超大直径盾构试掘进施工关键技术研究

大直径泥水盾构泥岩地层掘进施工控制技术哎呀，这个话题听起来就挺专业的，不过别担心，咱们就聊聊这个大直径泥水盾构在泥岩地层里怎么掘进，就像咱们平时聊天一样，轻松点。

首先得说，这个大直径泥水盾构，就是那种能在地下钻个大洞的机器，特别厉害。

泥岩地层呢，就是那种黏糊糊、滑溜溜的土，有点像咱们小时候玩的泥巴，但是更硬，更结实。

咱们先说说这个盾构机怎么工作的。

想象一下，这机器就像个巨大的钻头，前面有个刀盘，转起来能把泥岩地层一点点磨碎。

但是，这泥岩地层不是一般的土，它硬得很，所以盾构机得有足够的力量和技巧。

咱们得控制好这个刀盘的转速和压力，不能太快也不能太慢，太快了机器受不了，太慢了又掘进不了。

这就像咱们炒菜，火太大菜就糊了，火太小菜又不熟，得刚刚好。

然后，咱们得注意泥浆的配比。

泥浆就是盾构机掘进时用来润滑和支撑洞壁的液体。

这泥浆得稠稀适中，太稠了机器转不动，太稀了又支撑不住洞壁。

这就像咱们和面，面太硬了不好擀，面太软了又包不住馅。

接下来，咱们得时刻监控掘进过程中的压力和土层的变化。

这就像咱们开车，得时刻注意路况和车况，不然就容易出事故。

盾构机也是一样，得根据土层的变化调整掘进参数，保证安全和效率。

最后，咱们得注意盾构机的维护。

这机器在地下工作，环境恶劣，得定期检查，及时维修。

这就像咱们的汽车，定期保养，才能开得长久。

总的来说，大直径泥水盾构在泥岩地层掘进，就像咱们日常生活中的很多事一样，需要耐心、技巧和细心。

咱们得把握好每一个细节，才能保证工程的顺利进行。

这不仅是技术活，更是艺术活，需要咱们用心去感受和掌握。

希望咱们的聊天能让你对这个话题有更深的了解，也希望你能在实际工作中运用这些小技巧，让工程更加顺利。

超大直径泥水盾构粘土、淤泥地层掘进关键技术摘要：超大直径泥水盾构作为重要的隧道掘进施工设施来讲，其能够运用于隧道的复杂地层掘进施工操作，而且体现为良好的隧道掘进施工效果。

具体对于淤泥地层与粘土地层在从事掘进施工的环节中，运用超大直径的泥水盾构机械设施关键就是要明确淤泥与粘土地质特征，结合隧道地质特性完成隧道掘进施工。

关键词：超大直径泥水盾构；粘土；淤泥地层；掘进关键技术粘土地层以及淤泥地层都属于软弱土层，具有承载力较差以及沉降幅度较大的特性。

在此种情况下，隧道掘进的项目施工过程将会表现为较大难度。

由于受到淤泥土层与粘土层导致的掘进施工影响，因此将会造成软弱土层产生地基部位沉陷或者隧道整体结构倾斜等工程安全风险，增加来往车辆的安全通行隐患。

因此可以判断出，对于淤泥层与软弱粘土层如果需要运用超大直径的泥水盾构机械设施，那么施工操作人员必须做到合理控制盾构掘进速度，充分保证盾构掘进操作的安全性。

1.超大直径泥水盾构运用于掘进粘土地层与淤泥地层的实例某越江隧道项目工程所在区域的施工地层主要包含强风化的砾岩、粉质黏土、胶结状的砂岩、粉质的细砂层，此外还包含硬塑膨胀性的全断面粘土层[1]。

工程施工单位对于上述的隧道地质层借助于超大直径的泥水盾构机械设施来完成掘进施工操作，在工程施工初期频繁遇到刀具磨损以及刀盘泥饼凝结的情况，导致地层掘进的施工速度被减慢。

经过反复的尝试与分析，施工人员对于泥水盾构的刀盘与刀具部位实施了全面的清理操作，进而有效避免了掘进特殊地层导致泥水盾构机械设施受到磨损的安全风险，提升了掘进施工效率[2]。

图为隧道淤泥地层与粘土地层的掘进施工剖面图1.超大直径泥水盾构掘进粘土与淤泥地层的关键施工技术要点1.实时监测隧道地质变化隧道地质变化必须被实时监测，否则将会导致隧道掘进中的潜在安全风险被忽视，进而造成显著的工程操作人员安全威胁[3]。

施工人员对于掘进孤石层的操作在初步开展时，要求盾构的洞门部位达到完全封闭的状态。

φ14.9m超大直径泥水平衡盾构施工与防水关键技术研究的开题报告一、选题背景及意义：随着城市化进程的加快，地下空间的利用和开发越来越重要。

在地下空间建设中，基础设施建设是关键，其中，地铁建设尤其重要。

随着地铁路网的逐步完善，越来越多的城市开始建设地铁。

地铁隧道是其中的关键部分，其施工技术和质量直接影响着地下空间的安全和城市的发展。

地铁隧道最常用的施工方法是盾构法。

由于历史原因，目前国内大部分城市的地铁建设依然采用小直径、中等直径的盾构机进行施工。

随着城市规模的不断扩大，大直径盾构机的应用越来越广泛。

而针对大直径盾构机的施工技术和防水技术研究仍然比较薄弱，目前并没有完整的技术体系和标准。

本研究选取φ14.9m超大直径泥水平衡盾构为研究对象，旨在研究其施工和防水的关键技术。

该研究对于我国大直径盾构机施工和防水技术的完善具有重要的理论和实践意义。

二、研究内容和方法：（一）研究内容：1.φ14.9m超大直径泥水平衡盾构机的构造及工作原理。

包括泥水平衡盾构机的构造和机理等内容。

2.施工关键技术研究。

包括施工前期的工程准备工作、施工中的关键技术要点以及施工后期的检验和验收等内容。

3.防水关键技术研究。

包括盾构施工中防水措施的设计及实施、管片接口的防水等内容。

（二）研究方法：1.文献资料法。

归纳、整合已有的国内外研究成果，深入了解研究对象的技术要求和技术特点。

2.现场观察法。

参与实际的盾构施工现场，了解施工实际情况，收集必要的数据和信息。

3.试验研究法。

利用模型试验及场地试验等手段，开展适当的实验研究，分析试验数据，得到结论。

三、预期目标和意义：1.针对φ14.9m超大直径泥水平衡盾构施工及防水关键技术的研究，在理论和实践上逐渐形成完整的体系，提升我国大直径盾构机施工技术和防水技术的整体水平。

2.为我国大直径泥水平衡盾构机的施工和防水提供技术支持，推动我国盾构机行业技术和市场的发展。

3.为我国地铁隧道的建设和发展提供技术支持，提升地铁施工的安全和质量。

大直径盾构隧道穿越圆形风井施工关键技术研究与应用1.1 长大盾构隧道发展现状1.1.1 盾构隧道的起源及其在国外的发展盾构法隧道施工的灵感来自一种甲壳类软体动物——凿船贝，它的外形像蠕虫，身体的前端有白色的小贝壳，通过壳肌的伸缩，可以带动贝壳旋转，从而将木材锉下来作为食物。

它的这种行为对海洋中的船舶造成了严重的破坏，这也是“凿船贝”这个名字的由来。

法国工程师布鲁诺尔仔细地观察了凿船贝的行为，发现除了旋转的贝壳，它还从体内分泌一种液体，涂在孔壁上形成保护壳，用来抵抗木板潮湿膨胀带来的压力。

受此启发，1825年他发明了世界上第一台矩形盾构机（隧道断面为11.4m×6.8m），并将其应用于伦敦泰晤士河隧道施工，经过18年的不断努力，458m的河底隧道施工完成。

为了表彰他的突出贡献，英国维多利亚女王授予其爵士爵位。

如今，这条隧道已成为伦敦地铁系统的一部分，每天有无数伦敦人匆忙地穿过这条绚丽的隧道。

1869年，伯洛（Burlow）和格雷特（Great）首次采用圆形断面盾构机，进行泰晤士河上第二条隧道的建造。

随后格雷特在1887年南伦敦铁道隧道施工中使用了盾构和气压组合工法获得成功，这为现在的盾构工法奠定了基础。

20世纪60～80年代盾构工法继续发展完善，成绩显著。

1960年，英国伦敦开始使用滚筒式挖掘机，同年美国纽约最先使用油压千斤顶盾构；1964年，日本琦玉隧道中最先使用泥水盾构；1969年，日本东京首次实施泥水加压盾构施工；1972年，日本开发土压盾构成功；1981年，日本开发气泡盾构成功；1988年，日本开发泥水式双圆搭接盾构工法成功。

这一时期开发了多种新型盾构工法，以泥水式、土压式盾构工法为主。

20世纪末以来，盾构隧道逐渐向长距离化、大直径化方向发展。

1993年，英法两国采用直径8m的土压盾构机共同建造了长48km的英吉利海峡隧道；1996年，采用直径14.14m大直径泥水盾构机修建的日本东京湾隧道（长15.1km）竣工完成；2004年，修建完成的荷兰绿色心脏隧道开挖直径达到14.87m；2007年，莫斯科银松森林保护区的Silberwald隧道建成通车，这是全球首条“公铁合建”的大直径盾构隧道，采用直径14.2m的混合式泥水盾构施工，隧道全长2.1km；2013年，西雅图SR99隧道采用直径17.45m土压平衡盾构机始发掘进，Bertha号为当时世界上最大直径的盾构机；2016年，新西兰Waterview Connection双线海底隧道采用直径14.5m的盾构机掘进完成，总长4.5km，是有史以来奥克兰最大的公路工程、新西兰最长的隧道；2020年，意大利SantaLucia隧道采用直径15.87m的大直径土压平衡盾构机施工完成，掘进长度达到7551m。

超大直径盾构施工关键技术傅德明上海申通地铁集团公司1 东京湾道路隧道工程1.1. 工程概况:横贯东京湾道路于1997年12月18日建成运营，这是一条将神奈川县川崎市和千叶县木更津市进行连接的汽车专用道路。

在全长15km的长度中，从川崎一侧起10km是水底隧道构造部分；而从木更津市一侧起约5km则成为桥梁结构部分(图-1)。

图-1 横段东京湾道路总体布置概况图隧道的中央部分筑有川崎人工岛，此人工岛接界川崎侧为川崎隧道，在木更津侧为中央隧道，分别设有北线、南线隧道。

隧道的施工以川崎人工岛为中心，分成8条盾构机施工隧道，在海底地下4处所作地下接合。

隧道平面线形在浮岛附近R=1650～1800m的曲线，确保平行的隧道之间有1D的间隔距离。

纵断面线形在隧道两端的浮岛部分和木更津人工岛部分有4%坡度的斜道、其长度约900m，斜道部分以下到川崎人工岛为止、按0.2%的缓和坡度，川崎人工岛处便成为最深的部分。

本道路的设计位置的海底、整体地呈现了极为缓和的船底型地形，中央部分的最大水深约在28m。

从川崎一侧的浮岛起、直到湾的中央部分，堆积有软弱冲积性粘性土层(有乐町层)，层厚在20～30m之间。

TP-80～-90m以下，N值大致在70以上的砂质地基。

隧道掘进部分地基，靠川崎一侧是比较弱的粘性土(Ac2)和较好固结粘性土(D1c)组成相互交错的地质层，是主体层；而靠近木更津一侧是较好固结粘性土(D1c)，比较松散的砂质土(D1s)和软弱的粘性土(Ac2)的交替层组成；而在中间部分下面存在较好固结的砾石层地基。

浮岛引道部分和木更津人工岛的两斜道部分、皆为人工筑造的地基土层。

1.2 盾构机械(标准规格)1.2.1 基本形状外直径：φ14.14m盾构机长：L13.5m总重量：约3200tf1.2.2 推进装置总推进力：24000tf(盾构千斤顶500tf×48台)千斤顶冲程：2550mm1.2.3 切削器装置切削器刀头：先行刀头、外周保护刀头外周侧面保护刀头：装备着磨损检测刀头切削器刀盘：作成电传动驱动方式，转速在0.39～0.45rpm不1.2.4 盾构密封为了提高机械的耐磨性、耐久性、耐水性，设置了4排钢丝刷型的密封。

超大直径泥水平衡盾构掘进进度分析摘要：超大直径泥水平衡盾构掘进效率由正常工况效率和非正常工况延误两部分组成，其中正常工况效率包括盾构掘进效率、管片拼装效率和后配套设备补给效率，非正常工况延误又包括盾构机械故障、盾构电器故障和后配套设备延误。

上海长江路越江隧道和虹梅南路越江隧道为背景，针对这六部分的实际作业时间进行采集分析，对影响效率的因素提出优化建议。

为今后的类似超大、超长隧道工程盾构掘进的施工工艺提供一定的参考价值。

关键词：盾构；影响效率；优化建议1、引言自从1994年第一台直径超过14m的盾构机（直径14.14m）在日本东京湾隧道工程中得到应用，在二十余年的发展过程中，超大直径盾构，尤其是超大直径泥水平衡盾构由于通用性强的特点，得到了越来越多的重视与应用。

常规情况下，超大直径泥水平衡盾构在始发井内安装调试完成后，通过出洞密封装置穿越加固区，在完成前100~200m的试掘进任务后，开始标准段的持续掘进，通过盾构拼环、掘进以及再拼环等持续作业，最终进入接收井，完成整条隧道的掘进施工。

圆隧道土建施工包含盾构掘进施工，隧道内部结构施工等。

隧道施工采用泥水平衡盾构机，由始发井向接收井掘进施工。

（见图1）图1：隧道平面图影响盾构机使用效率的主要因素是盾构掘进效率、管片拼装效率和后配套设备补给效率，非正常工况延误又包括盾构机械故障、盾构电器故障和后配套设备延误等，以及各工作面之间的衔接延误。

（见图2）图2：影响盾构机使用效率因素泥水平衡盾构机集机械、电子、液压、通信等技术于一体，技术复杂，结构庞大，集掘进、拼装、运输、维保、泥水处理、监测、测量等于一身，是工厂化的隧道掘进流水线。

为了达到有效及正确的工程统筹，充分发挥设备的先进效能和最大限度地满足工程需求是极为重要的，科学合理的场地布置，具有前瞻性的施工组织设计、严格的现场施工管理和盾构掘进的正确使用方式、持续的保养，严谨周密的监控及及时的维修。

以下主要以上海长江路越江隧道和虹梅南路越江隧道为背景，针对实际作业时间进行采集分析。

超深超大竖井及大直径长距离泥水平衡盾构施工关键技术研究超深超大竖井及大直径长距离泥水平衡盾构施工是现代地下工程领域的重要技术，在地铁、水利、矿山等领域有着广泛的应用。

本文将从盾构机选择、施工参数优化、土体力学行为分析等方面进行关键技术研究。

首先，盾构机选择是超深超大竖井及大直径长距离泥水平衡盾构施工的关键。

根据工程的具体要求，需要选择具有足够推力和承载能力的盾构机。

同时，盾构机的控制系统也需要满足较高的自动化要求，以提高施工效率和安全性。

由于施工环境的复杂性，盾构机应具备一定的适应能力和灵活性，能够在不同地质情况下进行施工。

其次，施工参数的优化对于保证施工质量和提高生产效率至关重要。

在超深超大竖井及大直径长距离泥水平衡盾构施工中，需要合理设置推进速度、注浆量、盾构机与地层的接触力等参数，以保持土体的稳定和平衡状态。

在参数优化过程中，需要考虑盾构机推进能力和泵送能力的匹配性，以及地层的可变性和复杂性。

土体力学行为分析是超深超大竖井及大直径长距离泥水平衡盾构施工中的重要环节。

通过对地层的力学性质进行测试和分析，可以确定合理的推进速度和土体的承载能力，以避免施工过程中的不稳定情况。

同时，还需要对地层的渗透性和质地等特性进行评估，以预测盾构机在不同地质条件下的挤压和切削阻力。

土体力学行为分析可利用有限元数值模拟方法，结合实际监测数据，对施工过程进行动态监测和控制。

超深超大竖井及大直径长距离泥水平衡盾构施工的关键技术研究还需要进一步深化。

随着对地下资源的需求和对地下空间利用的不断扩大，超深超大竖井及大直径长距离泥水平衡盾构施工将面临更多的挑战。

因此，需要不断提高盾构机的自动化程度和施工效率，加强对土体力学行为的研究和预测，提高施工质量和安全性。

超大直径泥水盾构掘进施工泥水控制技术要点分析发布时间：2023-02-02T01:13:38.882Z 来源：《中国科技信息》2022年9月第18期作者：邓俊，南东伟，王高翔[导读] 在经济的牵引下，公路隧道项目增多，公路隧道工程中邓俊，南东伟，王高翔中交天和机械设备制造有限公司南京分公司，江苏南京 211800摘要：在经济的牵引下，公路隧道项目增多，公路隧道工程中，起支撑作用的技术便是盾构掘进施工技术。

结合现有经验可知，该技术具备诸多优点，例如安全保障好、成型质量高以及施工周期短等。

正是因为如此，盾构法应用价值高，广泛运用在隧道工程。

本文将以珠海兴业快线为例，探究超大直径泥水盾构法泥水技术关键点，在此基础上围绕泥水控制技术展开研究。

关键词：技术要点；盾构掘进；隧道施工；超大直径泥水平衡盾构机0引言：在城市交通体系中，运用盾构施工技术，可减少资源浪费，提高隧道施工效率，确保项目稳定运行状态，掘进技术的全面推广,十分有利于推动城市基础建设。

1盾构施工技术介绍实际上，公路项目中实施的盾构掘进施工技术，属于全机械化施工模式的主要内容，是盾构法施工的核心技术。

施工操作中，需要盾构技术人员精准把控施工进度，实现盾构机科学有效掘进，并依托盾构机外壳和拼装成型的整环管片，形成完整的隧道支撑体系，来确保隧道上方原封地层的稳定状态，不会出现坍塌等地质问题。

另外在开挖时，盾构机刀盘选型和刀具的配置也不容忽视，它将发挥最重要的作用，在盾构司机的操控下，对土体进行开挖，精准控制泥水环流系统，将掘进时切屑下来的渣土通过泥水盾构机泥水环流系统泵送至洞外。

与此同时，控制盾构机推进油缸在后部加压顶进。

2工程案例兴业快线（南段）二标主线盾构隧道从银桦路工作始发井至板樟山工作接收井。

区间长度约 1740m，顶覆土厚度 9.8~41.3m。

最小竖曲线半径为1500.00m，最大竖曲线半径为2500.00m。

主线为双向四车道，设计速度60km/h。