上软下硬地层中盾构法隧道施工技术探讨

盾构穿越上软下硬复合地层施工技术措施浅析摘要：随着城市化的不断推进，地下空间的建设越来越重要。

然而，盾构施工在穿越上软下硬复合地层时面临着许多困难和挑战。

本文对盾构穿越上软下硬复合地层的施工技术措施进行了分析和探讨。

通过文献资料梳理和案例分析，提出了有效的技术措施，包括钻探勘探、风险评估、地质预测、管片配合、地质应急处理等。

这些技术措施可以提高盾构施工在上软下硬复合地层中的施工质量和安全性。

关键词：盾构施工，上软下硬复合地层，技术措施，风险评估，地质预测1.背景介绍盾构法是一种在地下施工中应用广泛的技术。

由于其施工速度快、施工质量高等优点，越来越多的城市地下工程采用盾构法进行施工。

然而，在穿越地下复合地层时，盾构施工面临着许多困难和挑战。

上软下硬复合地层尤其复杂，需要采取有效的技术措施来保证施工质量和安全性。

2.上软下硬复合地层的特点上软下硬复合地层指的是在盾构施工过程中，先穿越软弱地层，然后进入硬岩地层的一种地质条件。

这种地质条件具有以下特点：①上软层往往存在不稳定性和变形性，易导致管片不对称和开裂；②下硬层中存在较硬的岩层，盾构掘进面容易出现断层、刀盘损坏等情况；③软硬层之间的转换容易导致地面沉降、管片损坏等问题。

④地质条件复杂多变，难以准确预测和评估，施工过程中容易出现意外情况；⑤对盾构施工的技术要求较高，需要采取特殊的技术措施来保证施工质量和安全性。

由于上软下硬复合地层的特殊性质，盾构施工在这种地质条件下需要采取更为精细和复杂的技术措施来确保施工质量和安全性。

必须全面了解地质情况和岩土力学参数，针对性地设计和选择管片类型和配合方案，预测和评估施工中可能出现的问题和风险，并采取相应的措施进行预防和应对。

同时，还需要具备丰富的经验和专业知识，以应对复杂多变的地质条件和意外情况。

总之，上软下硬复合地层是盾构施工面临的一种特殊地质条件，具有较高的风险和难度。

但是，通过合理的技术措施和施工方法，可以有效地解决这些问题，提高施工质量和安全性，为城市基础设施建设提供有力支撑。

上软下硬地层盾构施工技术的研究盾构在孤石及上软下硬地层中穿过，洞身在同一开挖断面上存在上下、左右软硬不均的现象。

地层中残积土及全、强风化层遇水极易软化、崩解；砂层自稳性差，易产生涌砂、流砂等风险；此外在该上软下硬及孤石地段掘进时由于地下水位丰富，加上盾构机对上部软弱土体的扰动，盾构掘进时很容易出现喷涌，发生上覆地层溜坍的风险，从而导致地面塌孔，影响周边道路和周边建筑物及管线的安全。

（2）盾构姿态及工期风险盾构主要在孤石和上软下硬地层中穿过，岩石抗压强度为80～138MPa，局部基岩强度最大高达148MPa，为极硬岩层。

由于隧道范围内上下部分地层强度差异性极大，导致盾构机在该地层中极度容易发生姿势上抬现象，影响盾构施工姿态的控制，容易造成隧道轴线偏移和地面的沉降超限，并造成隧道质量缺陷；当遇到多个孤石堆积时，盾构机将会发生“卡壳”现象，掘进困难；此外盾构在基岩层掘进，刀具的磕碰磨损及偏磨比较严重，掘进速度较慢，将会导致频繁的开仓检查及更换刀具，严重制约着施工工期。

（3）盾构刀具磨损大，开仓换刀困难盾构机在此地层中掘进，刀具磨损很大，需经常开仓检查刀具，但是本段盾构隧道埋深较浅，约为8．5～10．3m，地层复杂，地下水较多，加压开仓风险极大。

如果强行开仓，施工人员风险极大。

2、工程概况某市轨道交通2309标盾构隧道区间全长约为1309m，其中ZDK24+815～ZDK24+630、YDK24+736～YDK24+646为孤石及上软下硬区段，地层由上而下主要由＜1－1＞素填土、＜3－2＞可塑状粉质黏土、＜3－3＞硬塑状粉质黏土、＜3－10＞中砂、＜6－5＞残积可塑状粉质黏土、＜6－6＞残积硬塑状粉质黏土、＜9－1＞全风化、＜9－2＞强风化和＜9－3＞中风化、＜9－4＞微风化花岗闪长岩组成。

3、孤石及上软下硬地层施工对策盾构通过孤石及上软下硬特殊地层施工方法分为4步：（1）孤石及基岩补探；（2）孤石及基岩的提前爆破处理；（3）预设换刀加固点；（4）盾构掘进参数控制。

盾构穿越上软下硬地层施工关键技术分析摘要：本文通过笔者多年工作经验。

重点就盾构穿越上软下硬地层施工关键技术分析。

并运用现场实践进行深入解析。

充分探索大型盾构穿越作业特点。

为同行提供建设性意见。

关键词：往复式；压缩机；曲轴；修复1引言地铁盾构是城市地铁施工中一种重要的施工技术，是在地面下隧洞的一种施工方法。

它使用地铁盾构机在地下掘进，在防止软基开挖面崩塌或保持开挖面稳定的同时，在机内安全地进行隧洞的开挖和衬砌作业。

其施工过程需先在隧洞某段的一端开挖竖井或基坑，将地铁盾构机吊入安装，地铁盾构机从竖井或基坑的墙壁洞门处开始掘进并沿设计线型推进直至到达洞线中的另一竖井或隧洞的端点。

2盾构穿越施工前期工作盾构法施工之前需要对地质进行勘察工作。

由于在盾构机的施工过程中，常常会出现高地应力、围宕大变形和软弱夹层等不能确定的地段，所以在施工中必须进行地质勘查工作，地质勘查工作需要达到周密、完善的目的，以便确保施工的安全性。

在盾构机不断掘进过程中，液压钻机可以在每天的停机维护期间进行超前勘探，以便及时的发现施工中的情况。

如果盾构机的日进速度在20m以上时，也可采用地质雷达进行探测。

3盾构穿越上软下硬地层施工要点3.1施工优越性盾构穿越施工首先需要施工人员了解施工技术的优越性。

随着近年来中国越来越多的城市的建设，对配套交通系统的需求越来越高。

在这一过程中，地铁以其便利、环保、高效的特点，在日益紧张的城市交通中起到了缓解交通压力的作用。

应用盾构穿越上软、下硬地层的施工计算，可以有效地避免对地面交通造成较大影响，也可以充分保护周围建筑物，具有很强的优势。

盾构穿越施工的同时，通过软硬地层在建的计算应用程序可以有效地适应复杂多变的环境，并且可以参考实际情况的基础上，结合刀盘扭矩和推力油缸的参数值进行合理优化推力降低，因此在推进速度也有良好的应用效果。

3.2强化设备维护盾构穿越的关键是设备的维护和性能。

在设备的早期维护过程中，施工人员应采取有效措施，确保盾构机在施工中运行平稳、正常；其次，对所需要的施工设备，包括二次灌浆机、搅拌站等进行综合性能测试，以确保其能保持最佳运行状态，最终达到快速通过施工危险区的效果。

典型上软下硬地层盾构施工技术研究摘要：文章以某工程为例，分析其典型上软地下硬地层的特点，重点介绍在此地层中进行盾构掘进施工中所采用的掘进技术措施，并针对掘进过程中容易出现的问题提出了相应的处理和预防措施，以供参考。

关键词：典型上软下硬地层；盾构施工技术1引言在目前我国城市规模扩大以及人口增多的同时，为了缓解城市交通拥堵状况，我国加大了对城市轨道交通工程的建设力度。

针对其中的地铁工程等地下轨道交通工程建设来说，规模较大的地下隧道工程施工通常会应用盾构施工方法。

而且目前的地下隧道盾构施工中也比较容易遇到上软下硬的经典地层情况，但是针对此地层情况相应的施工技术却比较少见。

为了实现此典型地层中盾构施工技术水平的提高，就需要针对其中掘进过程中的问题来进行相应的处理。

2工程和地质概况分析以某工程为例，其全线长1345m，结构形式为单线单洞结构，本区间隧道最大线路纵坡为26.5‰，最小纵坡为5.0‰，竖曲线半径均为10000m，隧道顶部最大埋深为37m，最小埋深为11m。

在本工程地段的岩土为素填土、软土、残积土和风化岩。

在整个隧道工程区间中需要穿越55栋房屋，且经过施工前的取芯勘探结果表明，盾构掌子面上软下硬低层254m，占全线总长的18.9%。

3施工掘进技术措施3.1掘进前的准备在开展施工掘进之前需要对盾构机设备及其配套设备进行全面检查，及时处理其中存在的问题并开展试运行。

全面检查龙门吊、电瓶车以及地面砂浆站设备等并开展试运行。

盘点掘进材料并进行补充。

提前协调盾构机隧道轮廓线范围内需要加固的位置。

做好注浆设备、人员和材料的准备。

3.2掘进参数控制首先在脱困阶段，为了在恢复掘进之前对土仓内的积水进行治理并避免出现喷涌的问题，需要向土仓内进行5~6t干膨润土的倒入并进行均匀搅拌，然后再关闭仓门。

在掘进过程中使用千斤顶来进行同步掘进，如果在千斤顶的推力超过65000kN时仍不起效果，则需要改为铰接千斤顶来进行推进。

上软下硬地层土压平衡盾构施工关键技术研究摘要：盾构机是暗挖工程中一种安全可靠的机械设备，并且能够被广泛应用城市地铁及各类地下隧道工程建设之中。

上软下硬地层结构对土压盾构机的掘进作业过程产生了一定施工风险，如：推进困难、出渣口喷涌、地面塌陷、刀具异常磨损、高风险换刀等。

因此需要全面考量上软下硬地层结构的独特以及复杂性，结合土压平衡盾构的施工特点，针对性的采取预防及应对措施。

确保上软下硬地层盾构施工的顺利开展。

关键词：上软下硬地层；土压平衡盾构机；预加固换刀很多基础设施建设工程项目在进行勘察设计和工程地质环境分析等相关工作的过程中，需要对复杂地质条件进行全面评估，选择盾构施工地层路径尽可能避开上软下硬地层结构，尽量选择全断面相对均匀地层，便于施工的顺利推进。

若不可避免的遇到上软下硬结构地层，施工单位应充分认识在该地层中掘进的施工风险，制定相应的风险应对措施。

1 上软下硬地层盾构施工的难点和风险因素1.1 盾构推力增大，地面沉降在上软下硬地层盾构掘进过程盾构机刀盘下半环切割岩层，上半环位于软土。

在盾构推力作用下，前方软土与岩层对刀盘的反作用力不均衡，甚至盾构机推力主要作用于下部岩层，上部软土分担很小，下部岩层的反作用力同时还会给盾构机前端产生向上的分力，致使盾构机机头产生微向上扬起，但由于上部软土对盾构机的竖向压力作用，表现在盾构机的姿态变化上不明显。

根据工程经验及理论受力分析，判断在盾构机前端受到岩层向上作用力后，盾构外壳会对岩层及土层产生大小相同、方向相反的反作用力，该作用力和反作用力垂直作用于盾构机及外壳上，增加了盾构外壳与围岩的摩擦力，基于此理论分析，在上软下硬地层盾构机推力可能增大较多，垂直与盾构外壳方向分力大小无法准确模拟，无法定量，在实际上软下硬地层掘进施工过程经验显示，推力增大往往较为明显，甚至多有超过盾构机额定推力的情况发生，造成管片压裂等问题。

在此情况下往往判断为刀盘刀具磨损导致（不排除刀具磨损），忽略盾构机摩擦阻力的影响。

盾构机穿越上软下硬地层专项施工方案一、前言随着城市化进程的加快，盾构机在城市地下工程中的应用越来越广泛。

但是在施工过程中，盾构机穿越上软下硬地层会面临诸多挑战，需要制定专项施工方案以确保施工顺利进行。

本文将针对盾构机穿越上软下硬地层的特点，提出相应的专项施工方案。

二、地层特点分析1. 上软地层特点：•地质条件复杂，地层松软，易发生泥水涌入。

•地下水位较高，地面建筑物密集，施工空间受限。

2. 下硬地层特点：•地层坚硬，抗压强度高，隧道掘进难度大。

•地下水位较低，地质构造较稳定，但存在地下水涌入的风险。

三、施工方案设计1. 地质勘察与预测在开工前，必须对穿越地层进行详细的地质勘察，确定地质构造、地下水情况等，以提前预测可能遇到的问题，有针对性地制定应对方案。

2. 工程参数优化针对上软下硬地层的特点，必须对盾构机的工程参数进行优化设计，如刀盘类型、刀具配置、推进速度等，以确保穿越过程中的稳定性和效率。

3. 泥水处理措施为避免泥水涌入引发事故，需要制定有效的泥水处理措施，利用泥浆处理设备进行实时处理，保持隧道内部清洁，确保施工正常进行。

4. 质量监控与安全防护设立专门的质量监控团队，针对不同地质条件制定相应的施工指导措施，及时发现并处理施工中可能出现的质量问题。

同时，严格执行安全防护措施，保障施工人员的安全。

四、施工过程管理1. 定期会商与协调施工过程中，需要定期召开工程会商，对施工进度、质量、安全等进行全面评估，及时调整施工方案，确保施工顺利进行。

2. 施工数据记录与分析对施工过程中的数据进行记录与分析，包括地质情况、推进速度、刀盘磨损情况等，为未来类似工程提供经验借鉴。

五、总结与展望盾构机穿越上软下硬地层是一项复杂的工程，需要综合考虑地质、工程参数、施工管理等多个方面因素。

通过本文提出的专项施工方案，可以有效应对这一挑战，确保工程顺利完成。

同时，随着科技的不断发展，盾构机技术也将不断创新，提高施工效率和安全性，为城市地下工程的发展贡献力量。

地铁建设中上软下硬地层盾构法施工技术研究摘要：伴随着国内城市的迅速发展扩大，地铁修建规模也持续扩大，工程施工工艺水平逐步上升，其中的盾构法就是一项至关重要的作业方式，其具备便捷、安全、可靠等优点，被广泛应用于各地区的地铁建设中。

本篇文章具体探究了盾构穿过上软下硬地层施工的关键技术，期望能由此增强我国的地铁修建水准。

关键词：盾构；上软下硬地层；施工关键技术近些年来，伴随着国内城镇化进程的持续变快，城镇人口迅速增长，给城市交通产生了很大的负担，地铁工程项目的建设能够合理有效地减轻城市交通负担，极大限度满足了大家方便、快捷的出行需求，因而对地铁建设工程施工的品质、水准都提出了较高的规定和要求。

在现实的工程建设过程中，地铁建设可以使用盾构法，其能够满足各种复杂的作业环境，获得较好的掘进效果。

本文就盾构穿越上软下硬地层施工关键技术展开了深入地探究，从而推动盾构掘进水准的提高。

一、上软下硬地层特性在上软下硬地层作业环节中，还应增强对其特征的掌握，通常条件下，上软下硬地层的上半部分是软弱层，具体包含淤泥层以及砂层和混合岩全风化层等，下半部分主要是包括了砾砂岩、花岗石以及石灰岩在内的硬岩层。

因为上软下硬地层间的特征有着很大差距，所以导致在一定程度上，增加了盾构掘进的作业难度系数。

上半部分软弱层组成成分比较繁杂，在盾构掘进环节中，应对软弱层的特征开展深入分析，具体包含两个方面：一个是软弱层中的每个土壤层，其强度有着差距，相对于软弱层中的残积层还有风化层，如果碰到水都较易变软并出现崩解，二是残积层还有风化层具体是由粗、细颗粒构成，而且有着“两头大，中间小”的特征，粗颗粒物的直径超过0.5毫米，细颗粒物的直径则小于0.075毫米，在地层颗粒物中，直径为0.075毫米－0.5毫米的颗粒物是很少的，如此一来，很容易造成盾构掘进喷涌问题的出现。

二、上软下硬地层盾构作业施工的难点1、建构（筑）物会存在的风险在盾构掘进全过程中，假如地层扰动太大，甚至出现超排状况，便会对地面建筑设施形成不良影响，造成其地基沉降或是裂开等现象的发生，从而产生严重的不良影响。

盾构复杂线型上软下硬泥岩地层下穿运营铁路施工技术
盾构法是一种现代化的地下隧道施工方法，在复杂地质条件下，特别是在软弱地层中进行盾构施工是一项技术难题。

本文将重点介绍盾构在复杂线型上软下硬泥岩地层下穿运营铁路施工的技术。

盾构的主要作用是切削地层，将土层挖掘下来，然后通过螺旋输送器将土层送至后方的槽斗中，最后将土层通过输送带或车辆运出隧道。

在软下硬的泥岩地层中，盾构施工面临的主要问题是地层的不稳定性和切削困难。

为了解决地层不稳定性的问题，可以采取以下措施：
1.加固地层：在盾构前方一定距离的地方，先进行地层加固。

可以采用注浆法、灌浆法等方式，将土层固化，增加地层的稳定性。

2.合理布置衬砌：在盾构施工过程中，可以设置衬砌结构，用于加固地层。

常见的衬砌结构包括钢筋混凝土衬砌、纤维增强塑料衬砌等。

在切削困难的泥岩地层中，盾构面临的主要问题是切削力大、切削效果差。

为了解决这个问题，可以采取以下措施：
1.选择合适的刀具：根据地层的特点，选择合适的刀具。

对于泥岩地层，可以选择强力的切削刀具，例如硬质合金刀具。

2.增加滞后曲线：在切削过程中，可以采取增加滞后曲线的方式，减少挤压和抗拔作用，从而减小切削力。

3.调整切削参数：根据地层的特点，调整切削参数，例如刀具转速、进给速度等，以获得最佳的切削效果。

盾构在复杂线型上软下硬泥岩地层下穿运营铁路的施工技术包括加固地层、合理布置衬砌、选择合适的刀具、增加滞后曲线和调整切削参数等措施。

通过这些技术手段，可以有效地解决复杂地质条件下盾构的施工问题，保证施工过程顺利进行。

盾构复杂线型上软下硬泥岩地层下穿运营铁路施工技术随着城市化进程的加速和人们出行需求的增加，铁路运输在现代社会中扮演着越来越重要的角色。

而在城市建设和改造过程中，隧道施工技术就显得尤为重要，尤其是在复杂地质条件下的盾构施工更是需要精密的技术和严谨的作业流程。

在盾构施工中，遇到上软下硬的泥岩地层时，施工难度更是加大。

如何有效应对盾构复杂线型上软下硬泥岩地层下穿运营铁路的施工技术，成为专业工程队伍所需要面对的重要问题。

一、地质特征分析1.上软下硬泥岩地层的特点上软下硬泥岩地层是指在地层深度较浅的表层为软岩，深层则为硬岩。

这种地质条件下，盾构施工所面临的挑战主要有两个方面：一是软岩层稳定性差，易发生塌陷和漏水等问题，对盾构机构成潜在威胁；二是硬岩层硬度大，抗力强，盾构机隧道掘进时会受到更大的阻力，增加了施工难度。

2.盾构施工中的挑战在上软下硬泥岩地层下穿运营铁路的盾构施工过程中，需要面对以下挑战：一是需要克服软岩层失稳引起的塌陷和漏水，保证盾构机的稳定性和施工安全；二是需要克服硬岩层的高抗阻力，确保盾构机的正常掘进，并有效管理掘进速度和控制土压力。

二、施工技术应对1.盾构机选型在面对上软下硬泥岩地层的施工条件下，盾构机的选型和性能显得尤为重要。

需要选用具有较大功率和扭矩的盾构机，并配备有合适的刀盘和刀具，以应对软硬岩层的不同状况。

盾构机的控制系统需要具备高智能化和精密化的功能，能够实时监测和调整施工参数，保证盾构机的稳定和安全。

2.巧妙的掘进策略在盾构复杂线型上软下硬泥岩地层施工中，制定合理的掘进策略显得尤为重要。

应根据实地勘察数据和地质条件，选择合适的盾构机掘进方案，包括掘进速度、土压力管理、刀具更换等。

对软硬岩层应有不同的掘进参数和技术手段，根据实际情况进行巧妙的掘进策略调整，确保掘进的顺利进行。

3.土压平衡控制在盾构施工中，土压平衡是一个至关重要的因素。

在面对上软下硬泥岩地层的情况下，需要严格控制土压力，防止因土压过大而导致的盾构机失稳或者地面沉降。