盾構掘進技術

　　1、盾構掘進控制的目的是確保開挖面穩定的同時，構筑隧道結構、維持隧道線形、及早填充盾尾空隙。因此，開挖控制、一次襯砌、線形控制和注漿構成了盾構掘進控制四要素。

　　2、盾構掘進控制內容;①盾構參數：總推力、推進速度、刀盤扭矩、千斤頂壓力②線形---盾構姿態、位置---傾角、方向、旋轉;鉸接角度、超挖量、蛇行量;(方青卓旋風腳超蛇行)③注漿：注漿狀況---注漿量、注漿壓力;注漿材料---稠度、泌水、強度、配比、凝膠時間(覓強仇寧被發配)④一次襯砌：管片拼裝---橢圓度、螺栓緊固扭矩;防水---漏水、密封條壓縮量、裂縫;隧道中心位置---蛇行量、直角度。

　　3、開挖控制的根本目的是確保開挖面穩定。

　　4、土壓(泥水壓)控制

　　①土壓式盾構，以土壓和塑流性改良控制為主，輔以排土量、盾構參數控制。泥水式盾構，以泥水壓和泥漿性能控制為主，輔以排土量控制。

　　②開挖面的土壓(泥水壓)控制值，按地下水壓(間隙水壓)+土壓+預備壓設定。

　　1)土壓有靜止土壓、主動土壓和松弛土壓。按靜止土壓設定控制土壓，是開挖面不變形的最理想土壓值，但控制土壓相當大。主動土壓是開挖面不發生坍塌的臨界壓力，控制土壓最小。地質條件良好、覆土深、能形成土拱的場合，可采用松弛土壓。

　　2)預備壓用來補償施工中的壓力損失，土壓盾構取10-20KN/m2，泥水盾構取20-50KN/m2。

　　3)計算土壓控制值，土質穩定取低值，地層變形要求小取高值;(上限值)P max=地下水壓+靜止土壓+預備壓;(下限值) P max=地下水壓+(主動土壓或松弛土壓)+預備壓。

　　為使開挖面穩定，土壓(泥水壓)變動要小;變動大的情況下，一般開挖面不穩定。

　　5、土壓式盾構泥土的塑流化改良控制

　　①土壓式盾構掘進時，理想地層土特性是：1)塑性變形好;2)流塑至軟塑狀;3)內摩擦小;4)滲透性低。

　　②細顆粒(75μm以下的粉土與黏土)含量30%以上的土砂，塑性流動性滿足要求。在細顆粒含量低于30%、或砂卵石地層，必須加泥或加泡沫等改良材料，以提高塑性流動性和止水性。

　　③改良材料必須具有流動性、易與開挖土砂混合、不離析、無污染等特性。一般使用的改良材料有礦物系(如膨潤土泥漿)、界面活性劑系(如泡沫)、高吸水性樹脂系和水溶性高分子系四類(我國目前常用前兩類)，可單獨或組合使用。

　　④選擇改良材料依據的條件：地下水壓、水離子電性、土質、透水系數、棄土處理條件、費用、是否泵送排土、加泥設備空間、掘進長度。(由于水壓、電性，導致土質透水，棄土費用高，是否泵送排土加泥掘進)

　　6、流動化改良控制是土壓式盾構施工的最重要要素之一，按以下方法掌握塑流性狀態。

　　①根據排土性狀，取樣測定土砂的坍落度，坍落度低→流動性差。②根據土砂輸送效率③根據盾構機械負荷(刀盤油壓、刀盤扭矩、螺旋輸送機扭矩、千斤頂推力)

　　7、泥水式盾構泥漿作用：一是依靠泥漿壓力在開挖面形成泥膜或滲透區域，開挖面土體強度提高，同時泥漿壓力平衡了開挖面土壓和水壓，達到了開挖面穩定的目的;二是泥漿作為輸送介質。

　　泥漿性能包括：相對密度、粘度、含砂率、PH值、過濾特性。

　　8、排土量控制

　　①土壓式盾構排土量控制方法分為重量控制(檢測運土車重量、計量漏斗檢測排土量)與容積控制(比較運土車臺數、螺旋機轉數推算)兩種。我國目前多采用容積控制方法。

　　②泥水式盾構排土量控制方法分為容積控制與干砂量(干土量)控制兩種。

　　容積控制：Q>Q3,一般表示泥漿流失;Q

　　干砂量控制：V>V3,一般表示泥漿流失;V

　　9、管片拼裝控制

　　①拼裝成環方式：盾構推進結束后，迅速拼裝管片成環。大都采取錯縫拼裝。在糾偏或急曲線施工的情況下，有時采用通縫拼裝。

　　②拼裝順序：一般從下部的標準(A型)管片開始，依次左右兩側交替安裝標準管片，然后拼裝鄰接(B型)管片，最后安裝楔形(K型)管片。

　　③盾構千斤頂操作：拼裝時，隨管片拼裝順序分別縮回盾構千斤頂非常重要。

　　④緊固連接螺栓：先緊固環向(管片之間)，后緊固軸向(環與環之間)連接螺栓。緊固力取決于螺栓直徑與強度。

　　⑤楔形管片安裝方法：裝備能使鄰接管片沿徑向向外頂出的千斤頂。

　　⑥連接螺栓再緊固：一環拼裝后利用千斤頂均勻施加壓力，充分緊固軸向螺栓;待推進到千斤頂影響不到處，再一次緊固連接螺栓

　　10、真圓保持：對于確保隧道尺寸精度、提高施工速度與止水性及減少地層沉降非常重要。

　　11、管片拼裝誤差及其控制

　　①管片損壞原因：拼裝的管片與已拼管片的角部呈點接觸或線接觸;盾構掘進方向與管片環向方向不一致，產生干涉，導致損壞。

　　拼裝管片時，各管片連接面要拼接整齊，連接螺栓要充分緊固。

　　盾構糾偏應及時連續，過大的偏斜量不能采取一次糾偏的方法，糾偏時不得損壞管片，并保證后一環管片的順利拼裝。

　　12、楔形環的使用：曲線施工、蛇行修正使用楔形環管片。

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