富水砂卵石地层地铁隧道盾构施工问题与处置措施
富水砂层盾构施工注意事项
富水砂层盾构施工注意事项富水砂层盾构施工是指在富水砂层环境下进行的盾构隧道施工工艺。
富水砂层是指含水量较高，且颗粒粒径较小的砂土层，相对于其他类型的地层，富水砂层的盾构施工存在一定的难度和风险。
下面将从盾构设计、施工方法和安全措施等几个方面详细介绍富水砂层盾构施工的注意事项。
首先，盾构设计方面需要考虑富水砂层的特点。
盾构施工在富水砂层中容易发生涌水和土体突泥，因此在设计过程中应采用有效的水封及排泥措施，使得施工过程中水文地质条件得到控制。
此外，针对砂层松散性和水稳性差的特点，可以适当增加盾构壳体的保护深度，以确保盾构的施工安全。
其次，在盾构施工方法方面，需要选用适合富水砂层盾构的施工工艺。
富水砂层盾构施工可以采用开挖前水封、预冻法或喷浆加固等方法增强地层的稳定性，在施工过程中降低水位的影响。
同时，选用适当的推力及掘进速度可以减小地层沉降和土体突泥的风险，确保盾构施工的安全性。
再次，盾构施工中的对地层水文地质条件的监测需要及时、准确地进行。
监测手段包括地下水位监测、土体渗透性监测、土体极限含水量角监测等。
通过实时监测，可以及时了解地层变化情况，提前预警并采取相应的应对措施，减小富水砂层盾构施工的风险。
此外，盾构施工过程中需要加强对盾构机械设备的维护和保养。
富水砂层的盾构施工对盾构机械设备的抗水性、推进能力和密封性等要求较高。
因此，在施工前需要对盾构设备进行全面检查，并定期进行维护保养，确保设备的正常运行和施工的连续进行。
最后，盾构施工安全措施需要得到充分重视。
由于富水砂层盾构施工容易出现涌水和突泥等地质灾害，施工现场需要设置必要的安全警示标识，防止人员误入危险区域。
同时，盾构施工人员需要经过专业培训，掌握富水砂层盾构施工的相应知识和技能，提高应对突发情况的能力。
综上所述，富水砂层盾构施工需要在设计、施工方法、地层监测、设备维护和安全措施等多个方面进行注意。
只有全面考虑和采取相应措施，才能保证富水砂层盾构施工的安全性和顺利进行。
谈富水砂卵石地层土压平衡盾构施工安全风险与管控
谈富水砂卵石地层土压平衡盾构施工安全风险与管控盾构法在中国大力发展，土压平衡盾构由于其诸多优点应用于各大城市地铁建设中。
但伴随而来的是盾构施工风险的产生。
盾构施工风险主要有安全风险、地质风险、设备风险、进度风险、成本风险等。
地质风险是指采用盾构法施工的地层较差（如上软下硬、大漂石、流砂、淤泥质地层等），盾构设备不适应，导致出现的风险。
设备风险是指盾构主要设备部件（如刀盘、主轴承、螺旋输送机等）出问题，导致无法正常施工产生的风险。
进度风险和成本风险是指由于地质差、盾构设备不适应等原因导致进度慢、成本高而产生的相应风险。
由于地质差、设备不适应、盾构技术水平低、管理不到位等原因，导致出现安全事故，最终体现是盾构施工出现安全风险。
盾构施工安全风险主要有超方导致地表及附近建（构）筑物出问题、由于盾尾、铰接或螺旋输送机等密封出问题导致地层损失出问题、水平运输电瓶车出现溜车导致设备损坏或人员伤亡造成的风险、常规（如高坠、触电、物体打击等）安全风险等。
盾构施工出现安全事故，最终结论大部分都归结于管理不到位、地层不良等原因，实际上主因都是技术原因和技术水平。
为什么大部分人都归结于管理不到位、地层不良等原因呢？因为盾构工法还不成熟，盾构技术还在不断完善中，更主要的是盾构技术并不是那么好掌握的（找管理问题容易找技术问题要靠水平）。
一个好的盾构施工管理者需要具有机械、液压、电气、地质、化学和管理等专业知识，有时他的判断才可能是正确的。
现从技术层面谈盾构施工安全风险。
盾构密封出问题产生的安全风险主要与盾构掘进地层有关系，流砂和淤泥质地层当密封失效，由于压力作用流砂和淤泥肯定会向密封失效处涌入，进而导致地层损失。
佛山、天津等地出现的盾构被埋、地表坍陷等安全事故都与此有关。
想要解决此安全风险只能通过技术手段防止密封失效。
流砂和淤泥质地层需要采用好的铰接密封和盾尾密封刷，使用优质盾尾密封脂来解决此安全风险。
富水砂卵石地层主要需要解决的是超方问题。
地铁盾构施工富水砂层盾构施工须注意事项
地铁盾构施工富水砂层盾构施工须注意事项富水砂层盾构施工须注意事项一、盾构机设计要考虑的关键因素1、盾构密封系统富水砂层中的土砂在高水头压力下可能从各种间隙涌入隧道，为此盾构设计必须有良好的密封系统，其中重点保证盾尾系统、铰接系统和螺旋输送机的密封防水性能。
（1）盾尾密封系统盾构机盾尾设计不应少于3排环形弹性较好的钢丝刷，每排钢丝间距应合理均匀的构成盾尾油脂仓；油脂孔数量和位置的设置应能满足富水地层盾构掘进油脂仓油脂的及时填充的需要，掘进中自动或手动注入密封油脂以减少钢丝刷磨损和填充钢丝刷之间的空隙，防止砂水进入盾构机。
（2）铰接密封系统铰接利于盾构曲线施工，其连接部位必须考虑防水措施。
铰接部位除了采用弹性橡胶条，还设置了应急橡胶气囊。
当橡胶止水条不能满足防水要求时，立即向橡胶气囊充气，使气囊膨胀暂时堵塞空隙，然后逐步缩回后体。
（3）螺旋输送机密封系统为有效防止“喷涌”，螺旋输送机应设计双闸门。
前闸门通过螺旋轴伸缩来实现关闭，后闸门随时能关闭。
如果施工人员带压进行土仓作业，关闭前闸门可进一步提高土仓的密封性。
2、盾构机刀盘系统砂层软土地层中刀盘设计应考虑以切刀为主、刮刀辅助。
刀盘开口率大小须根据标段具体地质情况和专家评审意见定夺，不得随意更改和使用原有刀盘。
碴槽布置与土碴开挖量应对应，碴槽最好接近刀盘中心，以防止刀盘中心部位“泥饼”的形成，提高刀盘的开挖效率。
为改善砂层的塑性及粘度、降低透水性及内摩擦力，刀盘及密封隔板还应设计足够的泡沫、泥浆注入管路，通过压注高性能泡沫和经过合理配比的泥浆，有效防止高水头水砂“喷涌”的发生。
二、盾构安全始发、到达的注意事项一）盾构机始发注意事项盾构始发或到达时须破除盾构井围护结构（一般是人工挖孔桩、钻孔桩或是连续墙等），盾构穿过围护结构抵达土体撑子面或进入盾构井。
为了确保暴露出来的盾构撑子面稳定，在软土地层中必须对端头的土层进行加固。
一般要求如下：始发端头，富水砂层中沿着隧道纵向1倍盾构机主机长度，宽度为盾构直径左右两边各延长3m，深度为盾构下方3m至盾构上方3m；到达端头，加固宽度和深度与始发端头的相同，只是隧道纵向1倍盾构机主机长度加1环管片宽度。
成都富水砂卵地层中盾尾漏水漏浆的控制及处理措施
成都富水砂卵地层中盾尾漏水漏浆的控制及处理措施
成都富水砂卵地层中盾尾漏水漏浆是隧道工程中常见且严重的问题，会对施工进度、工程质量和周边环境带来不良影响。
因此，必须进行有效的控制和处理。
1、控制措施
（1）严格监测。
在施工初期应进行地质勘察，并根据地质情况制定合理的施工方案，定期进行地质监测。
一旦发现漏水漏浆情况，应立即进行处理。
（2）实施隔水层。
若在砂卵地层中存在较厚的泥相层或岩相层，则可在该层上加设隔水层，以隔离下层水文条件，阻止水体或土浆上浮。
（3）调整注浆剂量。
在地质条件复杂的地区，注浆剂量应根据地质情况进行调整，以确保注浆效果。
（4）优化施工方案。
对于砂卵层地质条件较为复杂的区域，施工方案要以持续稳定为目标，合理调整推进速度，避免对周围地层或岩体造成冲击。
2、处理措施
（1）加密注浆。
在漏水漏浆的区域加密注浆，在达到稳定效果后，再进行拔管密封。
（2）拔管密封。
对于顽固性的漏水漏浆问题，可采取拔管密封的方式进行处理，将密封后的管体上端截至地面。
（3）加装隔水板。
若注浆密封效果不佳，则需要在漏水漏浆区域加装隔水板进行阻隔。
（4）加固围岩。
对于漏水漏浆区域的围岩，要进行加固处理，一方面可以减少围岩的变形，另一方面可以增强隧道整体的稳定性。
总之，对于隧道工程中的漏水漏浆问题，应从多个方面进行控制和处理，从而确保隧道的施工质量和安全性。
富水砂卵石地层地铁区间隧道盾构法施工管理规程指导意见
富水砂卵石地层地铁区间隧道盾构法施工管理规程指导意见成都轨道交通有限公司2011年 6 月本规程是根据成都轨道交通有限公司的要求（合同编号：2D0251-2010-028-KY006 ），由西南交通大学、成都轨道交通有限公司、中国中铁隧道集团有限公司等单位共同编写。
本规程编写组参照了国内外盾构隧道相关标准，结合了多年来成都地铁盾构隧道工程实践经验和技术成果，并征求建设、设计、施工、监理等有关单位的意见，最终制定本规程。
本规程的主要技术内容为：1.总则；2.术语；3.基本规定；4.盾构始发；5.一般地段盾构掘进控制；6.出土管理；7.壁后注浆；8.刀具更换；9.盾构接收；10.盾构停机重启；11. 特殊地段施工；12.管片拼装；13.监控量测及质量检测；14.隧道施工组织管理。
各单位在执行本规程过程中，结合过程实践，认真总结经验，如发现需要修改和补充之处，请将意见或建议寄西南交通大学《成都地铁盾构隧道施工规程》编写组（地址：四川省成都市二环路北一段111号西南交通大学土木馆1609 室；邮政编码：610031），以供今后修订时参考。
主编单位：西南交通大学成都轨道交通有限公司参编单位：中国中铁隧道集团有限公司中铁十三局集团有限公司中铁二院工程集团有限责任公司中铁二局集团有限公司中铁十五局集团有限公司中煤国际工程集团重庆设计研究院广东华隧建设股份有限公司主要起草人：何川肖中平马文义沈卫平吕强方勇张延晏启祥刘高峰姚小平江英超张志强耿萍王士民汪波封坤郭瑞目次1 总则............................................................. 1 ..2 术语............................................................. 1 ..3 基本规定......................................................... 2 ..4.1 地层处理 (3)4.2 盾构始发准备工作 (3)4.3 盾构姿态控制 (4)4.4 盾构始发掘进控制 (4)5 一般地段盾构施工 ............................................... 4...5.1 一般规定 (4)5.2 盾构推力 (5)5.3 推进速度 (5)5.4 掘削扭矩 (5)5.5 刀盘转速 (5)5.6 土仓压力 (5)6 出土管理 ....................................................... 5 ..6.1 碴土改良 (6)6.2 添加材要求 (6)6.3 出土体积控制 (6)6.4 出土重量控制 (6)6.5 螺旋输送机 (6)6.6防喷涌 (7)6.7 出土记录管理 (7)7 壁后注浆.............................................. 7 ..7.1 一般规定 (7)7.2 注浆参数的选择 (7)7.3 注浆材料 (8)7.4 二次注浆 (8)7.5 注浆作业管理 (8)8 刀具更换.............................................. 8 ..8.1 换刀地点 (8)8.2 换刀方法 (9)8.3 带压换刀 (9)9 盾构接收.............................................. 9 ..9.1 接收前准备 (9)9.2 盾构接收掘进控制 (10)10 盾构停机重启1..0.10.1 带压换刀作业完成后盾构重启 (10)10.2 盾构长时间停机重启 (10)11 特殊地段盾构施工................................................ 1..0.11.1 一般规定 (10)11.2 特殊地段的施工措施 (11)12.1 一般规定 (11)12.2 拼装前的准备 (11)12.3 拼装作业 (11)12.4 管片拼装质量控制 (12)12.5 管片修补 (12)12.6 防水 (12)13 监控量测及质量检测.............................................. 1..3.13.1 一般规定 (13)13.2 监控量测内容 (13)13.3 沉降及位移监测 (14)13.4 管片结构内力及荷载量测 (14)13.5 质量检测 (14)13.6 资料整理和信息反馈 (15)14 隧道施工组织管理................................................ 1..6.14.1 一般规定 (16)14.2 业主单位 (16)14.3 监理单位 (16)14.4 施工单位 (16)14.5 第三方监测单位 (17)本规程用词说明....................................................... 1..8.附：条文说明......................................................... 2..0.1 总则1.0.1 为了加强成都地铁盾构法隧道工程的施工管理，统一盾构法隧道工程的施工技术与质量验收标准，确保施工过程的工程安全、环境安全和工程质量，制定本规程。
富水砂卵石地层地铁盾构带压换刀施工工法(2)
富水砂卵石地层地铁盾构带压换刀施工工法富水砂卵石地层地铁盾构带压换刀施工工法一、前言地下交通工程的建设对于城市发展具有重要意义，而地铁是现代城市最重要的交通工具之一。
然而，在地铁施工中，富水砂卵石地层常常会给施工带来困难和风险。
为了解决这一问题，发展了富水砂卵石地层地铁盾构带压换刀施工工法。
二、工法特点富水砂卵石地层地铁盾构带压换刀施工工法是一种针对富含水分和卵石的地层开展的地铁盾构施工工法。
其主要特点包括：1. 采用压力平衡盾构机进行施工，能够有效控制地层的水力压力。
2. 通过换刀方式，使用不同类型的刀盘来应对不同的地质条件。
3. 建立起有效的施工控制系统，实现对施工过程的全程监测和控制。
4. 配合使用注浆、排水和支护措施，确保施工过程的安全和稳定。
三、适应范围富水砂卵石地层地铁盾构带压换刀施工工法适用于富含水分和卵石的地层，包括但不限于河床、河滩、河流下伏地层以及含水量较高的砂卵石、砾石和黏土地层等。
四、工艺原理该工法在施工工法与实际工程之间建立了密切的联系。
在实际施工中，根据地层情况选择刀盘类型，并通过盾构机的压力平衡系统控制地层水压。
同时，结合注浆、排水和支护等工艺措施，增加地层的稳定性和安全性。
五、施工工艺针对富水砂卵石地层地铁盾构带压换刀施工工法，可以分为以下几个施工阶段：1. 前期准备：包括现场勘察和设计，确定施工方案和工艺措施。
2. 确定刀盘类型：根据实际地质情况和工程要求，选择适当的刀盘类型。
3. 盾构机制造和安装：制造和调试盾构机，并进行现场安装和调试。
4. 施工过程：根据施工计划，进行盾构机的下洞、启动和推进工作。
根据实际地质情况和刀盘磨损程度，进行刀盘的换装和维修。
5. 支护和排水：配合使用注浆、排水和支护措施，确保施工过程中的地质稳定性和安全性。
6. 完工验收：对施工完成的隧道进行验收和检测，确保质量符合设计要求。
六、劳动组织针对该工法的施工，需要有合理的劳动组织，确保施工过程的顺利进行。
富水砂卵石地层盾构施工“减磨降矩”的措施
富水砂卵石地层盾构施工“减磨降矩”的措施摘要：本文以兰州地铁施工为例，分析了土压平衡盾构机在砂卵石地层施工中刀盘磨损大、扭矩大的原因，并提出了刀盘“减磨降矩”的有效措施。
关键词：富水砂卵石；刀盘；减磨降矩；措施1.工程概况兰州地铁陈官营～奥体中心区间隧道埋深8.3～13.2米，盾构穿越段主要地层为2-10卵石（含量60%）、3-11卵石（含量61%）、4-1泥岩，如图1所示，卵石含量多、粒径大。
区间2-10卵石、3-11卵石层普遍分布粒径大于20cm的漂石，分布随机性较强。
图1 砂卵石地层本项目卵石地层主要特点如下：⑴漂卵石多、强度高、粒径大，卵石含量60%，卵石粒径为20～60mm，漂石含量较少，最大粒径可达500mm。
⑵高富水和水压高，地下水埋深3.10m～10.90m ，渗透系数大，为强透水层。
⑶地层透气性和磨琢性大，流动性和胶结性差，对盾构机刀盘磨损较为严重。
⑷地层松散且掌子面、拱顶地层不稳。
2.砂卵石地层盾构法掘进的力学特性砂卵石地层是一种典型的力学不稳定地层，其基本特征是结构松散、无胶结，卵石粒径大小不等，且卵石空隙多被中、粗砂充填，颗粒之间点对点传力，地层反应灵敏，刀盘旋转切削时，刀盘与卵石层接触压力不等，导致刀盘震动，在顶进力作用下很容易破坏原来的平衡状态而产生坍塌，引起较大的围岩扰动，使掌子面失去约束产生不稳定。
围岩中的大块卵石、砾石越多，粒径越大，这种扰动程度就越大，特别是隧顶大块卵石剥落引起上覆地层的突然沉陷，加剧刀盘的磨损。
3.开挖面稳定机理分析开挖土仓由刀盘、切口环、隔板及螺旋输送机螺旋轴等围成的一个密闭空间。
土压平衡盾构就是将刀盘开挖的渣土填满土仓，并通过搅拌棒搅拌。
盾构推进产生的推力通过隔板对土仓内渣土进行加压，产生泥土压力，这一压力作用于整个作业面，使作业面稳定，刀盘切削下来的渣土量与螺旋输送机往外输送量相平衡，维持土仓内压力稳定在预定的范围内。
土仓内土压力通过土压传感器进行测量，并通过控制推进力、推进速度、螺旋输送机转速等来控制。
浅谈富水砂层盾构施工控制措施
浅谈富水砂层盾构施工控制措施通过相同富水砂层地带地质掘进施工，探索盾构施工参数，进行沉降分析，掌握沉降变化规律。
对过程中突发事件做好应对措施，为顺利穿越富水砂层地带的既有建筑群提供可靠的技术依据。
标签：城市轨道交通；富水砂层；盾构施工参数；沉降分析；措施0 引言本论文以广州市轨道交通某标段盾构区间工程为背景，为确保盾构顺利穿越富水砂层地带及地表为浅基础和无基础的175 栋群体房屋，在富水砂层地质试验段，进行盾构施工管控及施工参数拟定。
借鉴成都地铁盾构穿越富水砂卵石地层的掘进管控方式，拟定非同条件地层的施工管理方式、施工参数。
目前富水砂层盾构施工成为研究的热点问题，本次研究可为盾构穿越复杂地质条件施工提供可靠的技术依据。
1 工程概况广州市轨道交通某标盾构区间工程（DK 20+264.92～DK 20+540）下穿既有建筑物（居民区），其中盾构施工段右线257～372 环，共174 m；左线225～257环、307～344 环，共107 m。
开挖面地层多为砂层和黏土层，地质较差，隧道洞顶距地面10～20 m。
线路正上方有不同年代居民房屋40 栋，总面积12 066 m2，施工影响范围（隧道2 倍埋深，约为25.0～38.0 m）内有房屋175 栋，总面积50 938 m2。
受规划道路拆迁的影响，既有建筑物均有加盖现象，地表建筑物极其密集。
其中多数建筑物为浅基础或无基础，少部分为人工挖孔桩基础，直接坐落在砂层地质上，存在较大施工风险。
根据补勘资料，本工程所处的地质条件较为复杂，隧道穿越的地层主要包括粉细砂、中粗砂、砾砂、黏土层，地下水丰富。
选择试验段为YDK 20+790.17～YDK 20+661.23 区间（40～125 环），试验重点段为YDK 20+745.16～YDK 20+685.16 区间（70～110 环），地质条件与目标区域类似。
其中砂层约占87.2%，黏土层约占12.8%，地表为盾构施工场地与荒地，无建筑物。
富水砂卵石地层土压平衡盾构施工工法10.23
富水砂卵石地层土压平衡盾构施工工法随着城市化进程的加快，越来越多的城市设施需要建设，特别是地下设施，而盾构工程是地下设施建设的重要工法之一。
然而，盾构施工中，土压平衡盾构技术的应用范围是比较有限的，因为该工法对地层要求比较高。
而在富水砂卵石地层下，土压平衡盾构施工工法较难实施。
不过，在一些地区，为了解决城市的交通问题，需要在富水砂卵石地层下实施盾构工程。
本文将重点介绍在富水砂卵石地层下实施土压平衡盾构施工技术方案。
研究区域简介研究区域位于中国西北地区，属于高寒富水砂卵石区，研究区域的盾构线路经过该区域。
该地区地层结构复杂，主要由凝灰岩、灰岩、千枚岩、砂岩等多种岩层组成，其中富水砂卵石地层是盾构施工中的难点。
地层特点富水砂卵石地层具有以下特点：1.层厚较大，平均约为9m；2.砂卵石分布不均匀，砂、卵石的直径大小差异较大；3.地层压力较大，约为2.5MPa。
施工方案针对富水砂卵石地层的特点，选用以下施工方案：1.施工机型采用土压平衡盾构机；2.地层预处理采用慢进式千斤顶预拱；3.增强地层稳定，采用环氧树脂胶注射加固。
土压平衡盾构机的选择盾构施工中，机器的选型是非常关键的一步。
土压平衡盾构机对地层要求比较高，需要针对地层的特点、掌握机器的性能及其限制等方面进行全面考虑。
对于富水砂卵石地层，我们选型的土压平衡盾构机需要具有以下性能：1.掘进能力：选型机器的掘进能力要符合实际需要，尽量保证施工进度；2.起重能力：机器的起重能力要能够满足下沉法及大规模修补；3.控制能力：机器的控制精度要求高，尤其是在富水砂卵石地层中，机器的精度要高于常规地层；4.安全保障：机器的安全设备要完善，在施工过程中充分保障施工人员的人身安全。
慢进式千斤顶预拱在盾构施工中，对于地层的预处理非常重要，可有效地提高施工的质量，减少工程事故。
由于富水砂卵石地层的层厚较大，所以需要采用慢进式千斤顶预拱。
慢进式千斤顶预拱可分为两步：首先，对于盾构打出来的每一个千斤顶，设置1~2个预拱千斤顶，慢慢地将盾构推进；其次，当所有千斤顶都能够顺利进入稳定区域后，将另一侧的千斤顶同样设有预拱千斤顶，在顺水平移的同时实现施工。
06-富水砂卵石地层土压平衡盾构施工关键技术
(4) 建议采用“泡沫+矿物材料”的改良方案对该土体进行改良，发挥了两种材 料具有互补性，泡沫主要在细颗粒中起到减磨和提高流动性的作用，矿物材料主 要起到增加细颗粒含量，提高渣土流塑性，提高抗渗性；在粗颗粒多的地段，减 小泡沫注入量，增大矿物添加材的注入量；在细颗粒较多的地段，减少矿物添加 量，增大泡沫注入量； (5) 在水头高的地段，尽量减少泡沫用量，增大高浓度粘土的注入率。
4#
1835 11.53 94557 45 28.4 60
5#
2075 13.04 106941 60 36 60
6#
2315 14.55 119324 67 44 60
7#
2555 16.05
距离中心的距离（mm） 1115 旋转一周所走的形程 /m 总行程/m 磨损量/mm 计算最小厚度/mm 建议刮刀厚度/mm 7.01 57489 5 10 30
滚刀磨损分析
掘进中滚刀受力示意图
滚刀与砂卵石地层的作用
开挖面松散，不能给滚刀提供足够的反力，无法提供足够的转动力矩； 刀箱内渣土的结块、结饼，使得滚刀的阻力力矩增大； 由于掘进松散带的存在，刀鼓直接和松散带的卵石接触，经过卵石的撞击，造 成了主轴承的启动扭矩增大，从而造成T阻加大，使得转动困难； 由于滚刀的长期不转动，使得砂卵石在一个方向摩擦，造成滚刀严重偏磨。
改良成本
低
中等
偏高
渣土改良综合评价
(1) 对于细颗粒含量较大的地层，只要含水率达到18%，流动性等指标已经能达 到很好，只需要添加适量的泡沫以减小土体与刀盘、刀具及机械之间的摩擦； (2) 对于含大颗粒较多的地层，改良的主要目的是解决流动性和抗渗性，建议 采用加入矿物材料的方法补充细颗粒；意大利都灵地铁采用增加细颗粒的方法进 行渣土改良。 (3) 采用硅胶对渣土进行改良，对于富水的大颗粒卵石改良效果不是很明显， 而且存在改良成本过高的不足；
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较快 ， 在失水性 致密砂卵石地层（ ３ － ８ — ４ ） 中表现尤为突出。 通过
石层与泥岩复合地层等 。卵石地层 中的卵石含量 ５ ０ ％一 ８ ５ ％，
卵石粒径从 ２ ｃ ｍ～ １ ５ ｅ ｍ， 局部含 漂石 ， 粒径达 ２ ０ ｅ ｍ， 充填物为砾 石、 细砂或 中砂 ； 卵石 地层 富水 时 自稳差 ， 但失水后具有一定 自 岩 稳性 。 全强风化泥岩（ ５ － ２ 、 ５ － ３ ） 呈半 岩半土 、 碎块状 ， 软硬不均 ， 成都位于岷江水 系冲洪积 区 ，根据 区域水文地质 资料 ， 区
１ 成 都地 铁 主 要地 质 简 况
成 都盾 构 隧道 穿越 的地 层 主要有 粉 土 、细砂 、卵石 土 （ ２ — ８ ） 、 密度不一 的卵石层（ ３ — ８ ） 和风化泥岩（ ５ － ２ 、 ５ － ３ ） ， 以及 卵
在， 盾构掘进扰动时容易 出现地表异常沉降或地层坍 陷。刀盘 刀具 以冲击剥离或刮切方 式使卵石层 掉落 ，刀盘 切削力矩很 大， 对于密实度不 同的地层 ， 随着贯人度的加大 ， 切削扭矩 上升
２ ０ １ ４年第 １期（ 总１ ９ Fra bibliotek期 ） 安
徽
建
筑
富水砂 卵石地层地铁 隧道盾构 施工 问题 与处置措施
Ｑｕ ｅ ｓ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｏ ｎ Ｃｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｗｉ ｔ ｈ Ｓｈ ｉ ｅ ｌ ｄ ｏ ｆ Ｍｅ ｔ ｒ ｏ Ｔｕ ｎ ｎ ｅ Ｉ ｏ ｆ Ｗａ ｔ ｅ ｒ － Ｒｉ ｃ ｈ Ｃｏ ｂ ｂ ｌ ｅ Ｇｒ ｏ ｕ ｎ ｄ ａ ｎ ｄ ｉ ｔ ｓ Ｔｒ ｅ ａ ｔ ｍｅ ｎ ｔ
为确保 卵石不堵塞或卡死螺旋输送机 ， 使盾构能够在砂卵
石地层顺利 掘进 ， 刀盘的开 口尺寸是制约卵石排 出的主要约束
条件。
为使盾构能够在砂卵石地层顺利掘 进 ， 采用 四辐条加强面 板形式 刀盘 ， 开 口率 ３ ６ ％（ 中心 ３ ８ ％） 。对刀盘进渣通道采取前 小后大或倒 喇叭型 ， 在 满足刀盘强度 的同时 ， 进渣 土通道尽量 缩短 ， 使渣土顺利快速进入土仓 ， 减小刀盘结泥饼 的概率 。 刀盘
求。 ３ 。 ３盾 构 出渣 的 约 束条 件 及 防结 泥 饼 应 对 措 施
理
２ 成都地铁盾构施工的主要难点
通过成都地铁前一阶段盾构掘进施 工的情况来看 ， 泥水盾 构和土压平衡盾构机在砂卵地层均可采用。泥水 、 土压平衡两
种 类 型 的盾 构 机 在 成 都 地 质情 况下 施 工 的共 同 难 点 ：
土 遇水易软化 ， 容易形成“ 泥饼 ” 。
停止推进测 试 ， 搅 拌摩擦力 矩在 ２ ０ ０ ０ ～ ３ ０ ０ ０ ｋ Ｎ・ ｍ左右 ， 平 均
切 削力矩在 １ ５ ０ ０～２ ０ ０ ０ ｋ Ｎ・ １ １ １ 左右 ； 碴 土改 良至浆状 ， 土仓 顶 部 压力 约为 ０ ． ５ ｂ ａ ｒ 时， 刀盘扭矩可达 到 ４ ０ ０ ０ ｋ Ｎ・ ｉ ｎ左 右。如果 压力升 高至 ０ ． ７— ０ ． ９ ｂ ａ ｒ ， 所需扭矩达 ５ ０ ０ ０ ～５ ５ ０ ０ ｋ Ｎ・ １ Ｔ Ｉ 左右 。 由于成都主要地质为砂卵石层 ， 易发生刀盘被卵石卡住的 现象 ， 因此在盾构中采用 液压驱动。主驱动采用 ９组液压马达 驱动 ， 驱 动功率 ９ ４ ５ ｋ Ｗ， 额 定扭矩 ６ ６ ５ ０ ｋ Ｎ・ ｍ（ 扭 矩系统 ２ ６ ． ８ ） ，
内地 下水季节性变化 明显 ， 水位 总体呈 西北高东南低 ， 沿河一
基 带高， 河间阶地中部低的特点。盾构隧道范围以孔隙水和基岩
裂 隙水居多 ， 渗透 系数为 １ ８ ｒ ｒ ｄ ｄ 一 ２ ２ ｍ ／ ｄ ， 属于富水地层 。
处
脱 困扭矩 ８ １ ０ ０ ｋ Ｎ・ １ １ １ ，可以满 足在对扭矩要求较高的地层中掘 进； 最高转 ３ ． ３ ５ ｒ ／ ｍ ｉ ｎ ， 可 以满足在 风化岩 中较 快转速 的掘进要
中图分类号 ： Ｕ ４ ５ ５ ． ４ ３ 文献标识码 ： Ｂ
④优先采用降水 常压换 刀措施 ， 降水过程做好地层加 固处
理， 减少地 下水 流失 和有效控制地面沉 降。
３ ． ２提高主驱 动大扭矩的措施 由于卵石土 、 稍密 、 中密砂卵石地层 的不 自稳 或空洞 的存
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②刀盘 开 口和渣土改 良适 宜 ， 满 足砂 卵石 、 泥岩 地层 的顺 利掘进和防结泥饼的需要 。
③ 刀盘 、刀具和螺旋输送 机有足够 的强度 和 良好 的耐磨
性， 不易出现异常损坏 ， 尽可能长距离不换刀 。
和经济效果 ， 对类似地层的盾 构施 工有较好 的指导和参考作用。
关键词 ： 盾 构隧道 ； 成都地铁 ； 富水砂 卵石地层 ； 措施
Ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ
虽
撒 应 群 （ 中 国 中 铁 股 份 有限 公司， 北 京 １ ０ ０ ０ ３ ９ ）
摘 要 ： 成都地铁隧道施工需要通过长距离的富水砂卵石地层， 针对
土压平衡盾构在 该地 层施工 中出现的各种 问题进行 了分析研 究， 有针 对性 的提 出了应对 处置措施 ， 并加 以 实际应 用 ， 取得 了比较好 的安全
① 隧道穿越粘土和砂卵石地 层 ， 地面环境 复杂 ， 防沉降控
制要求 高 ；
② 卵石地层盾构掘进 困难 ， 卵石地层难 以切削 ， 且搅拌 阻 力大 ， 卵石进入土仓后 ， 建立土压掘进时刀盘扭矩高 ， 达到设备
扭 矩极 限时就容易卡刀盘 ， 甚至刀盘旋转跳闸 ；
开 口率大能够将 土仓 压力更有效 的传递到开挖面 ， 配合大扭矩 形成 土仓压力 ， 避 免开挖面坍塌 ； 同时减 少面板 面积和挤压碴