探析土压平衡盾构在砂性土中施工问题

《探析土压平衡盾构在砂性土中施工问题》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、探析土压平衡盾构在砂性土中施工问题　　【摘要】本文首先介绍了盾构工作面动态平衡机理，在此基础上重点讨论了土压平衡盾构掘进原理、土压平衡盾构在砂性土施工的要点及难题、土压平衡盾构在砂性土层中的施工措施。本文的讨论意义是巨大的，也对土压平衡盾构在砂性土中的施工提出强有力的依据。【关键词】土压平衡；盾构；砂性土；问题【Abstract】Thispaperdescribesthemechanismofhomeostasisfaceshield,onthisbasis,focusedontheEPBshieldtunnelingtheory,earthpressurebalance

2、shieldinsandysoilconstructionelementsandproblems,EPBinthesandysoiloftheconstructionmeasures.Significanceofthisdiscussionishuge,butalsoonEPBinthesandysoilsoftheproposedconstructionofastrongbasis.KeywordsEPB，Shield，sandysoil，issue中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：一、前言8目前我国的市场经济发展迅速，也带动着其他各行业的发展，盾构在工程中得

3、到了广泛的应用。对于每一个工程，并不是所有的土壤都是在最佳的条件下，有时土壤的性质甚至相差很大。对于盾构在砂性土中的应用，由于砂性土的性质，对盾构是不利的，这是时候就需要对砂性土做出相应的改良，使其符合施工需要。二、盾构工作面动态平衡机理土压平衡盾构工作机理是将开挖下来的土料充满开挖面和隔板之间的空间通过施加适当的推力确保开挖面稳定同时通过贯穿隔板设置的螺旋式排土器进行排土要保证开挖面的稳定必须保证:(1)土压平衡盾构施工过程中必须在开挖面和隔板之间充满可塑性土料。(2)在盾构推进和管片拼装过程中盾构密封舱内压力Pi始终略大于正面主动侧压力Ph和水压力Pw之和。(3)土压

4、平衡盾构螺旋排土器出土量与刀盘前方进土量一致以保持土压力的动态平衡为了保证开挖面稳定所需的土压力必须使盾构压力舱内的土砂混合物具有适宜的流塑性及保水性以保证盾构螺旋出土器能顺利排土且不使开挖面发生大面积液化甚至流砂。三、土压平衡盾构掘进原理8土压平衡盾构靠调整螺旋机转速来维持土仓压力平衡。如果掘进速度不变，螺旋机转速加快时出土量增加，土仓压力变小；螺旋机转速减慢时出土量减小，土仓压力变大。如果掘进时盾构切削的土体体积等于被螺旋机排出的土体体积，则没有地层损失，对土层扰动最小。此时，盾构与前方土体的接触压力接近土体的静止侧向土压力。如果忽略面板的挤压作用(开口率较大时)，土

5、仓压力接近盾构与前方土体的接触压力。此时，即达到所谓的土压平衡状态。实际上完全做到土压平衡非常困难，推进时螺旋机排出的土体体积或者大于盾构切削的土体体积形成欠推进状态，或者小于盾构切削的土体体积形成超推进状态。四、土压平衡盾构在砂性土施工的要点及难题1、盾构在砂性土施工的要点盾构在砂层掘进的基本原则是，建立土压平衡模式，尽量减小对砂层的扰动，快速通过砂层。（1）土压平衡掘进盾构机穿越砂层时建立土压平衡掘进模式，掘进参数选择时适当提高盾构机的推进速度，降低刀盘转速，严密监测地表沉降情况，确保平、稳、快通过砂层。（2）渣土改良向刀盘、土舱喷注泡沫剂，土舱中砂土、水体与泡沫剂充

6、分搅拌，形成具有较好和易性、密水性的稠体状塑性流动体，通过盾构机螺旋排土器输送到盾构机体外，有效防止螺旋排土器出口处喷涌现象的发生。（3）控制渣土排放量8适当调节螺旋输送机转速及闸门开启度以控制渣土排放量，使土舱压力与开挖面土水压力保持平衡，防止开挖面水、土混合体超量涌出土舱。2、盾构在砂性土施工的难题土压平衡盾构在该类土层中施工经常遇到以下技术难题(1)由于砂性土摩擦阻力大因而刀盘及千斤顶推力波动较大对前方土体扰动过多故地面沉降大而不容易控制再加上砂性土具较好的渗透性很容易导致流砂甚至液化发生。(2)盾构掘进时刀盘及主轴承扭矩千斤顶推力太大施工进展较慢同时导致刀盘主轴承

7、过度磨损。(3)由于砂性土流塑性太差螺旋出土器出土困难工作面形成“干饼”。(4)注浆压力及注浆量很大进一步导致地面沉降失控。盾构通过砂性土层时采用掺入添加剂的方法在国外应用较早并已开发出适用于砂性土层的泡沫添加剂国内近几年才大规模地开发软土地区的地下空间土压平衡盾构作为软土地区首选施工器械被采用而在砂性土层中施工的技术难题也已引起施工单位的重视但根据软土地区不同的地质与水文地质条件选用不同性能的添加剂以改善砂性土层特性的研究成果不多特别是盾构施工工地原位和室内添加剂试验比较研究的成果目前尚未见到。五、土压平衡盾构在砂性土层中的