土压平衡盾构土仓压力设定与控制方法探讨

土压平衡盾构土仓压力设定与控制方法探讨论文

近年来，随着城市建设的迅速发展，土压平衡盾构土仓的使用非常广泛。为了保证施工的安全和高效，如何科学、安全地设定和控制土仓压力成为当前研究的重点。本文试图探讨如何正确地设定和控制土仓压力，确保施工安全和高效。

首先，要明确土仓压力的设定原则，即在限定的空间内限制压力，以确保土仓施工安全。具体而言，应根据土仓结构及支护结构特性，选择合理的压力设定范围，以保证土仓安全；同时，应考虑施工过程对土仓结构的影响，确保施工安全。

其次，在设定土仓压力后，应进行相应的控制。实际上，由于土仓结构的复杂性以及施工过程中的不确定性，使得土仓压力的控制变得尤为困难，这就要求土压压力控制必须采取有效的措施。首先，应进行全面的分析，以确保压力是否在安全范围之内；其次，应综合考虑压力传感器数据，采取必要的措施进行动态控制；最后，施工工程师应定期对压力进行监测和管理，以确保压力的安全控制。

通过上述内容，可以看出，土压平衡盾构土仓的压力设定与控制是一个复杂的过程，需要综合考虑土仓结构特性、施工过程、压力传感器等多种因素，确保压力的安全控制。因此，土压平衡盾构土仓压力设定与控制方法的探讨有助于提高施工安全和效率。

土压平衡盾构土仓压力设定与控制

土压平衡盾构土仓压力设定与控制 土压平衡盾构是一种用于地下隧道开挖的先进施工技术。在盾构机挖进土体的过程中，为了保证人员和设备的安全，需要通过设定和控制土仓压力来保持平衡。本文将介绍土压平衡盾构土仓压力的设定与控制的方法。 一、土压平衡盾构土仓压力设定的目标 土压平衡盾构土仓压力设定的目标是在盾构机挖进土体的过程中，保持土压平衡，即土压力与地下水压力之间的差值不超过一定范围。这样可以有效控制土体的变形和沉降，保证隧道的稳定施工。 二、土压平衡盾构土仓压力设定的方法 1. 理论计算法：根据盾构机的挖进速度、土体性质和地下水压力等参数，通过理论计算得出合理的土仓压力设定值。这种方法相对简单，但需要精确的参数输入和土质性质的准确评估。 2. 经验法：根据历次相似工程经验，结合地质勘察结果，设定合适的土仓压力。这种方法适用于类似地质条件下的盾构施工，但需要经验丰富的专业人员进行判断。 3. 反馈控制法：利用传感器测量土仓压力和地下水压力，通过实时反馈控制系统对土仓压力进行调整。这种方法可以根据实际情况灵活调整土仓压力，但需要高精度的传感器和快速响应的控制系统。 三、土压平衡盾构土仓压力控制的方法

1. 主动控制：根据土仓压力设定值，通过改变土仓内部的工作压力来控制土仓压力的变化。这种方法可以实现对土仓内部的土体压力进行主动调节，但需要有稳定的供土系统和准确的土压力控制装置。 2. 被动控制：在土仓内设置排土管，通过调节排土管的开闭程度来控制土仓压力的变化。这种方法相对简单，但需要准确把握土仓内外土体的平衡关系，以防止排土管过度开启引起土层失稳。 3. 水封控制：在土仓与盾尾之间设置水封装置，通过调节水封压力来控制土仓压力的变化。这种方法可以实现对盾尾处土仓压力的有效控制，但需要稳定的供水系统和精确的水封装置。 四、土压平衡盾构土仓压力设定与控制的注意事项 1. 土仓压力设定值应根据实际地质条件和施工需求进行合理确定，避免过大或过小造成隧道沉降或土体塌陷。 2. 土压平衡盾构施工中需要严格监测土仓压力和地下水压力的变化，及时调整设定值和控制方法。 3. 土压平衡盾构施工过程中需要稳定供土系统、排土系统和水封系统的运行，以保证土仓压力的设定和控制。 4. 盾构机设备和控制系统需要具备高精度、快速响应和可靠稳定的性能，才能满足土仓压力的设定和控制需求。 总之，土压平衡盾构土仓压力设定与控制是保证盾构施工安全

盾构施工控制措施

盾构施工控制措施 1、盾构机建压措施 土压平衡模式掘进时，是将刀具切削下来的土体充满土仓，由盾构机的推进、挤压而建立起压力，利用这种泥土压与作业面地层的土压与水压平衡。同时利用螺旋输送机进行与盾构推进量相应的排土作业，始终维持开挖土量与排土量的平衡，以保持开挖面土体的稳定。 （1）土压平衡模式下土仓压力的控制方法 土仓压力控制采取以下两种操作模式： ①通过螺旋输送机来控制排土量的模式：即通过土压传感器检测，改变螺旋输送机的转速控制排土量，以维持开挖面土压稳定的控制模式。此时盾构的推进速度人工事先给定。 ②通过推进速度来控制进土量的模式：即通过土压传感器检测来控制盾构千斤顶的推进速度，以维持开挖面土压稳定的控制模式。此时螺旋输送机的转速人工事先给定。 掘进过程中根据需要可以不断转化控制模式，以保证开挖面的稳定。 （2）掘进中排土量的控制 排土量的控制是盾构在土压平衡模式下工作的关键技术之一。根据对碴土的观察和监测的数据，要及时调整掘进参数，不能出现出碴量与理论值出入较大的情况，一旦出现，立即分析原因并采取措施。 理论上螺旋输送机的排土量QS是由螺旋输送机的转速来决定的，掘进的速度和土仓压力值P值设定后，盾构机可自动设置理论转速N： QS根据碴土车的体积刻度来确定。 QS应与掘进速度决定的理论碴土量Q0相当，即: Q0=A Vn0 A-切削断面面积 n0-松散系数 V-推进速度 通常理论排土率用K =QS/Q0表示。 理论上K值应取1或接近1，这时碴土具有低的透水性且处于好的塑流状态。事实上，地层的土质不一定都具有这种性质，这时螺旋输送机的实际出土量与理论出土量不符，当碴土处于干硬状态时，因摩擦力大，碴土在螺旋输送机中输送遇到的阻力也大，同时容易造成固结堵塞现象，实际排土量将小于理论排土量，则必须依靠增大转速来增大实际排土量，以使之接近Q0，这时Q0＜QS，K＞1。当碴土柔软而富有流动性时，在土仓内高压力作用下，碴土自身有一个向外流动的能力，从而碴土的实际排土量大于螺旋输送机转速决定的的理论排土量，这时Q0＞QS，K＜1。此时必须依靠降低螺旋输送机转速来降低实际出土量。当碴土的流动性非常好时，由于螺旋输送机对碴土的摩阻力减少，有时会产生碴土喷涌现象，这时转速很小就能满足出土要求。 碴土的出土量必须与掘进的挖掘量相匹配，以获得稳定而合适的支撑压力值，

土压平衡盾构土舱压力控制技术

---------------精品文档--------------- 土压平衡盾构土舱压力控制技 术 近年来，随着大量盾构隧道工程的兴建， 土压平衡式盾构机使用也越来越广泛。本文结合 工程实际，就土压平衡式盾构土舱压力控制技术 有针对性地进行探讨。 土压平衡、土舱压力、土体状态 在土压平衡式盾构的施工法中，为了确保开 挖面的稳定，需要适当地维持压力舱压力，普通，如果压力舱压力不足，会引起前方地基沉降，发生开挖面的涌水或者坍塌的危（wei）险就会增大。如果压力过大，又会引起刀盘扭矩或者推力的 增大而发生推进速度的下降或者喷涌等问题。 因此，设置合理的施工土舱压力，提高盾构隧 道在施工过程中的稳定性，对于控制地表沉降、提高掘进速度、降低掘进成本有着非常重要的 意义。 土压平衡盾构的开挖土舱由刀盘、切口盘、 隔板及添加剂注入系统组成。将刀盘切削下来的 碴土填满土舱室，在切削刀盘后面装有使土舱室 仅供参考学习第 1 页

内土砂强制混合的搅拌臂。借助盾构推进油缸的推力通过隔板进行加压，产生泥土压，这一压力通过碴土及刀盘作用于整个作业面，使作业面稳定，同时用螺旋输送机排土，螺旋输送机排土量与盾构推进量相适应，掘进过程中始终维持开挖土量与排土量平衡，维持土舱内土压力稳定在预定范围内。土舱内的土压力通过土压传感器进行测量，为保证预定的土压力可通过控制推进力、推进速度、螺旋输送机转速来控制，控制原理见土舱土压力控制示意图 1： 当土舱内的土压力大于地层土压力和水压力时，地表将会隆起；当土舱内的土压力小于地层土压力和水压力时，地表将会下沉；因此土舱内的土压力应与地层土压力和水压力平衡。 以上海地铁 M8 线延吉中路站~黄兴路站区间下行线施工中反映出的土舱压力和地表沉隆之间关系进行说明： 盾构推进施工前，提前在盾构通过的轴线上方设置地面变形监测点，每隔 5m 一个，盾构施工前测定初始值。 推进 39 环时，覆土厚度 11.8m，计算土舱压 仅供参考学习第 2 页

盾构机参数设定

土压平衡式盾构机控制原理与参数设置 随着地下空间的开发，盾构技术已广泛地应用于地铁、隧道、市政管道等工程领域。在我国的各项施工中，盾构机的种类越来越多，其中土压平衡式盾构机在上海、南京、广州等地铁施工中有着较为出色的表现，笔者以日本小松公司Φ6340盾构机为例，结合施工中的一点经验与理解，对其控制原理和参数设置等做简要总结。 控制原理 土压平衡式盾构机的土压控制是PID自动调节控制，切削刀盘切下的弃土进入土仓，形成土压，土压超过预先设定值时，土仓门打开，部分弃土通过螺旋机排出土仓，从而保持土仓内土压平衡，土仓内的土压反作用于挖掘面，防止地层的坍塌。 土压的平衡控制是通过装在盾构机土仓隔壁上的土压计对掘进中的土压进行实时监视，土压计监测到的数值传送到PLC，PLC计算出测量值与设定值之间的差值E，通过PID控制，自动调整螺旋机转速，使E值趋向于零，当E值大于零时，PLC发出指令，增加螺旋机转速，提高出土量直至土仓内土压重新达到新的平衡状态，反之当E值小于零时，PLC 会降低螺旋机转速，以减少偏差。以保持土仓内土压平衡，使盾构机正常掘进。 主要参数 抽样周期：PID 演算处理的时间间隔，周期越短，动作越连续，但增加了单位时间的处理次数，因此PID以外的控制变慢，不需要细微变动时，可延长周期。 过滤系数：用来除去输入模拟值上的高频成分，数值越大，则过滤效果越强，系统反应 也就越迟钝。 比例常数P:为了提高系统灵敏度，使土压保持在一定范围，把计测值与设定值的差值E 乘以一个系数，所得结果再与目标值相比较，这个系数就是比例常数P，P 值越大，调控效 果越好。 积分时间I：系统引入比例常数后，PLC调控螺旋机的输出操作量mv=P*E,也就是偏差被放大了P倍，这样当系统产生偏差时，可能会使螺旋机转速突然增大或减小了许多，形成超调现象，于是又反过来调整，这就引起螺旋机转速忽大忽小，形成振荡。为了消除振荡，引入积分环节，使操作量mv 在积分时间内逐渐完成，即螺旋机转速平稳变化，直到消除 偏差。积分时间越小，调控效果越好。 微分时间：根据偏差变化率de/dt 的大小，提前给出一个相应的调节动作，从而缩短了调节时间，可以克服因积分时间太长而使恢复滞后的缺点。 参数设定 参数设置分为两步，第一步是在设备组装完毕，无负荷的状态下进行的一次调试，第二步是在掘进开始，土层稳定后，根据土层状况和操作习惯进行的微调。 1、无负荷调试 （1）比例系数P，首先不执行I和D，I调至数值上限，D设定为0,这样系统只执行比例动作P，变动土压目标值，制造约0.01 －0.03Mpa 的系统偏差,接下来逐渐增大P 值，使螺旋机转速逐渐增大，当P 值上升到一定值时，螺旋机的旋转速度会出现大幅度地反复升降，即系统形成振荡，我们把出现振荡时P 值的85% －90% 设定为系统的比例系数。 （2）积分时间I，比例系数确定后，调节积分时间I，变动土压目标值，制造一个系统偏差，观察螺旋机回转速度以怎样的速度变化，继续加一定的偏差时，系统向偏差减小的方

土压平衡式盾构学习

盾构土木知识培训 1、土压 盾构掘进过程中土仓压力的控制数据是根据盾构机的埋深，按照土力学（土压力＋水压）计算出，掘进过程中要求土压控制基本平稳，严禁出现忽高忽低的现象发生，盾构操作手根据土仓压力的变化情况调整螺旋机的出土速度，要求土压变化量控制在技术交底数值的上下范围0.1bar内，操作手在掘进过程中，尽量使掘进速度与螺旋机的出土速度保持一个平衡状态，当掘进即将完成需要停机进行管片拼装时，操作手需要根据管片拼装需要的时间长短，在停机前操作手应将土仓压力建立的压力适当提高，因盾构机操作面板反映出的土仓压力，往往包含有气压的成分，盾构机在停机期间，气体的扩散会造成土压的降低，如果停机前不对土压适当提高，当再次恢复掘进时，很可能土仓压力下降较大，出现土仓压力与掌子面水土压力不平衡现象，在软土地层或松散沙层地质条件下可能会出现土体的下沉，造成地表沉降。 对土压平衡式盾构而言，一个重要的因素就是要使密封仓内的土压力和开挖面的水土压力保持动态平衡。如果密封仓内的土压力大于开挖面的水土压力。地表将发生隆起；反之，如果密封仓内的土压力小于开挖面的水土压力。地表将发生沉陷。 土舱内的土压通过传感器来进行测量，并通过控制推进油缸的推力、推进速度、螺旋输送机转速来控制的。 土仓压力大于水压力和土压力之和，则地面隆起。

土仓压力小于水压力和土压力之和，则地面下沉。 土压力的计算主要考虑地层土压、地下水压、预先考虑的预备压力。在我国铁路隧道设计规范中，根据大量的施工经验，在太沙基土压力理论的基础上提出以岩体综合物性指标为基础的岩体综合分类法，根据隧道埋深的不同，将隧道分为深埋隧道和浅埋隧道。再根据隧道的具体情况采用不同的计算方式进行施工土压计算。 土仓理论压力计算： 土仓压力P＝(γ土h＋σ外) ξ＋γ水h 式中：γ土：土溶重 γ水：水比重 h：埋深 σ外：外荷载 ξ：土的静止侧压力系数,砂层0.34-0.45.粘土0.5-0.7 由于施工存在许多不可预见的因素，致使施工土压力小于原状土体中的静止土压力。按照施工经验，在计算土压力时，通常在理论计算的基础之上再考虑100～200 N／m2的压力作为预备压力。 本工程土压始发时为0.7-1.4bar. 2、出土量控制 掘进出土量是掘进过程中需要重点控制的项目之一，很多事故的造成往往是因为出土量没有很好的得到控制，最终造成出土量超方，出土超方现象在软土地层更容易发生，根据施工经验，出土量一旦超方，必定会造成地面的沉降，因此，施工过程中因严格控制出土方量的控制。 盾构掘进的出土量要求掘进的距离与出土量在过程中保持平衡，有时也可能会出现掘进一整环的出土量没有超方，但如果在掘进过程中出现仅掘进1米，出土量已接近整环的出土量，在后段的掘进过程中操作手为保证出土不超方很可能会刻意的少出土或者不出土掘进，

土压平衡盾构土仓压力

土压平衡盾构土仓压力 随着城市建设的不断发展，地下建筑的建设也变得日益重要。在地下建筑中，盾构隧道在城市道路、地铁、隧道等领域中广泛应用。在盾构隧道施工过程中，一项重要的技术就是土压平衡盾构技术。在这种技术中，土仓是土压平衡盾构中的关键设备之一，其作用是保证施工中隧道周围的土壤不塌方，防止地面陷落和损害建筑物。 土压平衡盾构主要是通过将机械盾构机推进至需要建设的地下空间，然后沿着斜向或水平方向钻进土壤中。在钻进土壤的同时，机械盾构机利用盾构机前端的盾构壳将土层推挤到机械盾构机后方的土仓中。随着机械盾构机不断前进，土仓中的土壤不断增加，从而形成了一种动态平衡的土压力，它避免了地下空间中的水和泥浆流入到隧道中，同时也保证了施工安全。 在土压平衡盾构技术中，土仓压力是一个重要的参考指标。如果土仓的压力太小，就可能会导致隧道周围的土层发生坍塌，从而影响施工进程。反之，如果土仓的压力太大，就容易导致管片的破损和变形等情况。因此，在施工前需要对应的建筑工程材料和设备进行检查和测试，以确保施工过程中土仓压力的稳定性。 在土仓压力测试中，一种常用的方法是使用压力传感器。压力传感器可安装在机械盾构机的土仓内，通过数值读出土仓内的实时压力情况，并将数据传送给控制中心。控制中心可根据这些数据调节土仓中的土壤流动速度，以保持土仓压力的平衡。 除了使用压力传感器之外，还可以使用闸阀和刮板等装置来控制土仓的土壤流动速度和方向。通过调整闸阀和刮板的位置，可以控制土仓中土壤的流动和停留时间，从而达到平衡土仓内的压力的目的。 土压平衡盾构技术的应用已经相当成熟，但施工过程仍然存在不可预知的因素，这些因素可能会对土仓压力造成影响，进而影响施工的安全与效率。因此，在土仓压力测试过程中，需要密切关注测试数据的变化及其原因，并及时调整施工方案，确保隧道施工进程的稳定。

富水砂层土压平衡盾构关键施工技术

富水砂层土压平衡盾构关键施工技术 在富水砂层中采用土压平衡盾构掘进施工，具有较大的风险和难点，本文南京地铁TA15标工程土压平衡盾构施工的成功实例，文中主要分析了富水砂层中土压平衡盾构施工中的重点、难点。为增强盾构机的防水性能，对盾尾、铰接、将螺旋输送等密封系统做的技术上的改进。 标签：土压平衡盾构机;富水砂层;掘进参数 一、前言 土压平衡盾构对全断面富水砂层的适应性是一个较复杂的综合技术问题，掘进施工中面临着如何保证高灵敏性土体稳定的难点以及隧道喷涌、地层沉降大等风险。要取得良好的施工效果，需要从改善盾构机设备的性能配置、施工工艺参数（掘进参数）、辅助措施（碴土改良）等方面综合考虑。 二、盾构机设计要考虑的关键因素 TA15标盾构机由德国引进。本工程中主要对盾构机的密封系统和盾构机刀盘系统做了改进。 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 盾构机盾尾设计了3排环形弹性较好的钢丝刷，每排钢丝间距30cm，构成2个盾尾油脂仓;2个仓共设8个油脂孔，掘进中自动或手动注入密封油脂，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”，螺旋输送机设计了双闸门。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，前闸门可进一步

盾构土压力计算

城市地铁盾构施工土压力选择随着北京2008年申奥成功，我国的城市地铁施工必将走向了一个崭新的一页。城市地铁盾构施工具有快速、安全、对地面建筑物影响小等诸多优点，已经被越来越多的人们所认可。在城市地铁盾构施工中，如何设置合理的土压，对于控制地表沉降有着至关重要的意义。 一、土压平衡复合式盾构机三种工况的简要介绍 土压平衡复合式盾构有三种工况，即敞开式、半敞开式、土压平衡三种掘进模式。地层围岩条件较好时，螺旋输送机伸入土仓，螺旋输送机的卸料口完全打开，土仓内不保持土压，维持刀盘、土仓、螺旋输送机之间的完全敞开，实现敞开式模式掘进。当围岩稳定性变坏，工作面有坍塌时或有坍塌的可能，或地下涌水不能得到有效控制时，缩回螺旋输送机，关闭螺旋输送机的卸料口，压入压缩空气，土仓会被压力封闭，控制地下水的涌出，防止坍塌的进一步发生，即可实现半敞开式掘进模式；若水压力大或工作面不能达到稳定状态，则先停止螺旋输送机的出碴，切削下来的碴土充满土仓。与此同时，用螺旋输送机排土机构，进行与盾构推进量相应的排土作业，掘进过程中，始终维持开挖土量与排土量的平衡来维持仓内碴土的土压力。以土仓内的碴土压力抗衡工作面的土体压力和水压力，以保持工作面的土体的稳定，防止工作面的坍塌和地下水的涌出，从而使盾构机在不松动的围岩中掘进，确保不产生地层损失，实现土压平衡掘进模式。 二、掘进土压力的设定

在选择掘进土压力时主要考虑地层土压，地下水压（孔隙水压），预先考虑的预备压力。 2.1地层施工土压 在我国铁路隧道设计规范中，根据大量的施工经验，在太沙基土压力理论的基础上，提出以岩体综合物性指标为基础的岩体综合分类法，根据隧道的埋资深度不同，将隧道分为深埋隧道和浅埋隧道。再根据隧道的具体情况采用不同的计算方式进行施工土压计算。 2.1.1深埋隧道与浅埋隧道的确定 深、浅埋隧道的判定原则一般以隧道顶部覆盖层能否形成“自然拱”为原则。深埋隧道围岩松动压力值是根据施工坍方平均高度（等效荷载高度）确定的。根据经验，深、浅埋隧道分界深度通常为2～2.5倍的施工坍方平均高度，即 Hp=（2～2.5）hq 式中：Hp--深、浅埋隧道分界的深度 hq--施工坍方平均高度，hq=0.45×26-Sω S—围岩类别，如Ⅲ类围岩，则S=3 ω—宽度影响系数，且ω=1+i（B-5） B—隧道净宽度，单位以m计。 i—以B=5m为基准，B每增减1m时的围岩压力增减率。当B<5m 时，取i=0.2，B>5m,取i=0.1。 2.1.2深埋隧道的土压计算

论述土压平衡盾构机带压开仓

论述土压平衡盾构机带压开仓 1带压开仓作业 1.1带压进仓地点的选择 根据地质补勘及详勘资料，拟定在进入基岩凸起段前后进行刀具检查和更换，具体位置根据掘进的各项参数与实际出渣情况确定。开仓时选择在透水性、富水性、渗透系数相对较小的地层进行带压进仓作业。同时应避开建构筑物、管线和水井等影响范围。 1.2盾构密封 1.2.1盾尾密封 1.2.1.1盾尾刷密封 本工程盾尾内径为6430mm,管片外径为6200mm,盾尾密圭寸由3道密封钢刷，最大耐压达到20ar。停机前对盾构刷密封情况进行检查,确保密封严密。在加压过程中注意观察盾尾刷密封情况,是否存在漏气。 1.2.1.2加強同步注浆 在掘进到停机点前10环时对同步注浆系统进行检查，重点检查6根注浆管路是否正常运行。如果出现了管路不通等情况，浆泵无力，冲程数与实际泵送放量差距较大等情况，进行管路疏通和注浆泵的全面清洗，使整个注浆系统各个处于优良的工作状态。在掘进到停机点前5 环时对整个膨润土系统进行检查，包括刀盘前方和盾体周围两个方向的膨润土管路和膨润土泵的运转情况。整个系统的各部分检查就绪后进行试注浆。试注浆过程中主要是观察各管路的压力是否正常，如果压力过大或者过小都必须对系统进行调试，同步注浆压力一般大于水土压力lbar。 同步注浆浆液的配比根据现场情况确定，初凝时间控制在6h左右。盾构机的开挖直径为6.48m，管片外径为6.2m，管片的宽度为1.2m，每环的理论注浆量为3.34m3,注浆量取环形间隙理论体积的 1.3〜1.8倍，即每环同步注浆量4.342m3〜6.012m3,为了保证换刀的气

密性，每环的注浆量取6.1m3,同步注浆压力控制大于水土压力lbar左右。从停机点前3环开始，同步注浆应连续不中断，并且要尽量保证 掘进的连续性以保证注浆的连续与饱满。 1.2.2铰接密封 盾构机铰接有12组油缸组成，铰接系统工作压力高达6.Sbar，铰接密封型式采用2道双唇橡胶密封并具备紧急充气功能。盾构机铰接 采用集中自动润滑的方式进行。建压前对铰接密封进行检查，在加压过程中注意观察盾尾刷密封情况，是否存在漏气。 1.2.3管片二次注浆 在掘进至开仓位置后对拖出盾尾的2〜5环管片进行二次注浆封堵，防止盾尾的来水通过盾壳与开挖面的间隙流至刀盘，注浆采用水泥、水玻璃双液浆进行封堵。盾尾二次注浆根据土仓压力控制注浆压力，以防浆液注入刀盘，刀盘应慢转。 1.2.4盾体径向注浆 利用径向注浆孔注入衡盾泥或克泥效，对盾体进行包裹从而封堵 盾体周围土体来水。盾体径向注浆封堵时根据土仓压力控制注浆压力以防浆液注入刀盘，刀盘应慢转。 1.3保压作业技术 1.3.1压力设置 1.3.1.1根据地下水位和地质条件，确定进仓时仓室内需要保持的 气压。地层不稳定时，根据水土合算重新计算压力。 1.3.1.2掘进工作模式下，开挖仓压力P根据掌子面水土压力确定，其上限值Pmax为静止土压力，其下限值Pmin为主动土压力。根据朗肯土压力计算公式进行计算。根据本工程地质条件，盾构区间土压力采用水土分算。 计算切口上限值和下限值，实际取值介于理论计算值的上、下限 之间，取两者平均值。 1.3.1.3盾构的以下系统必须处于待命状态：气闸系统，低压空气 系统。

盾构施工土压力确定

土压平衡盾构施工土压力的确定 摘要：在土压平衡盾构施工中，设置合理的施工土压对控制地表沉降有非常重要的意义。本文通过对地层土压力、水压力的计算原理分析，确定出土压平衡盾构施工土压力的设置方法，最后结合现场施工对设置方法进行简单的验证。 关键词：土压平衡盾构施工土压力确定 1、概述 土压平衡盾构工法具有对地面、地下环境影响小、掘进速度快、地表沉降小等特点，已经越来越多地应用于城市地铁施工领域。土压平衡盾构施工中，合理设置施工土压对控制地表沉降有非常重要的意义。 土压平衡盾构施工过程中，施工土压力的设定遵循以下原则： a.土仓内的土压力应可以维持刀盘前方的围岩稳定，不致因土压偏低造成土体坍塌、地下水流失。 b.土仓内的土压应尽可能低，以降低掘进扭矩和推力，提高掘进速度，降低土体对刀具的磨损，以最大限度地降低掘进成本。 因此，对盾构土仓内的土压力值的确定，就显得十分重要。 2、地层土压计算 地层压力的计算原理有多种，目前我国铁路隧道设计规范是在太沙基土压力理论的基础上，提出以岩体综合物性指标为基础的岩体综合分类法。根据隧道的埋置深度不同，将隧道分为深埋隧道和浅埋隧道；然后根据隧道的具体情况，采用不同的计算方式进行地层土压计算[1]。 2.1深埋隧道的土压计算 对于深埋隧道，一般根据隧道围岩分类和隧道结构参数，按照《铁路隧道设计规范》的计算公式计算围岩竖直分布松动压力和水平松动压力。 地层的水平侧向力为： σ = q×0.41×1.79Sω 水平侧向力 式中， S—围岩级别，如Ⅲ级围岩，则S=3； ω—宽度影响系数，且ω=1+i（B-5）； B—隧道净宽度，单位以m计；

i—以B=5m为基准，当B<5m时，取i=0.2，当B>5m，取i=0.1； q—根据围岩级别确定的水平侧压力系数，具体见表1： 2.2.1主动土压力与被动土压力 盾构隧道施工过程中，刀盘扰动改变 了原状天然土体的静止弹性平衡状态，从 而使刀盘附近的土体产生主动土压力或被 动土压力。 盾构推进时，如果土仓内土压力设置 偏低，工作面前方的土体向盾构刀盘方向产生微小的移动或滑动，土体出现向下滑动趋势，为了抵抗土体的向下滑动趋势，土体的抗剪力逐渐增大。当土体的侧向应力减小到一定程度，土体的抗剪强度充分发挥时，土体的侧向土压力减小到最小值，土体处于极限平衡状态，即主动极限平衡状态，与此相应的土压力称为主动土压力Ea，如图1所示。 盾构推进时，如果土仓内土压力设置偏高，刀盘对土体的侧向应力逐渐增大，刀盘前部的土体出现向上滑动趋势，为了抵抗土体的向上滑动趋势，土体的抗剪力逐渐增大，土体处于另一极限平衡状态，即被动极限平 衡状态，与此相应的土压力称为被动土压力 Ep，如图2所示。 2.2.2主动土压力与被动土压力计算： 根据盾构的特点及盾构施工原理，结合我 国铁路隧道设计、施工的具体经验，采用朗 金理论计算主动土压力与被动土压力。 盾构推力偏小时，土体处于向下滑动的极限平衡状态。此时，土体内的竖直应力σ z 相当于大主应力σ 1，水平应力σ a 相当于小主应力σ 3 。水平应力σ a 为维持刀盘前方的土 体不向下滑移所需的最小土压力，即土体的主动土压力： σ a =σ z tan2（45°-φ/2）-2ctan（45°-φ/2） 式中， σ z －深度z处的地层自重应力；

土压平衡盾构机填仓开仓技术控制要点

土压平衡盾构机填仓开仓技术控制要点 摘要：本文主要通过工程实践，由于螺旋机无法排土，需要对土仓和螺旋机 进行开仓检查，根据地质情况和盾构机设备情况，在无法进行常压及带压的情况 下进行开仓，从而采取了填仓的工艺进行开仓，针对填仓施工工艺特点进行分析，保证开仓安全。 关键词：电力隧道；填仓开仓；安全技术控制 1、工程概况 1.1工程简介 本标段区间隧道采用盾构法施工，盾构机从4#工作井始发，沿西槎路地下向北，沿途下穿地铁八号线上步站出口，之后上跨地铁八号线地铁隧道，下穿地铁 聚龙站，通过5#工作井，下穿地铁平沙站出入口到达6#工作井吊出。盾构机从1041环开始，掘进出现很多块石从螺旋机排除，期间并且因大量大于40cm粒径 的块石卡在螺旋机内，螺旋机旋转压力30Mpa达到极限值，通过疏通仍存在不时 卡螺旋机的情况，最后在1067环时，因卡螺旋机及土仓渣土无法外排原因，盾 构机无法正常掘进。该处位置位于巨龙工业区西槎路西侧，隧道埋深约10m，隧 道洞身地层主要为<5c-1b>可塑状残积粉质黏土层，经排查，排除螺旋机叶片损 坏或变形的情况，通过不断伸缩、正、反转螺旋机，反转螺旋机往土仓塞木头、 试块、块石等方法均未能解决无渣土外排的问题。 1.2地质情况 根据地质详勘资料，异物卡螺旋机位置自上而下地层主要为<1>、<4-2a>、 <5c-2>、<8c-2>，隧道洞身地层为<5c-2>、<8c-2>。土层参数及地质特征如下： 第〈5C-2〉层：硬塑状灰岩残积土：黄褐色、灰白色，硬塑，局部灰岩风化残积土，灰岩碎屑。该层土承载力高，变形小，土的工程性质较好，但开挖时可能出 现崩塌，土的可挖性等级为Ⅱ级，围岩级别为Ⅴ级；第〈8C-2〉层：碳质灰岩中

盾构施工过程中的土压力分析与防护措施研究

盾构施工过程中的土压力分析与防护措施研 究 1. 盾构施工过程中的土压力分析 在盾构施工过程中，土压力是一个重要的考虑因素，对于施工的安全和效率有 着重要的影响。土压力的分析主要包括土压力的大小、分布规律以及对结构的影响等方面。 首先，土压力的大小与盾构施工过程中的一些因素有关，如盾构机的土压传递 系数、盾构机的推进速度、土的物理力学特性等。通过分析这些因素，可以预估土压力的大小，并根据需要进行调整。 其次，土压力的分布规律是关键。在盾构施工过程中，土的变形和排土方式会 产生不同的土压分布规律。通过数值模拟或实验方法，可以研究土压力在盾构前后的变化情况，以及在不同位置的变化规律，从而为施工过程的优化提供依据。 最后，土压力对结构的影响也需要进行研究。土压力会对盾构管片和衬砌结构 产生力学效应，在设计时需要考虑这些力学效应的影响。通过力学分析和有限元模拟等方法，可以评估土压力对结构的影响程度，从而指导结构的设计与防护。 2. 盾构施工过程中的土压力防护措施研究 为了保证盾构施工的安全和效率，需要采取一系列的土压力防护措施。这些措 施包括土体预处理、土压控制、支护系统设计等方面。 首先，土体预处理是为了降低盾构施工过程中的土压力。通过预处理土体，如 预紧固压实、注浆固结等方法，可以提高土体的稳定性和耐水性，从而减小土压力。此外，合理选择盾构机的推进速度和土压传递系数，也可以有效控制土压力的大小。

其次，土压控制是重要的防护措施。在盾构施工过程中，采用合理的土压平衡技术，如挡土墙、拱形支护等，可以减轻土压力对盾构机的影响，保证施工的安全性。此外，控制排土方式和排土量，也可以有效降低土压力。 最后，支护系统设计是土压力防护的关键。通过设计合理的盾构衬砌结构和支护系统，可以减少土压力对结构的影响。结构的材料选择、截面形状、连接方式等都需要考虑土压力的作用，从而保证结构的稳定和安全。 综上所述，盾构施工过程中的土压力分析与防护措施研究是保证施工安全和效率的重要一环。通过对土压力的分析及合理的防护措施的采取，可以优化盾构施工过程，减轻土压力对施工的影响，提高施工效率和质量。在未来的研究中，还可以进一步优化土压力分析方法和防护措施，提高盾构施工的可靠性和安全性。

土压平衡盾构穿越湖泊水域控制研究

土压平衡盾构穿越湖泊水域控制研究 摘要：随着城市建设的不断扩张，城市轨道交通也随之不断发展完善，线路难免会穿越人工湖等水域，施工难度及风险极大。本文通过东莞市轨道交通1号线松山湖站~大朗西站区间盾构下穿沟谷公园水域为依托，分析总结盾构下穿水域所面临的风险难题并进行研究，为类似工程的施工能提供施工技术与管理方面的工程经验。 关键词：盾构施工穿越湖泊水域控制 1、工程概况 松山湖站～大朗西站区间（后简称“松~大区间”）为东莞市城市轨道交通1号线一期工程第18个区间。本区间线路出松山湖站后，沿新城路敷设，在新城路与红棉路交叉口以南约400m处向东转进入松山湖风景区，依次下穿红棉路、松山湖沟谷公园水域、翠竹路、莞深高速路、道黎线220KV高压线塔、畅园路，在穿越佛子凹村密集房屋群后接入大朗西站。 区间隧道左线设计起讫里程为左DK37+076.047～左DK39+604.593，长链71.469m，全长2600.015m，右线设计起讫里程为右DK37+076.047～右 DK39+603.156，长链26.403m，全长2553.512m。区间设置5个联络通道、1个废水泵房和1座中间风井，其中3号联络通道及废水泵房与中间风井合建，区间隧道采用盾构法施工，隧道外径6.7m，内径6.0m；联络通道采用矿山法施工，中间风井采用明挖法施工。 2、盾构掘进控制 1）掘进参数控制 盾构掘进穿越沟谷公园过程中，盾构掘进参数根据地层变化、盾构隧道埋深等各类条件变化而变化，因此施工期间必须及时调整盾构推进参数，左线盾构掘进穿越沟谷公园，地层为上软下硬及软土地层，采用土压平衡模式掘进；右线盾

构掘进穿越沟谷公园，地层为全断面硬岩、上软下硬及软土地层，其中全断面硬岩段采用气压模式掘进，上软下硬及软土地层段采用土压平衡模式掘进。 ①盾构穿越全断面硬岩段 稳定土压力设定为0.04~0.06Mpa，刀盘转速1.6-1.8r/min，掘进速度为 10~20mm/min，推力控制在1200~1600t，单环实际出土量≤80m3，原液泡沫剂注入量不低于80L/环，盾尾油脂注入量90kg/环。 ②盾构穿越软弱地层段 左线盾构下穿沟谷公园时稳定土压力设定为0.13~0.15MPa；右线盾构下穿沟谷公园时稳定土压力设定为0.14~0.16MPa；刀盘转速1.8-2.0r/min，掘进速度为25~35mm/min，推力控制在1000~1500t，单环实际出土量≤86m3，原液泡沫剂注入量不低于80L/环，盾尾油脂注入量90kg/环。 ③盾构穿越上软下硬地层段 左线盾构下穿沟谷公园时稳定土压力设定为0.13~0.15MPa；右线盾构下穿沟谷公园时稳定土压力设定为0.14~0.16MPa；刀盘转速1.6-1.8r/min，掘进速度为15~25mm/min，推力控制在1100~1500t，单环实际出土量≤83m3，原液泡沫剂注入量不低于80L/环，盾尾油脂注入量90kg/环。 2）出土量控制 区间单环理论出土量V==3.14×3.49×3.49×1.5=57.4（其中R为刀盘开挖半径3.49m，L为单环管片长度1.5m）。根据地勘资料，沟谷公园水域穿越主要为硬岩地层时，取松散系数为1.5，故单环实际出土量≤86m³；上软下硬地层时，取松散系数为1.45，故单环实际出土量≤83m³；软弱地层时，取松散系数为1.4，故单环实际出土量≤80m³。每环掘进完成后由当班技术员根据渣车刻度实测实量每环出土方量，每环偏差不超过3％。 3）同步注浆及二次注浆控制

南昌地铁典型上软下硬地层土压平衡盾构掘进参数控制研究

南昌地铁典型上软下硬地层土压平衡盾构掘进参数控制研究 摘要：依托南昌地铁1号线五标工程，详细地分析了南昌典型上软下硬地层中土压平衡盾构的总推力、刀盘扭矩、土仓压力及推进速度4个关键掘进参数的变化，据此提出了在类似地层中掘进参数的控制范围，并结合现场沉降监测验证了掘进参数选取的合理性。这对类似上软下硬地层的土压平衡盾构施工具有一定的参考价值。 关键词：上软下硬地层；土压平衡；掘进参数；控制 引言 21世纪是大力开发地下空间的世纪，土压平衡盾构在地铁修建中将得到越来越多的应用。但土压平衡盾构一般主要应用于比较均一的软上、软岩地层或砂层及其互层，在比较均一的地层中采用盾构法施工,盾构掘进方式及掘进模式相对简单、掘进方向容易控制、掘进参数相对稳定,因此盾构施工技术也比较简单[1]。而在上软下硬地层中,坚硬岩层仅在隧道开挖面下半部分出露,下部硬岩自稳性较好而上部软岩自稳性较差,软硬不均现象明显,局部存在不均匀风化夹层,给盾构施工造成了很大的闲难,施工过程中可能会出现很多问题。如:盾构掘进姿态控制闲难、刀具偏磨严重、刀盘受力不均致使主轴承受损或主轴承密封被破坏、工况转换频繁造成较大地表变形等问题[2] [3]。因此掘进参数的控制在上软下硬地层中显得尤其重要，直接关系到施工质量与安全。 南昌地铁1号线五标中山西路站～子固路站盾构区间（简称中~子区间）穿越的的上软下硬地层，上部分为富水细砂和砾砂地层，下部分为强分化及中风化泥质粉砂岩，地层存在明显的软硬不均现象。对于此类典型的上软下硬地层中的掘进参数相关的研究还较少，如何在这种典型上软下硬地层中合理地控制其掘进参数是一个具有工程价值的课题。邓彬，顾小芳[4]在深圳地铁2号线上软下硬地层中根据现场施工简单地提出了刀盘转速、掘进速度、刀盘扭矩及油缸推力的控制值。李光耀[5]也对盾构穿越上软下硬地层时的刀盘转速、掘进速度、刀盘扭矩及推力提供了控制范围，并通过对刀盘扭矩与刀盘转速之间关系的分析提供了刀盘转速的控制范围。但是这些研究主要是简单的提出在上软下硬地层中掘进参数的控制范围，并没有进行详细的数据分析。 本文依托于南昌地铁1号线五标土建工程，对其中~子区间下行线的一段典型上软下硬地层区段的总推力、刀盘扭矩、土仓压力及推进速度进行统计分析，提出了在类似的上软下硬地层中的这4个关键掘进参数的控制范围，并通过现场地表沉降监测验证了掘进参数控制范围的合理性，对今后类似工程具有一定的参考价值。 1 工程概况 南昌地铁1号线五标中~子区间从中山西路站开始沿中山西路自西向东前行，穿越抚河后进入中山路，最后到达子固路站。同时根据勘察资料[6]，中～

在上软下硬地层条件下带压开仓施工技术研究与应用

在上软下硬地层条件下带压开仓施工技术研究与应用 文章以厦门市轨道交通2号线二期工程某区间土压平衡盾构在上软下硬（上部为凝灰熔岩残积黏性土，下部为微风化凝灰熔岩）的地层施工中遇到盾构推力、刀盘扭矩、出渣温度等参数出现明显增大且刀盘频繁卡死等情况，为保证工程的安全顺利进行，采用带压开仓技术进仓更换刀具及清理障碍物，实施效果良好，可为同类工程提供相关经验。 标签：WSS注浆;泥膜建立;保压试验;压力设定 1 概述 随着城市地铁兴建，盾构机的应用范围越来越广泛，尤其是在软硬不均地层掘进施工时，盾构易出现推力大、刀盘扭矩异常、渣温异常等情况，易造成刀具偏磨损坏，使施工安全风险加大。因此，及时开仓检查更换刀具是降低盾构施工的关键举措。厦门轨道交通2号线某区间全长1143.350m，采用土压平衡盾构法施工，开挖直径6.48m，盾构在掘进至400环位置处存在基岩凸起，导致刀盘刀具磨损严重，需进行带压进仓进行刀具检查及更换。 2 工程概述 盾构停机开仓位置隧顶覆土深度约14.4m，该处地质情况由上至下分布主要为<1-2>素填土、<8-1-2>粉质粘土，隧道通过的地层主要为<11-3>凝灰熔岩残疾粘性土、<12-1>全风化凝灰熔岩、<12-2>散体状强风化凝灰熔岩、<12-5>微风化凝灰熔岩，为典型的上软下硬的复合地层。 由于基岩凸起段地处马銮湾片区，原上覆地表为鱼塘虾塘等水产养殖区，地下水丰富，供给量充沛，地下水位埋深1.1～2.8m，区间砂层分布的承压水其承压性明显，承压水头较高。 3 施工特点 在上软下硬的地层中带压开仓施工保压措施采用“WSS注浆加固+膨润土建泥膜”的方式，其特点如下： （1）地面注浆加固采用WSS工法实施，WSS工法采用AB液（水玻璃和磷酸）和AC液（水玻璃和水泥浆）两种浆液对地层加固止水处理。 （2）AB液具有良好的止水性，能够调节固化时间，浆液固化后不收缩、对地下水无污染，是一种绿色环保材料。 （3）AC液具有强度高的特点，同时也能够调节凝固时间，有效控制地层沉降。

地铁工程土压平衡式盾构施工技术的研究

地铁工程土压平衡式盾构施工技术的研究 摘要：盾构法具有自身稳定性好、对地面影响较小等特点，至今已成为我国隧道施工中一种重要的施工工法。本文以某地铁项目盾构隧道为依托，探讨了土压平衡盾构在富水砂砾黏土地层中小半径曲线始发的一些关键施工技术，并对盾构初始掘进和掘进进行参数控制，以保证项目的施工平安。关键词：盾构；水文；施工；关键技术；控制引言土压平衡盾构以其地层适应性广、作业平安、掘进速度快、对环境影响小及项目造价较低等特点在隧道项目领域得到了广泛的应用。盾构始发一般宜采用直线始发，但半径500m下列的曲线始发那么不能确保盾构连续正常地由非土压平衡状态过渡到土压平衡状态，且施工过程中易出现各种问题，影响始发质量以及施工的进度与平安。然而，富水砂砾黏土地层是一种典型的不稳定地层，土压平衡盾构在该地层中小半径曲线始发的施工，易发生涌砂、洞口坍塌等现象，施工难度及风险较高。下文重点探讨土压平衡盾构在富水砂砾黏土地层中小半径曲线始发技术与参数控制，可为类似项目提供借鉴。1项目概况某地铁项目19标段由"一站两区间";组成，其中一站台为地下两层双柱三跨规范站，总长223m，该站区间单线隧道总长1955m，最大坡度为28‰，始发曲线半径R=400m。左、右线采用2台φ6.14m土压平衡盾构机施工。隧道采用普通衬砌环型结构，由6块预制管片错缝拼装构成，隧道管片外径6000mm。2项目水文地质条件该两站区间隧道盾构曲线始发段，隧道顶板上方土层为粉质黏土③1，隧道开挖面土层为粉质黏土层④和圆卵砾石⑤，隧道底板下方土层为粉土⑥2和粉质黏土⑥；水头埋深19.30～21.18m，水头标高15.80～17.16m，地层赋水量大，水位高，施工条件差。盾构始发易发生涌砂、洞口坍塌等现象，影响周边土体稳定和盾构施工平安。3盾构曲线始发施工关键技术该两站区间受线路影响，盾构始发需直接在包括盾构始发井在内均处于 R=400m的圆曲线上施工，且处于28‰极限设计纵坡下坡段。小半径曲线段示意见图1。图1两站区间曲线始发示意图3.1确定始发路径小半径曲线段盾构始发由于受到场地的限制，始发基座、负环管片和反力架的布置无法满足隧道平面线形的要求，导致盾构脱离基座前只能沿直线推进，轴线误差控制难度加大。因此，确定合理的始发路径是保证盾构小曲线始发成功的关键。图2盾构切线始发示意图盾构在小半径曲线段一般采用割线或切线始发方式。由于盾体沿始发基座前进至全部进入土体之前不能进行纠偏，因此在盾构能进行纠偏之前需要控制始发轴线与设计轴线的误差在允许偏差之内〔＜50mm〕。该项目采用的盾构机为主动铰接形式，盾体全长9.15m。当盾构采用切线始发时，刀盘中心和盾尾中心的连线沿设计曲线的切线方向推进，根据模拟路线〔见图2〕盾构机体完全进入土体后，切线与轴线偏差到达107.2mm，不满足标准要求，因此，改用割线始发。采用割线始发时，为减小管片在曲线段因受侧向分力而引起的向圆弧外侧的偏移量，设定盾构始发点偏离圆弧外侧45mm，以盾构机刀盘中心位置为圆心，盾构长度为半径画圆，得到与设计轴线的交点，两点连线即为始发割线〔见图3〕。通过线路模拟，始发割线与设计轴线间的最大偏差为13.8mm，满足标准及设计要求。始发角度设定为83.0671°。确定始发路线后，根据路线确定始发基座的具体位置。图3盾构割线始发示意图3.2盾构始发井端头加固该项目盾构端头加固范围为始发井灌注桩外侧6m，隧道中心线高低左右各6m。施工采用三重管高压旋喷桩加固，"跳桩法";施工；桩径800mm，间距600mm，咬合200mm，成孔约18.7m，其中空孔约6.7m。旋喷施工根本参数：提升速度15cm/min、转速15r/min、水灰比1.2：1，空压机6m3/0.7MPa。加固28d后在洞口范围内钻孔取芯，测定结石体无侧限抗压强度须到达1.0～1.2MPa，渗透系数≤1.0x10-7cm/s，以保证其加固效果。3.3凿除始发端头洞门为保证洞口土体稳定，防止土体长时间裸露在外，在始发前进行洞门灌注桩凿除。采用风镐人工凿除灌注桩，合理分块、快速凿除。洞门全部破除后，盾构机迅速靠上洞口掘进工作面，盾构贯入工作面后立即进行加压掘进。洞门破除的外径为6700mm，左右线各凿除5.5根洞门灌注桩。3.4安装始发洞门密封始发洞门采用橡胶帘布板密封。施工流程为：掘进前橡胶帘布用螺栓挂在洞口预

泥水盾构的压力设定分析及其应用

泥水盾构的压力设定分析及其应用 摘要：泥水盾构的压力设定是地层沉降/隆起控制的关键，也是气垫式泥水盾构 施工中避免地层被击穿，乃至出现冒顶的关键；而泥水盾构施工中设定压力在基 于计算压力的正确选取也是泥水盾构施工最为关键的环节之一。 关键词：计算压力；设定压力；冒顶 一、前言 鉴于当前的业内所讲的泥水盾构（或称泥水平衡盾构）通常专指气垫式泥水 盾构（或称为混合式泥水盾构或称间接控制型泥水盾构），且泥水平衡盾构（或 称直接控制型泥水盾构）目前已被淘汰，所以本文主要讲解气垫式泥水盾构，直 接控制型泥水盾构的相关内容只做为讲解气垫式泥水盾构工作压力问题的辅助材料。 二、泥水盾构的压力平衡原理分析 2.1泥水平衡盾构： 2.1.1盾构不施工时，依靠盾构的闭胸特点，达到工作面的压力静态平衡； 2.1.2盾构推进过程中，通过把刀盘切削的渣土、盾构推进长度中的含水量、 进浆量及出浆量四者操控到相对平衡，来避免地层的沉降或隆起。 2.2气垫式泥水盾构： 2.2.1盾构不施工时，依靠泥浆在掌子面形成的泥膜、气垫仓中气压的压力通 过连通器传递给泥水仓泥水的压力、掌子面的水土压力三者形成平衡，泥膜一定 程度上起到中合泥水仓泥水的压力与掌子面的水土压力的偏差影响，泥膜的优劣 直接影响气压设定值与掌子面水土压力值之间允许偏差值的大小，泥膜质量越好，允许偏差值越大； 2.2.2盾构推进过程中：通过单位时间内刀盘切削的渣土及推进长度内的含水量、泥浆在掌子面形成的泥膜、气垫仓中气压的压力通过连通器传递给泥水仓泥 水的压力、掌子面的水土压力、进浆管的进浆量、出浆管的出浆量等所有因素控 制至相对平衡。 三、泥水盾构施工中设定的掌子面工作压力计算分析： 3.1以过江隧道为例来讲解气垫式泥水盾构的压力计算： 过江隧道泥水盾构穿越段有三种典型地层，第一种为粘性土地层；第二种为 岸上段砂层地层；第三种为过江段穿越砂层。对于第一种地层按照水土分算的原 则计算刀盘泥水仓顶部压力；对于第二、第三种地层则按照水土分算方式计算。 计算简图依次如下： 3.2文图1～3，γ、h1、H以及Ka都是变化的量，且在隧道施工中这些数值多是根据有限的地质堪探孔估测的值，所以基于这些数值计算出来的压力值存在偏差，其中造成偏差最大 的因素主是h1、H。 四、气垫式泥水盾构施工的设定压力与地层的水土压力出现的偏差值偏离出泥膜所能中 合的范围后所造成的常见问题及其简析 4.1通过基于计算压力而设定的工作压力低时，容易造成地层中的水土超挖（盾构掘进） 或水土流失（盾构停机），最终造成不同程度的地面沉降； 4.2通过计算压力设定的工作压力高时容易造成气体进入地层、进而造成地层被击穿，泥 膜失效，最终导致工作压力难以稳定，甚者出现不同程度的冒顶。 综上，压力设定的一定范围内的偏高比偏低对泥水盾构施工自身来讲，造成的危害更大。气垫仓内的压力设定长时间偏高，也是很多泥水盾构施工中隧道顶部被气体击穿、甚至出现