富水圓礫與泥巖互層地質(zhì)條件下雙模盾構(gòu)施工工程實(shí)踐

王炳華，陳 凡，姚超凡，周 洋，王士民，左 龍，劉川昆

(1.南寧軌道交通集團(tuán)有限責(zé)任公司，廣西南寧 530029; 2.西南交通大學(xué)土木工程學(xué)院，四川成都 610031; 3.中鐵隧道股份有限公司,河南鄭州 450000)

雙模盾構(gòu)TBM因其對(duì)復(fù)雜多變地層的適應(yīng)性，已初步應(yīng)用于我國隧道工程建設(shè)[1-5]。表1列舉了我國部分雙模盾構(gòu)工程案例。廣東華隧建設(shè)股份有限公司研制了泥水+土壓雙模盾構(gòu)機(jī)，并成功應(yīng)用于廣州地鐵九號(hào)線2標(biāo)段[6]。該盾構(gòu)機(jī)通過配置泥漿循環(huán)系統(tǒng)以及雙螺旋機(jī)排泥系統(tǒng)，在盾構(gòu)機(jī)工作時(shí)，可以根據(jù)實(shí)際盾構(gòu)隧道的土層，在土壓平衡式掘進(jìn)和泥水平衡式掘進(jìn)中切換，以適應(yīng)復(fù)雜地段盾構(gòu)隧道的掘進(jìn)，提高對(duì)復(fù)雜地形的適應(yīng)性。中國中鐵工程裝備集團(tuán)為青島地鐵硬巖地層研制了土壓平衡與敞開式雙模盾構(gòu)及土壓-TBM雙模盾構(gòu)并進(jìn)行了轉(zhuǎn)換，但相關(guān)技術(shù)及研究成果尚未公開。鐵建重工為珠三角城際廣佛環(huán)鐵路研制了國內(nèi)首臺(tái)EPB+TBM雙模大盾構(gòu)，開挖直徑9.15 m，2018年12月12日組裝始發(fā)[7]。城通公司在南京地鐵機(jī)場線為適應(yīng)軟土地層和微風(fēng)化、中風(fēng)化硬巖地層，采用了TBM和EPB雙模盾構(gòu)，并研究了EPB模式轉(zhuǎn)換為TBM模式的操作步驟[8-9]。除地鐵隧道外，雙模盾構(gòu)也開始應(yīng)用于鐵路隧道和煤礦斜井中。佛莞城際鐵路獅子洋隧道穿過第四系沉積層、軟硬不均和全斷面巖層，局部為破碎帶[10]。為適應(yīng)復(fù)雜的工程地質(zhì)，采用了泥水-土壓平衡雙模盾構(gòu)。神華新街臺(tái)格廟礦區(qū)1號(hào)斜井主井穿越不同軟硬程度的地層，采用具有土壓平衡及單護(hù)盾構(gòu)TBM兩種掘進(jìn)模式的雙模式盾構(gòu)掘進(jìn)施工[11]。針對(duì)煤礦“深埋超長、連續(xù)下坡、高水高壓、地層多變”等技術(shù)難題，鐵建重工在神華神東補(bǔ)連塔2號(hào)副井研發(fā)和應(yīng)用了雙模盾構(gòu)TBM機(jī)，提出了掘進(jìn)機(jī)刀具地質(zhì)適應(yīng)性選配和優(yōu)化布置方法，滿足了洞內(nèi)原位拆解和快速模式轉(zhuǎn)換的刀盤。

綜上，國內(nèi)對(duì)雙模盾構(gòu)TBM開展初步的應(yīng)用，但仍處在初步探索性階段，缺乏系統(tǒng)的研究和公開的資料。為此，本文以南寧軌道交通5號(hào)線一期工程五—新區(qū)間為背景，探討富水圓礫與泥巖互層地質(zhì)條件下雙模盾構(gòu)施工的重難點(diǎn)及其解決方案，對(duì)比分析泥水-土壓雙模盾構(gòu)與單一泥水盾構(gòu)在掘進(jìn)效率和能耗方面的特性，分析雙模盾構(gòu)在南寧地區(qū)的適應(yīng)性，為國內(nèi)外類似工程提供參考(表1)。

1 工程概況

南寧市軌道交通5號(hào)線一期工程五—新區(qū)間(五一立交站至新秀公園站)，位于南寧市江南區(qū)，穿越邕江(圖1)，區(qū)間隧道起止里程為CK18+254.848～CK20+352.934，左線長2 091.9 m，右線長2 098.1 m，全長共4 190 m。根據(jù)區(qū)間地勘報(bào)告，區(qū)間隧道主要穿越地層為：③1粉土、④1-1粉細(xì)砂、⑤1-1圓礫、⑦1-3粉砂質(zhì)泥巖及⑦2-3泥質(zhì)粉砂巖，其中江南段施工地層多為粉土-粉細(xì)砂、粉細(xì)砂-圓礫、粉土-圓礫、圓礫-泥巖等復(fù)合地層，邕江段施工地層為全斷面泥巖地層，江北段施工地層為全斷面圓礫、圓礫-泥巖、粉土-圓礫復(fù)合地層。本區(qū)間穿越復(fù)雜多變的復(fù)合地層，左線采用1臺(tái)泥水盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)，右線隧道采用1臺(tái)泥水-土壓雙模盾構(gòu)機(jī)施工(圖2)。盾構(gòu)機(jī)參數(shù)如表2所示。

2 工程重難點(diǎn)分析及處置對(duì)策

根據(jù)區(qū)間周邊環(huán)境及地質(zhì)條件情況，本章對(duì)施工中的重難點(diǎn)進(jìn)行分析并制定出相應(yīng)的對(duì)策。

表1 國內(nèi)雙模盾構(gòu)工程案例

圖1 五—新區(qū)間平面和剖面

圖2 泥水-土壓雙模盾構(gòu)機(jī)主機(jī)布置

2.1 區(qū)間隧道盾構(gòu)始發(fā)

區(qū)間始發(fā)端頭隧道埋深8.7 m，洞身為粉土層及粉細(xì)砂地層，其中粉土層占比80 %，始發(fā)采用密閉鋼套筒始發(fā)，但因洞身底部為粉細(xì)砂地層或礫石層，地層自穩(wěn)性差，透水性較好，造成始發(fā)困難。

應(yīng)對(duì)措施：

(1)施工前編制盾構(gòu)始發(fā)安全專項(xiàng)施工方案及專項(xiàng)應(yīng)急預(yù)案，并組織專家評(píng)審，施工中嚴(yán)格按照施工方案實(shí)施。

(2)鋼套筒定位前必須對(duì)洞門、預(yù)埋鋼環(huán)車站底板標(biāo)高等進(jìn)行復(fù)核，并上報(bào)第三方測量單位、監(jiān)理單位審核。

表2 盾構(gòu)機(jī)參數(shù)

(3)盾構(gòu)始發(fā)姿態(tài)需根據(jù)洞門復(fù)測成果、設(shè)計(jì)坐標(biāo)等綜合評(píng)定，并將刀盤位置抬高20 mm，確保盾構(gòu)進(jìn)洞后不立即出現(xiàn)“載頭”現(xiàn)象。

(4)鋼套筒施工前車站底板必須鋪設(shè)米石進(jìn)行找平，鋪設(shè)高度抬高50～100 mm，避免盾構(gòu)機(jī)下井將鋼套筒下壓。

(5)鋼套筒連接及鋼套筒及洞門連接位置密封需牢固，并對(duì)鋼套筒和洞門連接位置進(jìn)行探傷檢測，避免后續(xù)盾構(gòu)進(jìn)洞后因推力或壓力過大造成洞門密封失效。

(6)始發(fā)前必須在鋼套筒、反力架設(shè)置7個(gè)位移百分表，適時(shí)監(jiān)測鋼套筒位移情況，并嚴(yán)格按照方案要求進(jìn)行鋼套筒預(yù)加應(yīng)力，觀察鋼套筒和反力架有無位移，如有位移，必須加固后再次進(jìn)行預(yù)加應(yīng)力，直至鋼套筒位移滿足設(shè)計(jì)要求，并在始發(fā)段持續(xù)觀察位移情況。

(7)在盾構(gòu)機(jī)穿越地下連續(xù)墻施工前，泥水倉壓力控制在60～80 kPa，可滿足正常掘進(jìn)需求即可，在盾構(gòu)穿越地下連續(xù)墻前200 mm將泥水倉壓力控制為110～130 kPa，并根據(jù)實(shí)際監(jiān)測的地表沉降、出渣量等及時(shí)調(diào)整、優(yōu)化參數(shù)及倉壓，并在始發(fā)段施工期間，密切關(guān)注鋼套筒及車站結(jié)構(gòu)有無滲漏等情況，確保滿足始發(fā)段保壓要求。

(8)嚴(yán)格控制盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)參數(shù)，盾構(gòu)在穿越地下連續(xù)墻時(shí)，掘進(jìn)速度不大于3 mm/min，推力不大于800 t，并在磨穿地下連續(xù)墻前300 mm進(jìn)倉檢查刀具情況；前20環(huán)施工中，盾構(gòu)掘進(jìn)推力不大于1 000 t，避免造成鋼套筒、反力架移動(dòng)，出現(xiàn)密封失效。

(9)在盾尾拖出洞門后，立即對(duì)洞門進(jìn)行二次補(bǔ)注漿進(jìn)行封堵，確保洞門密封效果。

2.2 復(fù)雜多變復(fù)合地層掘進(jìn)

區(qū)間隧道所處地層多為粉土-粉細(xì)砂、圓礫-粉土、圓礫-泥巖等復(fù)合地層，根據(jù)南寧地區(qū)類似地層施工情況，復(fù)合地層中易出現(xiàn)刀具偏磨、姿態(tài)控制困難、管片上浮量大等問題，且圓礫-泥巖復(fù)合地層施工中，極易出現(xiàn)刀盤結(jié)餅、渣土滯排等現(xiàn)象，圓礫地層可能存在大塊礫石，堵塞出路等情況。

應(yīng)對(duì)措施：

(1)盾構(gòu)機(jī)進(jìn)場前針對(duì)刀盤、刀具進(jìn)行耐磨性處理，以緩解復(fù)合地層刀具磨損情況。

(2)復(fù)合地層施工中，刀盤滾動(dòng)角控制在±20 °，當(dāng)滾動(dòng)角超限后，立即切換刀盤轉(zhuǎn)向，減少刀具的偏磨現(xiàn)象。

(3)復(fù)合地層施工中水平姿態(tài)控制在±20 mm，垂直姿態(tài)根據(jù)管片上浮情況進(jìn)行判斷，暫定為-40～-20 mm，當(dāng)姿態(tài)超過控制范圍后，需及時(shí)進(jìn)行姿態(tài)回糾，水平姿態(tài)回糾每環(huán)不大于6 mm，垂直姿態(tài)回糾每環(huán)不大于4 mm。

(4)測量組根據(jù)規(guī)范要求及時(shí)對(duì)成型隧道管片進(jìn)行復(fù)測，當(dāng)發(fā)現(xiàn)上浮量超過40 mm時(shí)，及時(shí)對(duì)盾尾后4～6環(huán)管片進(jìn)行二次補(bǔ)注漿作業(yè)，以控制管片上浮。

(5)針對(duì)復(fù)合地層中管片上浮，可通過調(diào)整砂漿配合比、減少砂漿膠凝時(shí)間，優(yōu)化同步砂漿的注入方式等措施，以控制管片上浮。

(6)針對(duì)圓礫/泥巖復(fù)合地層施工中刀盤結(jié)餅、渣土滯排等現(xiàn)象，在盾構(gòu)機(jī)選型及針對(duì)性改造時(shí)制定相關(guān)措施，如盾構(gòu)機(jī)采用直控式、減少渣土在泥水倉內(nèi)滯留時(shí)間，增加刀盤中心沖刷系統(tǒng)及牛腿沖刷等措施。

(7)泥漿性能指標(biāo)管理。施工中加強(qiáng)對(duì)泥漿性能指標(biāo)日常監(jiān)測，當(dāng)發(fā)現(xiàn)泥漿性能超過設(shè)定指標(biāo)后，需立即進(jìn)行廢漿處理，確保泥漿性能滿足復(fù)合地層施工需求。

(8)結(jié)合南寧3號(hào)線青市區(qū)間采石箱改造情況，區(qū)間兩臺(tái)盾構(gòu)機(jī)采石箱均增加攪拌葉片，避免大塊礫石堵塞出漿管路，并對(duì)存在的大塊礫石及時(shí)進(jìn)行人工清理。

2.3 軟弱地層盾構(gòu)連續(xù)下穿建筑物

區(qū)間隧道下穿建筑物較多，建筑年代久遠(yuǎn)，基礎(chǔ)為條形基礎(chǔ)，且隧道處于透水地層，自穩(wěn)性能差。區(qū)間沿線下穿建(構(gòu))筑物共計(jì)23棟，房屋建筑年代為二十世紀(jì)八九十年代，基礎(chǔ)為磚混結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)埋深1～2 m，隧道穿越地層多為粉細(xì)砂、圓礫等強(qiáng)透水地層，地層自穩(wěn)能力差，對(duì)地層敏感性較強(qiáng)；區(qū)間沿線側(cè)穿建(構(gòu))筑物共計(jì)45棟，其中磚混結(jié)構(gòu)為34棟，鋼筋混凝土基礎(chǔ)10棟，鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)1座，距離隧道最小距離為1.6 m，距離隧道最遠(yuǎn)距離42.6 m。

應(yīng)對(duì)措施：

(1)施工前編制盾構(gòu)下穿建筑物安全專項(xiàng)施工方案，經(jīng)專家審批后實(shí)施。

(2)按照設(shè)計(jì)文件，根據(jù)建筑物的預(yù)處理方式的不同制定不同建筑物的控制措施。

(3)根據(jù)公司類似地層及南寧類似地層施工經(jīng)驗(yàn)，合理制定施工中參數(shù)控制，并根據(jù)根據(jù)泥水倉壓力波動(dòng)情況、出渣情況、管片變化情況、地表及建筑物監(jiān)測情況等參數(shù)適時(shí)調(diào)整，并及時(shí)對(duì)脫出盾尾后管片進(jìn)行二次補(bǔ)注漿作業(yè)，控制地表及建筑物沉降。

(4)盾構(gòu)穿越建筑物時(shí)加強(qiáng)對(duì)建筑物監(jiān)測頻率，并及時(shí)將監(jiān)測成果反饋至現(xiàn)場值班人員，值班人員根據(jù)監(jiān)測成果適時(shí)調(diào)整施工參數(shù)，指導(dǎo)現(xiàn)場施工。

(5)下穿建筑物施工中優(yōu)化同步注入砂漿配合比，縮短砂漿的膠凝時(shí)間，并將同步注漿的注漿量由原理論注漿量的1.2～1.4倍增大至1.6～1.8倍，以有效的填充開挖孔隙，更好的控制地面沉降。

(6)施工中泥水倉控制壓力設(shè)置高于地層壓力10～15 kPa，確保盾構(gòu)掘進(jìn)時(shí)地表處于隆起狀態(tài)，以抵消后續(xù)地表沉降。

2.4 淺埋高水壓水下段盾構(gòu)掘進(jìn)

區(qū)間隧道下穿江南岸防護(hù)堤和江北岸防護(hù)堤，防護(hù)堤均采用C10毛石混凝土結(jié)構(gòu)，并采用粘土填筑，隧道埋深32～36 m，地層為泥質(zhì)粉砂巖及粉砂質(zhì)泥巖地層，具有一定的透水性。區(qū)間邕江段施工長度約400 m，隧道埋深最淺為9 m，水位最高為13 m，隧道所處地層為全斷面泥巖，易出現(xiàn)刀盤結(jié)餅、渣土滯排的現(xiàn)象，導(dǎo)致泥水倉頂部壓力波動(dòng)較大，增大覆土被擊穿、盾尾漏漿等風(fēng)險(xiǎn)。

應(yīng)對(duì)措施：

(1)施工前提前對(duì)邕江段進(jìn)行補(bǔ)勘及地形掃描作業(yè)，詳細(xì)了解邕江段施工地層情況。

(2)通過查閱檔案館、河堤管理處及相關(guān)產(chǎn)權(quán)單位調(diào)查防護(hù)堤結(jié)構(gòu)情況，及周邊是否存在抗滑樁等不明結(jié)構(gòu)。

(3)詳細(xì)了解詳勘及補(bǔ)勘孔位封孔效果，避免施工中因勘察孔位封孔效果不良好造成壓力外泄等情況。

(4)施工前編制下穿防護(hù)堤及邕江段施工安全專項(xiàng)施工方案，經(jīng)專家論證后實(shí)施。

(5)施工前嚴(yán)格按照公司或地方相關(guān)規(guī)定或管理辦法進(jìn)行施工前條件驗(yàn)收工作。

(6)施工前制定不同掘進(jìn)段參數(shù)控制，如推力不大于2 800 t、扭矩不大于3 200 kN·m、泥水倉倉壓波動(dòng)不大于0.2 kPa等，實(shí)際施工中根據(jù)參數(shù)、出渣及洞內(nèi)監(jiān)測情況等優(yōu)化參數(shù)，并根據(jù)監(jiān)測成果及成型隧道數(shù)據(jù)適時(shí)進(jìn)行二次補(bǔ)注漿加固。

(7)泥巖地層中控制刀片結(jié)餅措施同復(fù)合地層施工措施。

(8)邕江段施工期間密切關(guān)注邕江水位變化情況，并安排專人24 h巡守邕江江面，及時(shí)優(yōu)化泥水倉壓力，避免造成覆土擊穿，增大邕江段施工風(fēng)險(xiǎn)。

(9)邕江段施工期間，加強(qiáng)盾尾油脂注入管理，如控制盾尾油脂注入方式、注入壓力、注入量等，避免出現(xiàn)盾尾漏漿等現(xiàn)象。

(10)日常施工中加強(qiáng)對(duì)管片拼裝區(qū)域清理、管片拼裝質(zhì)量檢查及盾構(gòu)姿態(tài)等控制，避免異物拖入盾尾造成鋼絲刷損壞，增大盾尾漏漿等風(fēng)險(xiǎn)。

2.5 帶/常壓開倉

因區(qū)間隧道地質(zhì)復(fù)雜，地層變化快，全斷面泥巖地層及泥巖/圓礫復(fù)合地層較多，易出現(xiàn)刀盤結(jié)餅、渣土滯排等現(xiàn)象，導(dǎo)致區(qū)間存在多次開倉換刀作業(yè)。

控制措施:

(1)盾構(gòu)開倉施工前需根據(jù)地勘資料、地表環(huán)境等綜合制定開倉位置，詳細(xì)的換刀位置見帶/常壓開倉施工方案。

(2)在盾構(gòu)到達(dá)停機(jī)位置前，通過增大同步注漿量、二次補(bǔ)注漿等措施，減少地下水對(duì)開倉影響。

(3)在盾尾封水環(huán)施工完成后，通過盾構(gòu)機(jī)同步注漿泵向泥水倉內(nèi)壓注高粘度泥漿制作泥膜，高粘度泥漿粘度控制在60～80 s，壓注壓力為開倉壓力的1.2～1.4倍，以確保掌子面的整體密封效果。

(4)泥膜制作完成后，利用保壓系統(tǒng)和出漿管路將泥水倉內(nèi)泥漿置換完成。

(5)開倉作業(yè)施工前需根據(jù)公司或地方相關(guān)文件及管理辦法要求組織條件驗(yàn)收。

(6)開倉前需先向泥水倉內(nèi)氣體進(jìn)行置換，以確保泥水作業(yè)倉氣體質(zhì)量滿足規(guī)范要求。

(7)作業(yè)人員進(jìn)入泥水倉作業(yè)前，需將作業(yè)活體(如小鳥)放入作業(yè)倉觀察30 min，在確保作業(yè)活體無呆滯、死亡現(xiàn)象后，方可進(jìn)入作業(yè)倉作業(yè)。

(8)泥水倉內(nèi)作業(yè)人員嚴(yán)禁超過3人，泥水倉倉門留1人作為聯(lián)絡(luò)人員，當(dāng)發(fā)現(xiàn)倉內(nèi)存在異常時(shí)，立即通知操倉人員準(zhǔn)備減壓出倉。

(9)泥水倉所有施工作業(yè)完成后，關(guān)閉泥水倉倉門，恢復(fù)至泥水保壓。

2.6 盾構(gòu)接收

區(qū)間接收端頭隧道埋深淺，地層透水性較強(qiáng)，自穩(wěn)性差，且地下水和邕江連通。區(qū)間盾構(gòu)接收端頭位于圓礫及粉土地層，隧道埋深10.3 m，隧底為圓礫層，因地下水和邕江聯(lián)通，接收方案計(jì)劃采用鋼套筒施工。

應(yīng)對(duì)措施:

(1)接收施工前編制盾構(gòu)接收安全專項(xiàng)施工方案，并經(jīng)專家論證后實(shí)施。

(2)接收架及鋼套筒定位均需根據(jù)實(shí)測洞門坐標(biāo)及高程比對(duì)，確保接收架和鋼套筒定位和實(shí)際洞門一致。

(3)鋼套筒安裝完成后，需將鋼套筒內(nèi)回填細(xì)砂和黏土拌合物，并在回填過程中加水確保整體的填充效果。

(4)接收施工時(shí)安排人員觀察刀盤前方變化情況，如果發(fā)現(xiàn)有密封失效時(shí)，立即停止接收作業(yè)，及時(shí)進(jìn)行封堵等作業(yè)，在確認(rèn)密封滿足施工需求后，再次進(jìn)行盾構(gòu)接收作業(yè)。

(5)接收端掘進(jìn)：①碰壁前推進(jìn)：到達(dá)前1環(huán)時(shí)掘進(jìn)速度不大于10 mm/min，推力不大于1 200 t；到達(dá)前50 cm時(shí)，速度不大于5 mm/min，推力不大于1 000 t，刀盤轉(zhuǎn)速1 r/min；②地下連續(xù)墻施工：速度不大于5 mm/min，推力不大于1 000 t，刀盤轉(zhuǎn)速1 r；水平姿態(tài)偏差±10 mm，垂直姿態(tài)0～20 mm；③鋼套筒內(nèi)掘進(jìn)：速度不大于5 mm/min，推力不大于8 MN。

(6)鋼套筒拆除前必須確保泥水倉壓力卸載完成后方可進(jìn)行，拆除前需將鋼套筒頂部設(shè)置3個(gè)放料孔、底部設(shè)置的泄壓孔打開，檢查無壓力后方可進(jìn)行套筒拆除；拆除順序?yàn)橄软斏w、再兩側(cè)、后前端蓋。

(7)在盾構(gòu)機(jī)全部進(jìn)入鋼套筒后，及時(shí)對(duì)洞門進(jìn)行二次補(bǔ)注漿封閉，確保洞門及鋼套筒整體密封效果。

3 泥水-土壓雙模盾構(gòu)與單一泥水盾構(gòu)施工對(duì)比分析

本章基于五—新區(qū)間現(xiàn)場施工數(shù)據(jù)，對(duì)比分析雙模盾構(gòu)和泥水盾構(gòu)的掘進(jìn)效率和電能消耗，并分析雙模盾構(gòu)在南寧地區(qū)的適應(yīng)性。

五—新區(qū)間左線泥水盾構(gòu)和右線雙模盾構(gòu)在不同地層中的掘進(jìn)效率對(duì)比如圖3所示。從圖3可見，左、右的掘進(jìn)效率隨地層的變化呈現(xiàn)一致的規(guī)律，在粉土粉和細(xì)砂復(fù)合地層的掘進(jìn)速率較高，在圓礫-泥巖復(fù)合地層的掘進(jìn)速率顯著降低且波動(dòng)劇烈。在粉土-粉細(xì)砂、粉細(xì)砂-圓礫、粉土-圓礫層等軟土復(fù)合地層中，泥水-土壓雙模盾構(gòu)的掘進(jìn)效率略高于單一泥水盾構(gòu)。在過江段的全斷面泥巖和分布泥質(zhì)粉砂巖地層中，雙模盾構(gòu)掘進(jìn)效率顯著高于泥水盾構(gòu)，其掘進(jìn)效率分別為13.15 mm·min-1和37.01 mm·min-1，雙模盾構(gòu)的掘進(jìn)效率提高了181 %。

圖3 雙模泥水盾構(gòu)不同地層掘進(jìn)效率對(duì)比

左、右線區(qū)間隧道在不同地層的電能消耗對(duì)比如圖4所示。由圖可見，右線雙規(guī)模盾構(gòu)在復(fù)合地層掘進(jìn)過程中的電能消耗普遍低于左線單一泥水盾構(gòu)。電能消耗量隨不同地層變化的規(guī)律一致，在粉土、粉細(xì)砂復(fù)合土層中掘進(jìn)效果良好，耗電量較少。在圓礫-粉細(xì)砂復(fù)合地層中，由于地層強(qiáng)度增大，刀盤轉(zhuǎn)速、扭矩和總推力大幅度提升等原因，導(dǎo)致盾構(gòu)耗電量顯著升高。

圖4 雙模泥水盾構(gòu)不同地層電能消耗對(duì)比

綜述可見，泥水-土壓雙模盾構(gòu)可根據(jù)地層變化的情況及時(shí)轉(zhuǎn)換掘進(jìn)模式，對(duì)復(fù)雜多變的復(fù)合地層具有更好的適應(yīng)性，其在掘進(jìn)效率和電能消耗方面比單一泥水盾構(gòu)具有顯著的優(yōu)勢。雙模盾構(gòu)掘進(jìn)施工，有助于縮短工期，減小隧道工程施工成本。南寧地區(qū)普遍分布富水圓礫和泥巖互層地質(zhì)，泥水-土壓雙模盾構(gòu)因其在復(fù)合地層中的適應(yīng)性可在南寧地區(qū)廣泛推廣應(yīng)用。

4 結(jié)論

本文基于南寧軌道交通5號(hào)線一期工程五—新區(qū)間雙模盾構(gòu)施工工程實(shí)踐，分析了富水圓礫和泥巖互層地質(zhì)條件下盾構(gòu)始發(fā)、復(fù)雜多變復(fù)合地層掘進(jìn)、淺埋高水壓水下段盾構(gòu)掘進(jìn)、帶-常壓開倉和盾構(gòu)接收等重難點(diǎn)工程，并制定了對(duì)應(yīng)的處置措施。根據(jù)現(xiàn)場施工數(shù)據(jù)，對(duì)比分析了左線泥水盾構(gòu)和右線泥水-土壓雙模盾構(gòu)在不同地層中的掘進(jìn)效率和電能消耗。研究表明，泥水-土壓雙模盾構(gòu)可根據(jù)地層變化的情況及時(shí)轉(zhuǎn)換掘進(jìn)模式，對(duì)復(fù)雜多變的復(fù)合地層具有更好的適應(yīng)性，其在掘進(jìn)效率和電能消耗方面比單一泥水盾構(gòu)具有顯著的優(yōu)勢。雙模盾構(gòu)掘進(jìn)施工，有助于縮短工期，減小隧道工程施工成本。南寧地區(qū)普遍分布富水圓礫和泥巖互層地質(zhì)，泥水-土壓雙模盾構(gòu)因其在復(fù)合地層中的適應(yīng)性可在南寧地區(qū)廣泛推廣應(yīng)用。