加泥式土压平衡盾构开挖面稳定技术

２ 泥 土压力控制技术
实现 ，包括 切削机 构 （ 盘 ）、掘 进机构 、添加材 料注 刀 入装置 、混合搅 拌机构和排 土机构 。
（ 图１ 。 见 ）
一 筻
土
加泥 式土压平 衡盾构 是在 开挖 面处加 入泥浆 、水或
化 学泡沫等 润滑材料 ，在 土舱 内通 过搅拌 叶片将 切削 下 来 的土 、砂 与加入 的润滑材 料混合 ，使其 变成具 有适 当 塑性 、流 动性及 低透水 性 的泥 土 ，这 种改 良后形成 的泥 土充满土 舱和 螺旋输送 机 。加 泥式 士压平 衡盾构利 用 改
度 和螺旋 输送机 的转速 ，保 持土舱 内改 良土 的压力 处于 偏低 ，工作面 前部 的土 体 向盾 构刀盘 方 向产 生微 小移动 适 当范 围 ，当掘 进量和 出土量 处于平 衡状态 时 ，盾 构 向 或滑动 ，出现土体 向下滑动趋势 。为抵抗土体向下滑动 ， 前掘进 ，螺旋输送机 排土 ，盾 构掘进继 续 。 综 所述 ，加 泥式土压 平衡盾 构是在 掘进过程 中， Ｌ 土体的抗剪力逐渐增大。当土体 的侧 向应力下降到一定程 度 ，抗剪强度充分发挥时，其侧 向土压力减 到最 小值 ，处
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㈣ 城市轨道交通
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加泥式土压平衡盾构
开挖 面稳定技术
李宏安：中国矿业大学 （ 北京），硕士研 究生，北京，１０８ ０５ ０
陆 琰 ：北京城建 亚泰建设 工程 有 限公 司，注册 造价 师，北京 ，１０ １ ０ ０ ５
和特性 ，提 出泥土 的塑性 流动态控 制和 改 良控制 方 法 ，
粗砂 为主 ，个 别 地段 为 粒径 １ ｍ 内的 圆砾石 和 卵石 ０ｃ 以
并对 出土量进 行 分析 ，得 出全 面 了解开挖 面稳 定机理是 地层 ，周边 施工环境 复杂 ，沿线盾 构 穿越 桥梁 （ 包括天
座 含快 速路 ）５ 、河 流 ３ 条 关键 、 开挖 面土 压 控 制 管理 是 确 保 开挖 面 稳 定 的 重 要 环 桥 、跨 河桥 ）８ 、高速公路 （ 含 条 节、土 的性状 改 良和 出土量 管理是 确保 开挖 面稳 定重要 条 、铁 路 （ 既有地 铁 ）２ 、重 要 市政 管线 若干 ，邻
因素 的结论 。
近建筑 物众 多 ，因此 需要严 格控制 盾构施 工引起 的地面
挖面稳 定技术 。
关 键词 ：加 泥式土压平 衡盾 构 ；开挖 面稳 定技术 ；土压 沉 降，必须提 出一系 列行之 有效 的控 制土 压平衡盾 构开
控 制 ；土 体 改 良
盾 工安、保机化度等点广 构用地隧 、械程高优， 泛 以全环电力隧道 、给排水 管道等工 施于铁道 应
、
１ 土压平衡盾构开挖面的稳定机理
隧 道 开挖 是 卸荷 过 程 ，土 压平 衡 盾 构 最理 想 的状
程 。加泥式 土压平 衡盾构应 用领 域广泛 ，具有 良好 的适 态是经 刀盘切 削下来 的水和 土充满密 闭舱 ， 以平衡 开挖
盾构施 工不 降水 ）。因此 ，切削下来 的 应性 ， 国内地 铁 隧道 施工广 泛采 用 。土压 平衡盾 构施工 面 的水 土压力 （ 最关键 、最 主要 的是控制 开挖面 的稳定 ，这是盾 构施工 土体应 具有一 定的塑性 流动态 ，如果 土体塑 性流动态 较 控制沉 降的核心 。 差 ，需要 添加材 料混合 搅拌进 行改 良。首先 明确一个 概
摘
要 ：土 压 平衡 盾构 施 工 的 关键 是控 制 开挖 面的 稳
北京地 铁 ｌ 号线 一期 工程线 路全 长２ ． ５ｋ ，设 有 ０ ４ ５ ｍ
２ 个 台 定 ，这 是盾 构施来自工控 制 沉降 的核 心 。结合 北京地 铁 １ 号 ２ 个 车站 ，全线共 有６ 区间采用 盾构 法施工 ，采用５ Ｏ
坍落度管理值城市轨道交通土体塑性流动态改良技术地层类型土的特征使用的泡沫使用的聚合物无塑性高渗透相对稳定的泡增塑聚合物生物砂砾石砂聚合物植物纤维性沫注入率高素羧基纤维素粉砂黏质塑性取决于细颗一般泡沫注入取决于含水量用聚合物控制黏土的砂土粒含黾率低到中稠度砂质黏土高塑性黏聚性高分散性泡沫抗黏土聚合物降黏土取决f黏种类注入率中到高低黏性与黏聚性取决于土质改良材料特性与泥土的输送方式一般按512cm砂质地层按1015cln若采用泵送方式可控制在1725cm
对 从各计 量检测 元件上 获取 的施 工参 数与预 先设定 的施 于极 限平衡状 态 ， 工 参数 目标值进 行检查和 比较 ，综合控 制掘进 机构各 组 即主动 极 限平衡 状 成 部分协 调动作 ，实现工 作面 的稳定 ，确 保施 工安全 。
态 ，与此 相应 的土
控制 开挖 面稳定技 术包括 泥土压 力控制技 术 、泥土 的塑 压 力称 为主动 土压 性流 动态 改 良技 术 、出土量管理 技术 。
中 国 铁 路 Ｃ ＩＥ Ｅ Ｒ Ｉ Ｙ ０ ８ １ ＨＮ Ｓ Ａ Ｌ ＷＡ Ｓ ２ ０ ／ ２
城市轨道交通
加 泥式土压平衡 盾构开挖 面稳 定技术
李宏安 等
念 ，切削 下来 的土 体无论 有无添加 材料称 为泥土 ，刀盘 定 ，泥土 压 力 波动 要 小 ，波动 变 化 大 时开 挖 而 不稳 定 上 土压力传 感器计 量检测 到 的压 力称 为泥 土压 力 。土 压 力 的设定 、控制管 理指对 检测到 的泥土压 力设 定和控 制 管理 。土压 平衡盾 构开挖 面稳定是 依靠 开挖面稳 定机构
线一 期 工 程 ， 分析 土 压 平 衡 盾 构 开挖 面 的 稳 定机 理 ，提 加泥 式 土压平 衡盾 构机 ，完 成 了７ ３ ｍ ． 的隧道施 工 。盾 ｋ
出土压 力设 定值和 泥土压 力管理 方法 ；针 对 泥土 的功 能 构 区问 穿越 的地层 主要 以粉 土 、粉 质黏 土、粉 细砂 、中
勇
掘进距 离
图１ 土压舱 内泥土压力波动变化示意图
盾构 施工过程 中， 盘扰动 改变 了原状天然 土体 的
良后泥土 产生 的泥土压 力 ，平 衡地层 的水 、上压力 ，保 静止弹 性平衡 状态 ，使 刀盘 附近 的土 体产 生主动土 压力
证 开挖面 的相对 稳 定，并通过 控制盾 构千 斤顶 的推 进速 或被动 土压 力 。盾构 掘进 时，如果 土舱 内泥 土压 力设置