无水砂卵石地层盾构施工

四种地铁盾构施工工法四种地铁盾构施工工法工法之一：土压平衡盾构施工工法1、特点1.1 盾构施工为多工序程序化作业，其自动化程度高，施工速度快、质量好、安全性高。

1.2 盾构掘进不需降水辅助施工，且管片属工厂预制，有利于环境保护和减少施工对城市正常生活秩序的干扰。

1.3 通过建立并保持密封仓内土压与开挖面水土压力的动态平衡，减少了施工对土层的扰动，工作面稳定，能有效地控制地表隆陷。

1.4 与泥水盾构工法相比，其所需场地面积小，施工成本低。

2、工艺原理土压平衡式盾构机的工作原理是随着盾构机的推进，刀盘切削下来的土体进入密封仓，利用该部分土体使仓内维持适当压力，使之与开挖面水土压力相平衡。

同时，通过螺旋输送机及其排土阀门等排土机构的控制，实现排土量与盾构推进量的匹配，形成盾构推进的同时保持开挖面稳定的动态平衡。

3、应用实例北京地铁四号线角门北路站～北京南站区间工程，作为北京地铁四号线工程一部分。

整个工程自南四环马家楼，向北沿终至龙背村，线路全长28.14km，共设24座车站。

其中角门北路站～北京南站区间盾构法施工隧道长：2392.922m（见图3所示），其中左线长：1161.488m，右线长：1231.434m。

区间管片外径6000mm，内径5400mm，宽1200mm，每环6块。

隧道埋深约10～17m，线路最小水平曲线半径350m，最大水平曲线半径600m，线间距12～21.49m；最小竖曲线半径3000 m，最大竖曲线半径5000m；区间线路纵坡成“V”字形，角门北路站位于纵坡最大坡度2‰上坡段，出站后区间线路以15‰的坡率下坡，至最低点后左右线分别以6.863‰和6.906‰的坡率上坡，北京南站位于纵坡2‰上坡段。

工法之二：小半径曲线段盾构始发施工工法1、特点1.1 纠偏能力强，轴线控制好。

1.2 能利用CAD软件进行纠偏曲线拟合，清晰直观，预控性强。

1.3 能最大限度利用了始发空间和盾构机本身的纠偏能力。

富水砂卵石地层中盾构施工的控制难点及措施
1.土层的物理特性
富水砂卵石地层的物理特性较为复杂，控制困难。

在施工前，需要对
土层进行详细的调查和分析，确定土层的厚度、颗粒大小和含水量等参数，为后续的施工做好准备。

在施工过程中，可以采用增加切割刀盘的数量和
规格、提高推进速度等方法，增强盾构机的推进力，提高施工效率。

2.地下水环境
由于富水砂卵石地层中含有大量的地下水，施工时需要进行有效的水
阻控制。

首先，需要进行地下水位的监测和测量，了解地下水的流动方向
和流速，以便合理设计降水井和排水系统。

其次，在施工前需要进行预排
水措施，将地下水降低到可控制的范围内。

在盾构施工过程中，可以采取
封顶法和预注浆法等措施，有效控制地下水位，减小土体的稳定性变化。

3.地层变形和控制方法
富水砂卵石地层的变形较大，在施工过程中需要注意地层的变形和沉
降情况，及时采取控制措施。

首先，需要进行地层的预测和分析，确定地
层的稳定性和变形特点。

在盾构机的设计中，可以采用强化盾构机结构、
增加刀盘的切割能力、减小切割面积等措施，降低地层的变形。

其次，要
加强地层监测和监控，及时掌握地层变形的情况，调整施工参数，保持施
工的稳定性。

总而言之，富水砂卵石地层中盾构施工的控制难点及措施主要涉及土
层的物理特性、地下水环境、地层变形和控制方法等方面。

针对不同的难点，可以采取相应的措施，加强施工前的调查和分析，进行地下水位的监
测和控制，加强地层变形的预测和监测等，以确保盾构施工的安全和稳定性。

《市政工程》知识点：盾构法施工1盾构法施工1、盾构是通常用来开挖土砂类围岩的隧道施工机械，由切口环、支撑环及盾尾三部分组成，也移盾构机械。

2、盾构法是用盾构壳体防止围岩的土砂坍塌，进行开挖、推进，并在盾尾进行衬砌作业从而修建隧道的方法。

3、盾构机的种类繁多，按开挖面是否封闭划分为密闭式和敞开式二类，按平衡开挖面的土压力与水压的原理不同，密闭式盾构机又可分为土压式与泥水式二种。

国内用于地铁工种的盾构主要是土压式和泥水式两种。

以下仅限于密闭式盾构机械。

4、城市地铁一般利用车站的端头作为始发或到达的工作井。

5、盾构掘进由始发工作开始到隧道贯通、盾构机进入到达工作井，一般经过始发、初始掘进、转换、正常掘进、到达掘进五个阶段。

6、盾构掘进控制的目的是确保开挖面稳定的同时，构筑隧道结构、维持隧道线形、及早填充盾尾空隙。

施工前必须根据地质条件、隧道条件、环境条件、设计要求等，在试验的基础上，确定具体控制内容和参数，施工中根据量测监控的各项数据调整控制参数。

7、密闭式掘进控制内容：P82页表控制要素内容开挖泥水式开挖面稳定泥水压、泥浆性能排土量土压式开挖面稳定土压、塑流化改良排土量盾构参数线形盾构姿态、位置倾角、方向、旋转铰接角度、超挖量、蛇行量注浆注浆状况注浆量、注浆压力注浆材料一次衬砌管片拼装真圆度、螺栓紧固扭矩防水漏水、密封条压缩量不足、裂缝隧道中心位置8、初始掘进特点：1）由于通常在始发工作井内拼装临时管片，故向隧道内运送施工材料的通道狭窄。

2）由于初始掘进处于试掘进状态，因此施工速度受到制约。

9、初始掘进的主要任务：收集盾构掘进数据及地层变形量测量数据，判断土压、注浆量、注浆压力等设定值是否适当，并通过测量盾构与衬砌的位置，及早把握盾构掘进方向控制特性，为正常掘进控制提供依据。

10、决定初始掘进长度有二个因素：一是衬砌与周围地层的磨擦阻力，二是后继台车长度。

11、初始掘进一完成，应拆除临时管片、临时支撑、反力架和基座等，始发工作井内空间变得宽阔，将后继台车搬入隧道内。

探讨富水砂卵石地层盾构施工技术陶晓南（中铁十一局集团城市轨道工程有限公司，湖北武汉430000）【摘要】目前,工程界对盾构施工技术的研究主要集中在黏土层上,对富水砂卵石层的研究相对较少。

由于富水砂砾地层特殊的力学特性,盾构施工技术显得尤为重要。

本文对盾构隧道在富水砂砾地层中的施工技术进行了研究,对相关领域的科研人员和同行业的工人具有非常重要的参考意义。

【关键词】富水砂砾层;盾构隧道;建筑施工【中图分类号】U455【文献标识码】A 【文章编号】2095-2066（2021）01-0165-021介绍随着我国各类不同城市轨道交通建设之间的迅速发展，城市地铁网络变得日益密集。

在这种背景下，新的地铁线路将会存在穿越富水砂卵石层的现象。

而采用相应的盾构技术的富水砂砾地层线对轨道隧道结构的变形要求极高，施工不当的情况下会导致重大的安全事故，相应的盾构技术施工如图1所示。

2富水砂卵石层盾构设计2.1大管棚加固大管棚超前支护现阶段主要作为地下工程的一种辅助施工方法，主要是在恶劣特殊条件下进行一定安全开挖的一种有效方法。

同时作为一种临时支护方法提高了相应的地基承载力，对控制滑坡、抑制地基沉降有较为明显的实际效果。

如图2所示，它是防止结构开裂以及倒塌的有效方法之一。

2.2地层补偿注浆与盾构掘进同步为降低相应的施工风险，应当进行相应的同步补偿灌浆，在盾构施工前准备同步注浆材料和地层隧道。

根据试验段各参数，选取盾构掘进过程中可能引起地层破裂的区域作为同步补偿注浆范围。

在盾构施工过程中，应及时对地层破裂影响区内的松散区域进行注浆和充填，特别是现有地铁盾构隧道上方、下方及正下方的地层，地面注浆采用同步补偿注浆。

3施工技术要求3.1盾构施工控制减少盾构施工引起的地面变形是保护既有地铁盾构隧道最有效的方法，主要把握一定控制盾构的掘进参数，提高相应的注浆质量，掌握相应的注浆时机。

3.1.1盾构掘进参数根据盾构穿越及上覆地层条件，设定并严格控制合适的掘进参数，包括：刀头速度、刀头扭矩、千斤顶总推力、螺旋输送机速度、掺料选择、注入量等。

富水砂卵石地层盾构施工关键技术分析发表时间：2017-06-21T11:17:18.983Z 来源：《基层建设》2017年5期作者：王伟[导读] 本文结合兰州地铁1号线工程特点，简要介绍了地铁建设中盾构技术的基本原理、特点、运用方式及控制措施，以期为相关工作提供参考。

中铁十四局集团隧道工程有限公司山东济南 250002摘要：随着隧道工程技术的不断进步与完善，盾构法施工在轨道交通建设中的作用越来越重要，并成为城市地铁建设主流的施工工法。

因此，对地铁盾构施工技术进行研究与探索具有十分重要的现实意义。

本文结合兰州地铁1号线工程特点，简要介绍了地铁建设中盾构技术的基本原理、特点、运用方式及控制措施，以期为相关工作提供参考。

关键词：地铁隧道；盾构施工；关键技术；控制措施；1、工程概况1.1工程概况兰州地铁1号线某标段包含的奥体中心站～世纪大道站区间，线路总长2.1km，其中世纪大道到中间风井采用土压平衡盾构机施工。

1.2地质特性与水文特点盾构区间主要穿越3-11地层，根据颗粒分析资料及现场勘测，主要成分为漂石、卵石，分布随机性较强，中粗砂填充。

卵石、圆砾母岩成份主要为花岗岩、石英岩、砂岩等，磨圆度较好，分选性较差，饱和，密实。

层厚分布稳定，层顶埋深10.0m～17.6m，厚度大，勘探最大深度60m未揭穿该地层。

地下水主要赋存于3-11卵石层中，属河谷孔隙性潜水，含水层厚度200m～300m。

综合渗透系数65m/d~75m/d。

1.3施工难点（1）卵石含量高、粒径大、硬度大卵砾石平均含量达到81.95%，普遍存在粒径大于20cm的漂石，初步地勘最大粒径为55cm,根据标段相邻的试验段盾构机掘进出土情况显示，最大粒径达到70cm。

卵石石英含量较高，微风化居多，天然单轴抗压强度76～163MPa。

（2）大粒径卵石分布不均匀、强度差异大，胶结程度差，易坍塌。

（3）高水压、强透水本区间埋深最深处达到41米（接近盾构机始发位置），最高压力达到4.47bar。

〕、为防止盾构通过后不必要的纠纷，在盾构通过前根据建构筑物的产权情况、重要性、盾构施工对其的影响程度，对局部建构筑物应选择有资格的鉴定单位对建构筑物进行鉴定，在通过后建议对建构筑物重新进行鉴定。

〔4〕、根据地质勘察情况或根据盾构推进过程中的地质变化情况，对建构筑物周边地质进行补充详细勘察，明确地形情况、根底土层结构、各土层土体性质、地下水情况等。

〔5〕、根据调查情况，分析建构筑物或管线的变形和应力允许值。

〔6〔7〕、与其他地层相比，在砂卵石地层中，刀具普遍磨损严重，初步判断，一盘滚刀能掘进约100～150m。

隧道穿越的地层主要为＜2-8＞、＜3-7＞卵石土地层。

盾构机连续掘进、出碴量正常地层不会出现问题。

但盾构机一旦停机，在恢复推进或开仓清碴刀盘转动时，地层损失控制困难。

因此在盾构即将通过建构筑物前应对刀具进行全部更换并对设备进行全面检修，选定同步注浆浆液的配比和凝固时间，以保证盾构机连续、快速通过，且使盾尾空隙得到及时有效的填充。

〔824小时监测，每3～4h监测一次。

测量结果及时反应给控制室。

2〕、盾构下穿建构筑物时的施工参数选择与控制：为确保建构筑物、管线的平安，在盾构掘进施工时应严格对盾构施工参数监测，包括盾构推力、出土量、注浆填充率、注浆压力、盾构姿态等。

盾构下穿建构筑物掘进时，盾构施工参数做如下控制：〔1〕、推进速度和推力控制盾构掘进速度控制在30～40mm/min，盾构推力控制在1000KN~1200KN。

确保盾构连续掘进、快速通过，减小对地层的扰动。

推力过大易造成地面隆起，过小那么地面沉降加大，盾构掘进速度亦不易太快，以免同步注浆量缺乏。

〔2〕、严格控制出土量成都地铁建设中，目前主要选用德国海瑞克盾构机，面板式刀盘、刀盘开口率25~28%、刀盘外径6.28m、有轴式两级螺旋出土器；盾构隧道主要采用的管片幅宽〔f=1.5m〕、砂卵石松散系数为0.8〔包含砂卵石间的含水量〕，计算每环出渣量：V=〔D1/2〕2π×f×1/0.8=〔6.28/2〕2π×f×1/0.8=46.438×1/0.8=58m3。