淺析土壓平衡盾構機過富水砂層施工技術

張雷明　劉華　王乃謙

摘 要：富水砂層是具有良好的富水性和透水性的地層，在進行施工的時候是會遇到很多的問題的，對出現的問題進行解決，也能更好的促進土壓平衡盾構機施工技術得到提高，同時也能更好的促進交通行業獲得更好的發展。

關鍵詞：土壓平衡盾構機 富水砂層 施工技術

中圖分類號：U455.43 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）03（b）-0029-01

近年來，我國的交通事業得到了很大的發展，在交通業發展的時候，人們的生活水平也得到了很大的提高，這樣就使得人均車輛也在不斷增加，這樣也導致了交通出現了非常擁堵的情況，為了保障人們的出行，很多的城市在城市交通建設方面對城際高速軌道建設和地鐵工程建設是非常重視的，這樣能夠更好的對地面交通擁擠問題進行解決，同時也能更好的保證人們的出行不受到很大的影響。在城市交通施工中，經常是會遇到在富水砂層進行施工的情況的，在這種情況下要注意的問題是非常多的，同時，在施工過程中，應用土壓平衡盾構機技術要注意的問題也是非常多的，因此，對出現的問題一定要進行很好的分析，這樣能夠更好的找到解決的措施。

1 工程簡介

在城市交通建設過程中，通常土建工程都是使用的盾造施工技術，很多的交通線路施工要面臨的困難都是非常多的，盾構隧道在施工的時候是要在砂層中進行穿過的，通常情況下，城際快速軌道和地鐵施工都是要保證隧道的埋深在一定范圍內的，這樣在進行施工的時候要保證盾構施工技術能夠更好的保證施工的質量。很多地方的地層都是含有很高的水分的，同時，在含沙量方面也是很高的，這樣就會導致施工在富水砂層中進行，對施工是會產生很大不利影響的。

2 施工技術分析

土壓平衡式盾構施工技術又被稱為泥土加壓式盾構施工技術，在進行施工的時候是非常試用于含水量較高的軟土、軟巖、硬巖以及混合地層中，這樣在進行隧道掘進的時候是能夠獲得很好的施工效果的。掘進施工可以采用土壓平衡、氣壓平衡以及敞開式三種模式，在進行施工的時候，掘進操作是可以采用自動控制、半自動控制鞥好手動控制的。盾構機設備中是有自動導向系統的，這樣能夠更好的對掘進的方向進行控制，同時也能保證方向是非常穩定的。自動導向系統也能更好的進行靈活的轉向，同時，也具備對偏轉的問題進行更改的功能。盾構的刀盤結構在使用過程中能夠更好的在不同的地層中更好的保證掘進的速度是能夠符合要求的，同時，很多的盾構設備都是配有同步注漿系統的，這樣在進行施工的時候能夠更好的對周圍的環境進行更好的保護。在進行隧道工程施工的時候，是會對周圍的土體帶來一定的影響的，這樣也是會導致土體出現沉陷情況的，對周圍的建筑物也是有很大影響的，因此，在施工中采取保護措施能夠避免出現很多的施工問題。盾構設備注入系統能夠更好的進行泡沫和膨潤土的施工，這樣是能夠更好的對渣土情況進行改良的。很多的盾構設備中也是配有空氣壓縮系統的，這樣能夠防止工作面出現滲水的情況，同時，在施工中也能對地表沉降問題進行很好的控制。

3 對掘進施工技術的分析

盾構機在富水砂層中進行施工，是會出現地層沉降問題的，同時也是會出現隧道噴涌以及盾構的姿態很難進行控制的問題的，對出現的問題進行解決，可以采用以下的施工技術。在施工過程中采用土壓平衡模式進行掘進要對施工的開挖面進行很好的計算，同時對其穩定情況也是要進行估計的，這樣能夠更好的對掘進的參數進行合理的設定，對盾構機的姿態也是能夠進行控制的，這樣也是能夠更好的對工作面的情況進行控制的，同時對壓力情況也是能夠進行很好的控制的。對地表沉降問題進行很好的控制，能夠更好的對地層的影響情況進行更好的控制，這樣也能避免在施工中對地層進行更大的影響。

在掘進過程中，要對土倉頂的壓力情況進行很好的控制，對掘進的速度也是要進行很好的控制的，這樣能夠更好的保證出土量能夠控制在一定的范圍內，同時，要保證盾構機的姿態是向上的，對趨勢進行控制的時候要控制在一定的范圍內，這樣能夠更好的保證在掘進過程中能夠更快的完成，在這個過程中要避免出現停滯的情況，一旦出現停滯的情況，也是要對時間進行控制。在掘進過程中，要對土倉頂部的壓力情況進行更好的控制，將其控制在正常工作情況內。盾構機在掘進過程中是能夠在土倉中或者是刀盤面上進行泡沫等添加材料的注入的，這樣能夠對渣土的性能進行更好的提高，同時，也能更好的提高渣土的流動性，這樣也是能夠防止出現涌水或者是發生噴涌問題的，對輸送機的排土施工也是能夠進行保障的。

富水砂層中掘進可適量往土倉加入發泡劑，但必須根據實際情況嚴格控制發泡劑配比及加入量。出現噴涌的解決措施：關閉出土閘門，關掉螺旋機，在頂部土壓不超限的情況下繼續往前掘進，使土倉基本滿土后（此時刀盤油壓較高，扭矩較大）停止；然后稍開出土閘門，不啟動螺旋機，讓土壓把砂土擠出，待砂土擠出速度較慢甚至不自動流出時再啟動刀盤往前掘進。關閉出土閘門，螺旋機正轉轉速調至2.0 rpm左右，繼續往前掘進，到頂部土壓達2.8 bar時停止；待土壓降低到2.0 bar以下時再按前面方法掘進，到刀盤扭矩較大（約3200 kN·m）時，關閉刀盤及螺旋機，稍開出土閘門，讓土壓把砂土擠出，待砂土擠出速度較慢甚至不自動流出時再啟動刀盤往前掘進。保持連續掘進，減少盾構機停頓時間。適當縮短漿液膠凝時間，保證注漿質量。盾尾同步注漿的量與地面沉降有較大關系，過少會造成地面較大的沉降，過多會竄漿至地面，污染環境。富水砂層注砂漿極易往外擴散，在掘進過程需根據注漿壓力（<2.0 bar）和地面情況及時調整注漿量。注漿的標準是確保脫出盾尾的管片背后的空隙能填滿，這不僅可降低后期地面的沉降，也對管片防水起到一定有利作用。對于砂漿膠凝時間的控制，項目部做了多次試驗砂漿配比不是前篇一律的，應根據地層和掘進情況進行動態的調整。

運用導向系統和分區操控推進油缸，控制盾構姿態，防止盾構抬升。富水砂層的承重能力較低，加上盾構機在掘進過程中的震動，姿態較易往下沉。因此在地層中盾構機的姿態易保持向上，但趨勢易控制在±4.若出現機頭往下掉的情況，需及時通過千斤頂行程調節姿態。調節不可過急，易通過千斤頂行程及選取最優管片兩者結合來調節；不然會使得盾尾間隙過小，造成管片錯臺。

4 結語

經濟在發展過程中對交通業的發展是有很大的依賴的，同時，城市在發展過程中對交通業的發展也是非常依賴的，為了能夠更好的促進城市交通的發展，同時對地下空間進行更好的開發和利用，盾構施工方法的應用面出現了越來越廣的情況，同時，很多城市在發展過程中為了更好的解決交通擁堵的問題，都進行了地鐵工程的施工，這樣在進行施工的時候是會遇到過富水砂層的問題的，出現這種問題對施工來說是有很大影響的，因此，在施工中采用了土壓平衡盾構機來進行施工，在施工過程中工期是非常短的，同時，也能對出現的地表沉降問題進行很好的控制，這樣能夠更好的保證施工的質量。成型隧道質量高得到了業主和有關單位的肯定，在全國地鐵建設火熱的形式下，相信這項技術會在城市地鐵施工中都會得到廣泛應用。endprint