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1、第24卷(卷终) 第6期隧道建设24(6):39～40,42004年12月TunnelConstructionDec,2004高水压下泥水盾构掘进技术黄学军 马小汀(中铁隧道集团二处有限公司 北京燕郊 101016)摘 要 介绍在高水压下泥水盾构掘进施工的难点和应采取的技术措施。关键词 泥水盾构 高水压 隧道 掘进1 概述现象的发生是保证盾构安全施工的一个重要因素。⑤盾尾及铰接等部位密封的抗高水压盾构隧道在穿越江、河、海底时,所遇的静水压保证盾构良好的密封性能是盾构法施工成败的通常很大。城陵机长江穿越隧道的设计水压高达关键,在高水压下施工又提高了对盾构密封材料的0.66MPa,因此,
2、盾构机的密封性良好是盾构法安全要求。施工的重要保证,同时,由于盾构机在超高水压下作⑥管片接缝防水业,增添了施工难度。所以应选择合适的泥水压力在高水压下,保证隧道的防水及抗渗等级是衡和掘进参数、制定合理的隧道防水方案、选择合适的量工程质量的一项重要指标,而管片接缝部位是盾注浆方式和浆液配比,防止盾构在掘进过程中出现构隧道防水的薄弱部位,加强管片接缝防水工作,提土体坍塌、隧道上浮等,保证盾构隧道施工安全。当高隧道防水能力,是高水压下盾构法施工的难点。盾构机穿越的土体为砂层,更应该根据土层性质及地下水压力的大小选择合适的掘进参数并制定针对3 高水压下掘进时应采取的技术措施性的措施防止开挖面前方
3、土体在高水压作用下发生3.1 稳定开挖面措施的土体坍塌甚至流砂等工程事故。为保证盾构机能顺利的穿过,在通过对该地段2 高水压下盾构法施工难点进行详细探测后,采取选择合适的推进速度,选择合①维持开挖面的稳定适的泥水压力,加强泥水质量控制等措施。盾构在掘进过程中,开挖面一直处于平衡状态,①采用复合式泥水盾构掘进时,根据地质、水文但当盾构所处于高水压下时,地下水的涌出及泥砂条件及地层压力适当调整泥水压力,保证泥水压力等被带出,会造成开挖面坍塌、地表陷降或下沉。因与开挖面土压力及水压力之和平衡,并保持其稳定此,盾构在高水压下掘进,必须采取措施来维持开挖性,在盾构掘进过程中,还要注意保持送、排泥量
4、的面的稳定,它是泥水盾构在高水压下砂层中掘进的均衡,加强出土量的监测,以防泥浆压力损失过大,一个难点。造成开挖面失稳。②防止隧道周围土体坍塌②盾构机在穿过高水压区砂性土层时,更易造当盾构穿过高水压砂性土层时,由于盾构机施成开挖面失稳,因此,必须减慢掘进速度,降低盾构工的扰动、纠偏力度过大或者盾构隧道背填注浆的机推力和刀盘转速,防止由于掘进过快,造成掌子面不密实,隧道周围土体易发生坍塌,造成地表沉降。失稳,一般控制在20mm/min之内。③防止隧道上浮③掘进时做好泥水质量管理,控制好最大颗粒盾构在高水压区掘进时,由于隧道受地下高压粒径、粒径分布、泥浆水密度和泥浆水压力。水及泥浆的包裹,所以
5、隧道较长时间内处于悬浮状④通过设置在刀盘外周的土压计测量值和盾构态。防止隧道上浮成为难点。机进、排泥浆量分析,确定开挖面坍塌情况,对壁后④泥浆的泄露和喷出注浆进行预测管理。同时通过盾构机上半部开设注为保证开挖面的土体的稳定,泥浆压力必须与浆孔,在30m范围内从盾构机向开挖面注浆及加固切口水(土)压力保持平衡,当泥浆压力过大时,同样上半部开挖面,来处理开挖面坍塌。也会造成泥浆向隧道后方流窜,甚至通过盾尾泄露⑤加强盾尾注脂质量管理,防止泥浆通过盾尾至隧道内或通过隧道顶部岩层窜出地表。防止此类流入隧道,造成开挖面和隧道上部土体坍塌和沉陷。40隧道建设 2004
6、年12月 第24卷⑥用土体探测装置,检查正面土体的稳定情况。⑥加强地表或江底地形沉降监测。推进过程中,当干砂量过大时,提高地层探测装3.4 防止泥浆泄露和喷出措施置的使用频率,以便掌握切口正面土体坍塌情况,并①推进时根据地下水位变化情况,对切口水压根据具体施工情况及时进行参数调整,使干砂量的进行相应调整,严格控制切口水压波动范围,该值控数据接近理论值,减少正面土体塌方的可能。制在-012kg/cm2～+0162kg/cm2,并使其略低于注3.2 防止隧道周围土体发生坍塌措施浆压力,谨防浆液大量后窜影响注浆效果。①设计切口水压应根据推进时的地下水位变化②提高同步注浆质量。每环推进前,需对注
7、浆情况进行相应调整,严格控制泥水压力的波动值,防浆液进行取样试验,严格控制其初凝时间和浆液稠止切口水压过低或过高无法支撑开挖面土体,造成度,在注浆过程中,合理掌握注浆压力,使注浆量、注浆速度与盾构掘进速度相匹配。严格控制同步注浆土体塌陷。压力,并在注浆管路安装安全阀,以免由于注浆压力②背填注浆不仅要充填建筑间隙及控制地表沉过高而顶破覆土。降,而且还要使浆液不受泥水的侵蚀,使浆液尽快具③使注浆液管片外侧粘贴止水海棉。为防止盾有一定的早
