外别离厂，经别离后泥浆重复使用。

〔2〕本工法内容包括①主要内容本工法的主要内容包括：盾构组装、调试作业，盾构始发作业，盾构正常掘进作业，盾构到达作业，盾构过站、调头作业，盾构拆卸、吊装、存放作业，刀盘刀具的检查与更换作业，施工运输作业，施工通风及洞内轨道、管线布置作业，盾构施工测量作业10局部。

每局部按工序细分，各项作业按照紧前工序- 1 -- 2 -到达标准、适用条件、作业内容、作业流程及控制要点、作业组织、紧后工序等内容进行编制。

② 总体施工流程图盾构法隧道总体施工流程图见图1③ 盾构法隧道施工阶段划分及工作要点盾构法施工可分为：施工准备阶段、正常施工阶段和收尾阶段。

各阶段工作主要工作要点见表1。

图Ⅲ.1盾构法隧道总体施工流程图施工准备阶段 正常施工阶段 收尾阶段1 盾构组装、调试作业〔1〕紧前工序到达标准施工准备阶段完成,盾构施工临时设施建设完成，配套附属工程施工完成。

〔2〕作业内容盾构组装、调试作业内容包括：施工准备、后配套组装作业、主机组装作业、空载调试及验收作业。

泥水盾构施工渣土、废浆量预测及泥水处理成套施工工法泥水盾构施工渣土、废浆量预测及泥水处理成套施工工法一、前言泥水盾构是一种常用的隧道开挖技术，广泛应用于地铁、交通隧道等工程中。

在施工过程中，渣土和废浆的产生是不可避免的，对此需要进行合理预测和处理。

本文将介绍一种泥水盾构施工渣土、废浆量预测及泥水处理成套施工工法，以指导实际工程的施工。

二、工法特点该工法采用了现代化的监测设备和控制系统，能够准确预测渣土和废浆的产量，并根据实际情况进行合理的处理。

该工法还采用了先进的泥水处理技术，能够将废浆处理成循环水并有效回收利用，避免了环境污染。

三、适应范围该工法适用于泥水盾构施工中的渣土和废浆处理，可以在各种地质条件下使用。

无论是软土、淤泥还是岩石等地层，都能够实现高效处理，确保工程安全和环保。

四、工艺原理该工法通过对施工工法与实际工程之间的联系进行分析，确定废浆和渣土的产量预测方法。

采取了多种技术措施，如地质勘探、监测设备的使用和数据分析等，确保预测的准确性和合理性。

同时，通过先进的泥水处理技术，将废浆进行处理并回收利用，实现环境友好施工。

五、施工工艺1. 渣土清理：在盾构掘进过程中，需要对产生的渣土进行清理，以保证工程顺利进行。

2. 废浆处理：废浆经过固液分离设备进行处理，去除固体颗粒并将液体部分进行处理。

废浆处理后的液体可以进行循环使用，实现对水资源的节约和保护。

3. 渣土运输及处理：清理后的渣土需要进行合理的运输和处理。

根据实际情况选择合适的运输方式，并对渣土进行处理，以达到环保要求。

4. 循环水的利用：废浆处理后的循环水可以进行循环利用，不仅减少了对水资源的消耗，还避免了对环境的污染。

六、劳动组织根据具体工程的规模和要求，对劳动力进行合理组织和分配，确保施工进度和质量。

七、机具设备该工法所需的机具设备包括盾构机、废浆处理设备、渣土运输车辆等。

这些设备具有高效、环保等特点，能够满足施工需求。

八、质量控制通过对施工过程进行严格的质量控制，可以确保施工过程中的质量达到设计要求。