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中国铁建盾构机技术参数
中国铁建盾构机是一种用于地下隧道施工的设备，它的技术参数包括但不限于以下几个方面：
1. 推进力，指盾构机在推进隧道时所施加的力量，通常以吨或千牛（kN）为单位。
2. 推进速度，盾构机在推进过程中的速度，通常以米/小时或米/分钟为单位。
3. 外径和内径，指盾构机的外径和内径，即隧道的外径和内径尺寸，通常以米为单位。
4. 推进液压系统，包括液压系统的工作压力、液压油箱容量、液压泵流量等参数。
5. 刀盘直径，刀盘是盾构机的关键部件之一，刀盘直径通常以米为单位，它决定了隧道的直径尺寸。
6. 电动机功率，盾构机所配备的电动机的功率，通常以千瓦
（kW）为单位。
以上是中国铁建盾构机的一些技术参数，具体参数可能因不同型号和用途而有所不同。
希望这些信息能够帮助您了解盾构机的基本技术特性。
盾构在砂层中掘进的技术措施一、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7.8m～14.3m，砂层为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。
二、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。
盾构施工关键技术讲座之三盾构掘进及参数控制讲座人：张厚美讲座人张厚美广州市盾建地下工程有限公司20117222011---本节主要内容：3.1 盾构掘进模式3.2 掘进参数的设定3.3 土仓渣土改良3.4 盾构掘进时效分析16:32广州盾建23.1 盾构掘进模式盾构机的掘进模式有土压平衡模式、敞开模式、土压与气压混合（半敞开）模式等三种模式。
敞开模式：适用于自稳、地下水少的岩层。
半敞开模式：适用于具有一定自稳能力和地下水压力不太高的地层。
土压平衡模式：适用于不能自稳的软土和富水地层。
11:25广州盾建3323.2掘进参数的设定(1) 土仓压力P1 土仓压力P1按深埋隧道与浅埋隧道两种情况进行计算。
当隧道埋深H<2D 时，为浅埋隧道；否则，为深埋隧道。
在浅埋隧道中上覆水土产生的压力全部作用 ①在浅埋隧道中，上覆水土产生的压力全部作用于开挖面。
一般取刀盘中心处的水土压力为准，按式计算按下式计算：11:25广州盾建4(1)(1)土仓压力P1计算P1=k0×γ×h ；式中：P1P1——k0k0———式中土仓压力；0侧压力系数；γ土的容重；D —为盾构外径。
可按参考值选取砂土的 侧压力系数ko 可按参考值选取；砂土的ko 值为0.35～0.45；粘性土的ko 值为0.5～0.7，也可利半经验公式用半经验公式：ko ko=1=1--sin a 其中a 为土的有效内摩擦角，一般为12°～25°11:25广州盾建5土仓压力P1计算示意图±0.00h盾构机D隧道外径6.0盾构外径φ6.2511:25广州盾建—6—②当隧道埋深H>2D 时由于隧道埋深较大，因土体在隧道上方形成拱效应，上部土压力不会完全作用于开挖面。
可按太沙基（Terzaghi ）理论计算盾构所受的垂直载荷。
即松动圈高度ha ：tg H tg H P C B φλφγ⋅−⋅−⎞⎛−0/B B a e e tg h γφλ+⎟⎟⎠⎜⎜⎝−=1式中：λ—地层的侧压系数；γ—为上覆地层的平均C ——内摩擦角。
掘进参数及盾构姿态掘进参数及盾构姿态盾构开挖过程中，掘进参数及盾构姿态是主要的控制项目，而这两方面又是相互影响的。
掘进参数是手段，盾构姿态是目的。
掘进参数决定了盾构姿态的发展趋势，盾构姿态又决定掘进参数的选择，二者相辅相成，共同促进盾构施工的质量。
一、掘进参数小松TM632PMX盾构机属于土压平衡盾构机，主要由刀盘及刀盘驱动、盾壳、螺旋输送机、皮带输送机、管片安装机、推进油缸、同步注浆系统等组成（盾构机主体）。
根据盾构机的组成，掘进参数主要有以下几方面。
1、土压土压力主要由水压以及土体压力组成（还有渗透力的作用）。
掘进中一般按照土体埋深考虑静水压力以及适当考虑土体压力，但都应根据具体地质考虑计算土压。
实际掘进中的土压除考虑静水压力以及理论的土体压力外，应根据计算土压以及实际出土量以及地面沉降综合考虑。
实际各种地层土压还应考虑地面建筑物状况以及隧道上方管线布置，通常，对于各种含水或富含水砂层并且地面有建筑物状况，土压应考虑高于隧道埋深静水压力并能够产生隆起以应对后期沉降；对于需要进行半仓气压掘进地层，土压也需高于隧道埋深的静水压力以保证正常出土量；对于弱含水地层，土压不必完全按照埋深静水压力考虑，可以根据出土量及地面沉降进行适当增减；对于富含粘粒质地层，即考虑半仓气压掘进但并非欠土压，以免刀盘粘结。
2、总推力正常掘进推力由刀盘切削土体的推力，土仓压力对盾体的阻力，盾体与土体的摩擦力以及后配套拉力组成。
在始发进洞阶段，由于盾构进入加固区时，正面土体强度较大，往往造成推进油压过高，加大了钢支撑承受的荷载，为了防止盾构后靠支撑及变形过大，必须严格控制盾构推力的大小。
把盾构总推力控制在允许范围内，避免因盾构总推力过大，造成后靠变形过大或破坏，导致管片位移。
在正常施工阶段，可适当加大推力，可以避免过多沉降（边推边注浆）。
3、掘进刀盘扭矩刀盘扭矩指盾构机掘进过程中刀盘切削土体时需要刀盘驱动系统提供的作用力，刀盘扭矩由土体切削扭矩，土体搅拌需要的扭矩组成。
盾构机掘进技术(基础)(含参数)一、概述随着城市化建设不断推进，地下空间建设越来越重要。
盾构技术是一种高效、安全、绿色的地下隧道工程建设技术，已经广泛应用于地铁、交通、水利等领域。
该技术利用盾构机在地下进行掘进作业，避免了传统爆破掘进的噪声、尘土污染和对地面建筑结构的影响。
本文从基础掘进技术和掘进参数两个角度探讨盾构机掘进技术。
二、基础掘进技术1. 盾构机的分类盾构机可以分为硬岩（岩体的岩度为Ⅳ级及以上）、松软土岩（含泥、粉、砂、卵石等的松散破碎岩石）两种类型。
不同类型的盾构机在使用时应该选择不同的掘进技术。
硬岩盾构机一般采用浆液循环掘进，松软土岩型盾构机则采用土压平衡掘进或泥水平衡掘进。
2. 盾构机的掘进方式（1）直推式掘进：盾构机本身不转动，只是通过推动顶部的推进缸或龙门拉动顶板向前进。
（2）转装式掘进：盾构机利用转盘、顶部推进缸和尾部推进缸拓宽隧洞，相对直推式掘进效率更高。
3. 盾构机的掘进方法（1）切削法：采用切割头，将盾构机向前推动并旋转，同时切削地下岩体，掘进速度较慢。
（2）盾尾土压平衡法：利用尾部渣土料斗制造的压力平衡，保持洞壁的稳定，掘进速度快。
（3）泥水平衡法：利用管路将搅拌好的土泥浆送入盾构机，完成掘进工作并保持洞壁稳定。
4. 盾构机的掘进路线盾构机掘进路线通常分为水平路线、垂直路线和弯曲路线。
在进入弯曲路线时，盾构机的前部应尽量降低，防止掘进脸外泄，造成灾难性后果。
三、掘进参数1. 参数定义掘进参数是指盾构机在掘进过程中的各项运行参数。
掘进参数的好坏对掘进工作的方便、快捷、高效有着关键性的作用，合理的掘进参数能使盾构机在掘进过程中达到最佳状态。
2. 参数分类（1）推进数据：盾构机在推进过程中需要记录推进的数据，如推进位移、推进速度、推进力矩等。
（2）承压数据：承压数据主要指盾构机在土压平衡掘进和泥水平衡掘进中需要记录的数据，包括对泥浆与顶板的压力等参数。
（3）浆液循环数据：在硬岩掘进中需要采用浆液循环，这时需要记录循环液的流量、压强、浓度、温度、PH值等数据。
盾构掘进方案1、正常掘进1.1正常掘进的准备当盾构掘进80m后，在始发井处置道岔，在工作井内铺设4天导轨，将初始掘进中使用的一列电瓶车改为两列，同时布置2列平板车，其中每列车为8个平板车，分别为1辆浆液车，5两土斗车，2两管片车。
45t天车负责出土，10t天车负责下管片及辅料。
1.2掘进参数的设定通过计算，初步确定盾构机掘进参数如下：（1）盾构掘进每环的排土量：V=Kx(πxD2/4)xL式中：K ----切削土体松动系数，考虑地下水，掘进过程中加入泥浆，润滑材料等因素，L-----掘进每环的长度（1.5m）D-----盾构机外径（6.28m）（2）盾构注桨量：V=Kx(π)式中：D-----盾构开挖直径（6.28m）d-----管片外直径（6m）r-----管片外半径（3m）R-----盾构开挖半径（3.14m）K-----扩散系数（1.1~1.4）（3）土压仓内加泡沫、泥浆加泡沫、泥浆对改善土体塑流行，保证出土质量很重要。
根据工程地质与水文地质条件，结合盾构机性能，盾构掘进施工中，可采用单独加泡沫、泥浆或者是同时加入。
（4）其他措施1、盾尾密封油脂控制。
确保密封油脂充足，注入压力适当，根据压力控制注入孔位置；2、施工前做好刀盘刀具、注浆控的防护；3、如果刀盘扭矩不易降下来，考虑在土压舱内加泥；4、根据出土情况控制螺旋闸门开合度以及是否在螺旋处加泥；2贯通掘进盾构掘进至接收井80—100米时进行贯通掘进阶段，立即确定盾构机头的坐标位置和姿态，并根据测量结果确定盾构推进方案，保证盾构机顺利、安全、准确进入接收井。
贯通掘进前的准备工作（1）预先提前一个月完成盾构接收井洞口土体加固施工；（2）按照盾构操作要求暂停掘进；（3）进行全线贯通测量；（4）根据测量结果，确定贯通掘进方案，调整盾构机参数为贯通掘进的参数；（5）作好防止洞口地面坍塌的准备。
贯通掘进时注意降低盾构掘进速度，以利于盾构姿态的控制；当盾构掘进至进洞口6—10米时，降低盾构掘进的控制土压值，即要防止因土压低而造成管片外围岩的下沉，又要防止因土压高而造成洞口土体的提前破坏。
盾构机主要技术参数表序号 项目名称 技术参数 备注 1 设备总长 35m 2 盾体长度 6,540mm 3 总重 200t 4 外径 6,340mm5 盾构型式 EPB 加泥土压平衡式6 土压传感器7 7 推进速度 0-5cm/min8 盾构变压器 800KVA9 盾构灵敏度 1.03 10 盾尾密封 两排钢丝刷 11 盾 构 总 体 参 数 最小转弯半径 300m12 外径×宽度 6,200mm ×1,000mm 13 内径 5500mm 14 每环数量 615 管片重量 6,200mm ×1,000mm 16 安装机旋转角度 ±210 17 举升能力 4.5T 18 刀具 割刀 19 超挖刀 220 旋转方向 正、反方向 21 驱动 液压 22 液压马达 8个 23 工作扭矩 3,180kNm 24 最大扭矩 4,730kNm 25 刀 盘 及 刀 盘 驱 动 转速 0-0.75rpm 26人闸 工作压力0.25MPa27 液压油缸数量 22 28 总推力 35,000KN 29 长油缸 3 个 30 推 进 系 统 长油缸行程 1680mm 31 推进系统 19个 32 短油缸 1200mm 33 油缸安全压力 32Mpa 34 推 进 系 统 油缸撑靴 尼龙式 35 型式 中心轴式 36 直径 702mm 37 转速 0-15rpm 38 螺 旋 输 送 机 闸门 滑动式 39 驱动型式 液压 40 皮带宽度 650mm 41 皮带长度 52m 42 皮 带 输 送 机皮带速度 1.2m/s 43 地面配电站1 套44 液压动力站 1 套（含冷却系统） 45 轨道输送列车 4 列（管片，排土） 46 发泡剂注入系统 1 套 47 泥浆注入系统 1 套 49 盾尾密封注脂泵 1台 50 轴流通风系统 1 套 51 导向系统 1 套 52 数据采集系统 1 套 53 盾 构 后 续 配 套 设 备地下通讯系统1 套 54供 初级电压10,000KVA55 次级电压 380V 56 频率 50Hz 57 照明电压 220V 58 电 参 数控制电压 24V/48V/110V 59 刀盘驱动385KW 60 推进机构 45KW 61 螺旋输送 74KW 62 皮带输送 15KW 63 主要部件功率配置管片安装10KW关键技术参数计算11.6.1 盾构推力 （1）计算原理盾构千斤顶应有足够的推力克服盾构推进时所遇到的阻力。
盾构机的主要部件及技术参数（一）盾构机主要部件盾构机主要部件1、盾体综述盾体根据本工程工况设计，盾体设计为梭型，即前盾直径〉中盾直径〉尾盾直径。
盾体包括三个主要组件：前盾、中盾、盾尾（1）前盾前盾由壳体、隔板、主驱动连接座、螺旋输送机连接座、连接法兰等焊接而成。
主要设计特点如下：①切口耐磨设计及固定搅拌棒前盾前部设计为锥形，并焊有耐磨层，增加耐磨性。
为了改善渣土的流动性，土压仓内隔板上设有两个搅拌棒，每个搅拌棒中间有一个注入添加材料通孔，加上隔板上两个加料孔共四个，其中两个搅拌棒注泡沫，另两个注膨润土。
搅拌棒强制搅拌渣土和添加材料，增加和易性。
搅拌棒表面用耐磨焊条网状堆焊，增加耐磨性。
隔板上有6个铰接式水平超前注浆孔，一个固定式水平注浆孔，满足地质水平加固的需求。
②前舱门人舱内部压力隔板上部设有Φ600mm前舱门孔和一个前舱门。
工作人员通过前舱门进入开挖仓检查更换刀具及处理仓内问题。
③土压传感器开挖仓内配置了6个土压传感器，可将压力信号传给PLC 并直观的显示在主控室内的显示屏上。
④其它隔板上设有一个电液通道和一个水气通道，当维修人员进入土压仓内维修刀盘或者更换刀具时，电液通道给土压仓内提供低压照明电源和焊接电源,水气通道给土压仓内提供切割部件所需的氧气和乙炔以及人员应急呼吸的新鲜空气。
此外隔板上还开有保压孔、进水孔、排水孔等，盾壳壁上设有6个膨润土接口。
（2）中盾中盾和前盾之间采用螺栓连接，中盾主要由连接法兰、两层隔板和米字梁组成。
主要设计特点如下：①铰接密封中盾和盾尾之间采用被动铰接形式，设计有两道密封，一道为橡胶密封，一道为紧急气囊密封。
正常情况下，橡胶密封起作用。
在异常情况下，或者橡胶密封需要更换时，使用紧急气囊密封。
在密封环端部设置压紧块，在压紧块和橡胶密封之间设置挡条，在端部利用调节螺栓使挡条压紧橡胶密封。
压紧的程度可用拧动螺栓进行调整。
图8.1 铰接机构示意图铰接部位设有三种注入口：A孔：用于向铰接密封加注油脂，防止铰接密封的渗透泄漏，沿圆周有6个。
上软下硬段盾构掘进参数总结此处选择下行线在上软下硬段掘进中二种地层形式进行分析，一种为掌子面在砂砾石与泥质粉砂岩中的比例介于2:1~1:1之间的地层中，另一种为掌子面在砂砾石与泥质粉砂岩中的比例为小于1:1地层中。
1盾构推力总推力是评价土压平衡盾构工作性能的重要指标，在掘进过程中一般是动态变化的，不同地层条件下会表现出不同的变化规律。
图3-1 盾构推力变化情况盾构推力统计情况通过对前200环主要地层的盾构总推力统计分析可以看出：随着砾砂层比例的减少和泥质粉砂岩比例的增加，总推力呈现很明显的上升的趋势，且从50环开始，总推力都在16000KN附近波动，且波动较小；从150环开始，总推力都在18000KN附近波动，且波动较小。
2刀盘扭矩土压平衡盾构的刀盘扭矩是保证盾构正常推进的关键参数之一。
图3-2 刀盘扭矩统计盾构刀盘扭矩在掘进过程中也是动态变化的，通过对前200环的统计分析结果可以看出：与总推力变化规律相似，随着砾砂层比例的减少和泥质粉砂岩比例的增加，刀盘扭矩也呈现很明显的上升的趋势，从50环至120环盾构所处地层变化不大，此时的刀盘扭矩在3000 KN﹒m附近浮动且较为稳定。
从121环至200环的刀盘扭矩在3000 KN﹒m附近浮动但变化值比较大。
比较两种地层中刀盘扭矩数据的标准差可知，前50环的离散性较大。
3土仓压力土仓压力，是土压平衡盾构原理应用的重要参数体现，其大小直接影响到掌子面前方土压是否能够平衡，土体发生何种破坏。
它是控制地层损失、减小地层变形的主要手段。
（1）理论土压力计算选取下行线47环管片附近的地层作为计算的对象。
该段掘进区域内的地层主要有细砂、圆粒、强风化泥质粉砂岩和中风化泥质粉砂岩。
地下水位表面距隧道顶部距离约为6.2m左右。
首先根据中子区间的线路纵断面图以及地质勘查报告可确定该里程处的土层分布以及其地层参数，见表1。
表1 地层计算参数表地层厚度H（m）隧道直径D（m）侧压力系数K内摩擦角（°）重度（N/m³）杂填土 1.9 6.28 19400 粉质粘土 5.7 6.28 20 19400 细砂8 6.28 0.33 36 9300 圆砾 2.7 6.28 0.36 40 10000 强风化泥质粉砂岩1 6.28 12000 中分化泥质粉砂岩0.5 6.28 12500图3-3 下行线47环附近地层剖面图上覆土重理论计算简图见图4-4，计算公式如下：z h （1） x K h（2） 其中z σ为竖向应力；x σ为水平应力；K 为土体侧压力系数，/(1)K ；ν为岩土泊松比；γ为土体重度；H 为上覆土层厚度。
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3、地表沉降的控制因素地表沉降的控制因素：土仓压力、每环出土量、每环注浆量掘进时土仓的压力的控制如前所述根据盾构机的掘进速度、螺旋输送机的转速、螺旋输送机的开度来控制；渣土的管理则应由主司机记录每环的出土量，出土量过大时可采用关仓掘进，每循环的出碴量应根据不同的地质情况计算得出或根据经验把握（理论体积×松散系数），一般为80m3－90m3。
应根据管片外圆与盾壳之间的间隙以及渗透系数计算出每环的注浆量，以便更好地及时回填注浆，控制盾构机通过后的地表沉降。
三、碴土改良1、渣土改良的作用：①降低渣土内摩擦角及刀盘扭矩②降低土壤的强度以利于开挖，降低刀具磨损③减少渣土的透水性2、渣土改良材料：①膨润土②水③聚合物④泡沫剂最常用、最经济且适用地质范围最广的渣土改良材料一般选用泡沫剂。
3、泡沫剂的特点：①能获得渣土较低的密度②与渣土的易混合特性③含有较低的化学成分（环保）④与渣土不易分离特性（与渣土分离一般需7－8小时）⑤强止水性在掘进过程中应时刻注意碴土的状态，随时调节泡沫和水的注入量，保持碴土的可朔性和流动性。
4、泡沫剂算泡沫注入率Foam Injection Rate(FIR)泡沫注入率(FIR)=泡沫的流量(Q foam）/渣土的流量(Q soil)渣土的流量(Q soil) =掌子面的面积(A face)×掘进速度(V TBM)泡沫的流量(Q foam)= 泡沫注入率(FIR)×渣土的流量(Q soil)膨胀率Foam Expansion Rate膨胀率（FER）=泡沫的流量(Q foam) /液体的流量(Q liquid)FER=12：1泡沫空气的流量(Q air)Q air=(FER-1) ×Q liquid×(P土仓+1)改良后的渣土状态（成牙膏状）泡沫发生效果的检查：可观察泡沫颗粒的大小来判断泡沫的发生效果四、掘进方向的控制1、掘进方向的控制原则：•使盾构机趋向DTA中心线方向，蛇行纠偏，防止过急纠偏•盾构机姿态的调整应适应管片的状态，管片的选型拼装应适应盾构机的姿态及趋势•底部推进油缸的压力稍高于顶部的压力，防止盾构机栽头2、纠偏曲线掘进方向的控制是通过调节推进系统几组油缸的不同压力来进行调节的。
当盾构油缸左侧压力大于右侧时，盾构姿态自左向右摆；当上侧压力大于下侧压力时，盾构姿态自上向下摆；依次类推即可调整盾构的姿态，当盾构机的方向偏离隧道中线时，应按偏离的多少缓慢纠偏，防止过急纠偏。
盾构机滚动的调节：当盾构机较硬岩层掘进时或长时间一个方向转动刀盘掘进时，盾构机会发生滚动现象，这时可停止掘进，反向启动刀盘后掘进。
一般不盾构机的滚动值（rotate）不能超过设定值10，否则会自动停机。
3、纠偏过急对管片的影响盾构机姿态的调整应适合管片的状态即盾尾间隙，管片的选型拼装应适应盾构机的姿态及趋势。
在隧道转弯和盾构掘进方向调整时，管片所能承受的推力和管片环不在同一直线上，管片所受的斜向推力可能导致管片破损，此时要注意控制推力的大小。
为了保证盾构的铰接密封、盾尾密封工作良好，同时也为了保证隧道管片不受破坏，在调整盾构姿态的过程中，要优先考虑盾尾间隙的大小，在调向的过程中不能有太大的趋势．．．．．．．．，一般在VMT上显示的任一趋势值（trend）不应大于10，避免调向过猛。
纠偏过急会造成管片开裂或管片错台现象。
在软硬不均的地层中，盾构会向地层软的方向偏转，姿态难以控制，此时要仔细调整各组油缸的推力，控制好掘进的方向。
合适的盾尾间隙是保护管片所必需的，在调节盾构姿态时要先考虑到盾尾间隙的大小，在掘进方向不超限的前提下，以缓慢的纠偏速度来保证盾尾间隙最小不小于50mm 。
五、掘进与刀具1、刀具的破岩机理 滚刀破岩机理为了研究滚压破岩的基本原理，我们首先研究刀刃在静压作用下侵入岩石的情况和岩石破碎的过程。
在静压压力P （图4）作用下刀刃侵入岩石，首先岩石与刀刃接触面前方发生局部粉碎或显著的塑性变形而形成一个袋状的核，也称为密实核；其次侵入深度增加（此过程侵入深度与荷载按一定的比例增长）到一定深度时，由于锥形刀刃在垂直荷载作用下对周围岩体产生侧向挤压，密实核旁侧的岩石会突然出现崩碎，如图4所示；由于这种崩碎的突然出现，会导致荷载突然降低出现跃进现象，越是脆性岩石，这种跃进式侵入特点越明显，塑性岩石则较缓和；因此在脆性岩石中应用滚压破岩方式其效率高，而相对来说在塑性岩石中采用滚压破岩的效率要低。
盘刀在滚压岩石面上连续做同心圆运动，其外荷载之一为轴压力（推力）使盘刀刀刃压入岩石，产生类似于静压破岩；其外荷载之二为滚动力（扭矩）使盘刀刀刃沿轨迹线连续滚压岩石，并在盘刀通过处对岩体作用侧向压力，使盘刀运动轨迹线周边的岩石不断产生崩裂，从而达到连续破岩。
切刀破岩机理切削破岩是利用切刀（或刮刀）施力与于被作用的岩土层上，靠刀具的刀刃从岩土体的外层上分离岩土，并使之脱离母体达到破岩的一种机械破岩方式，其基本原理如图8所示。
盾构机掘进切削破岩的过程可分为以下二步：首先通过盾构的掘进推力将切刀的刀刃压入岩土体，切入的阻力取决于岩土体的物理力学性质及切刀的形状；其次切刀随着刀盘作同心圆运动，在刀具刀刃处与切削面成β角的方向上出现最大剪应力，当剪应力超过岩土体的抗剪强度时，被切削部分产生错动形成裂纹，并且在刀尖与岩土接触部形成切削核，随着切削核的增大，已形成裂纹的岩土体脱离开母体松散或碎削状，而达到破岩的目的。
一般来说，对于岩体和固结程度高的硬土，先是出现裂纹，然后一块块地剥落；而对于较为松散的土层，往往是出现整体粉碎的现象；对于塑性地层（粘土）往往是出现连续切削，而无明显的裂纹出现或出现整体粉碎。
2、刀具的失效形式滚刀的失效形式：正常磨损、刀圈断裂、刀圈剥落、刀圈卷刃、刀圈移位、漏油、挡圈脱落、滚刀破岩原理示意图滚压破岩状况切刀破岩机理示意图偏磨（弦磨）、多边弦磨、刀体磨损、端盖磨损、完全损坏。
3、掘进参数及地质对刀具的影响硬岩掘进时推力及速度过大会造成刀具崩刃断裂硬岩掘进时，应向刀盘内加水或泡沫以降低刀具温度，防止刀圈温度过高造成刀圈卷刃或刀具因高温出现漏油现象粘土层掘进时泡沫、水等添加不合适即渣土改良效果不好会产生泥饼或刀具被渣土裹住无法转动软弱围岩掘进时，推力过大或刀盘转速过快会造成局部刀具过载、密封失效等 软弱围岩掘进时，坍塌的石块可能会将刀体、端盖、挡圈砸怀造成刀具漏油或挡圈脱落等现象，同时也会造成滑动密封受冲击发生漏油现象六、特殊地层的掘进不同的地层，掘进参数的选择千差万别，这里仅根据我们在广州二号线、三号线、深圳地铁及南京地铁施工中所遇到的一些特殊地层下的掘进作一探讨。
掘进时要随时注意刀盘扭矩、螺旋机扭矩、推进速度、土仓压力、铰接的变化，渣土状况和盾构机姿态等，根据相应的状况及时调整掘进参数。
确保刀盘和刀具不超载，掘进方向不超限。
1、硬岩地层硬岩地层就是指盾构机掘进断面的各部分围岩强度变化小，整体强度在70MPa 以上。
偏磨（弦磨）偏磨与断裂 滚刀被碴土粘住刀圈断裂刀圈断裂碎片正常磨损隧道全断面都是8Z－2、9Z－2。
掘进中刀盘的扭矩大，推进速度明显减慢，盾构机有较大滚动和震动现象和连续的响声，渣土中会有很多的石块出现。
在此地层中应采用高刀盘转速、低推进速度掘进。
掘进时要向刀盘和螺旋机多加泡沫，向土仓加水，对刀盘和螺旋机进行冷却、润滑，就是降低刀具和螺旋带的磨损速度。
为了防止刀具的超载，不能为了提高推进速度而盲目加大油缸推力。
硬岩地层（掌子面可清楚地看到刀具的轨迹为同心圆）2、软硬不均地层软硬不均地层就是指盾构机掘进断面的地质不均,断面的上部、中部、下部、左边、右边的围岩强度变化大，如上部是6Z－2，下部是9Z－2。
掘进中刀盘的扭矩变化大，盾构机有较大滚动和震动现象和间断的响声，掘进方向很难控制，渣土中会有较大的石块出现。
在此地层中应采用低刀盘转速、低推进速度掘进。
因为掌子面地质不均，掘进时，刀盘各部位会受力不均，容易使部分刀具受力过大而不能转动，最终导致偏磨。
还有就是当推进速度太快时，刀具的切入量也很大，容易使刀盘扭矩突然上升超过设定值而卡死，甚至使刀圈崩裂脱落。
