淤泥質軟土地層盾構選型及掘進技術探究

任建新

摘要：淤泥質軟土地層盾構施工作業存在諸多技術隱患，需要明確可能存在的技術問題，深入分析，制定和調整具體的施工方案、動態化管控，提升技術實施水平。

關鍵詞：淤泥質軟土地層;盾構選型;掘進技術

一、引言

淤泥質軟土地層條件下，盾構施工面臨諸多技術隱患，需要不斷優化相關的技術，在盾構選型和掘進技術管控中，消除技術問題，提升技術水平。

二、某工程概況

某地鐵十號線3標隱～莫盾構區間左線全長971m，采用一臺土壓平衡盾構機施工，從隱秀路站始發，莫干山站接收。盾構區間穿越的地層主要為淤泥質粉質黏土、粉質黏土。本項目淤泥質軟土比較軟弱，靈敏度強，承載力較小，容易出現局部破壞或滑動。在荷載作用下產生土體結構破壞、不均勻沉降、較大的側向變形等問題，且沉降與變形持續的時間長，強度恢復時間也較長。

三、淤泥質軟土地層盾構機掘進出現的問題分析

1.盾構機上浮問題

在淤泥質軟土地層中，因為土地中的水分含量較大，加之土體自身的上浮阻力較小，盾構機的整體抗浮能力不足。

2.盾構機姿態難控制

在施工過程中，利用精確的定位導向設備為盾構機通過路線方向，控制盾構機姿態，但是淤泥質軟土地層條件下的盾構姿態容易受到浮力、控制操作誤差的影響，導致盾構姿態的控制要求高，控制難度大。

3.管片上浮

在盾構管片施工中，要及時做好有關的穩定性控制，在盾構管片的管控中及時注漿，消除浮力作用，如因為注漿及時性不足，會出現管片上浮的問題。

4.管片破損

管片破損問題為導致襯砌結構的穩定性受到較大影響，在管片施工作業中要做好材料進場控制，避免對管片造成不利的破壞作用，如不能采取規范化作用機制，可能存在較大的管片損壞隱患。

5.地面沉降量大

盾構施工持續開展，打破原有穩定層的力學穩定體系會導致地面沉降問題，尤其是對淤泥質軟土地層來說，其土體的自身穩定能力較弱，如不能及時建立后續的穩定支撐圍護結構，必然不斷增加沉降量。

四、淤泥質軟土地層盾構選型優化

為了保障盾構設備能充分適應淤泥質軟土地層的各種技術隱患，在盾構管控中根據具體的盾構參數類型、地質條件參數情況，評價不同盾構機的使用效果。為避免盾構機在施工過程中出現不良上浮隱患，需控制好盾構機的質量，在盾構選型管控中，保障主機質量滿足施工技術要求。重心位置根據掘進上浮情況，調整其前后位置。為了提升注漿能力，在盾構機的選型中注意保障注漿管路有足夠的數量，全面提升連續注漿能力，發揮較高的注漿控制效果。控制盾尾間隙，在盾構機的姿態出現偏差時，通過預留較大的盾尾間隙，避免盾尾出現不良的間隙隱患，在盾構選型控制層面上留有足夠的拼接間隙。

五、淤泥質軟土地層盾構掘進技術要點

1.控制盾構掘進姿態

在淤泥質軟土地層施工過程中，要控制好盾構掘進的能力，提出更加到位的推理差控制機制，通過借助四組液壓推進裝置的動力調控能力，精確實現各種推力方向控制，提升方向控制能力。在盾構姿態的控制調整中，保障具備較高盾構姿態與設計軸線管控效果，一般以“小糾偏、勤糾偏”的盾構掘進控制理論，有效調整盾構姿態，在盾構管控中避免造成較大的糾偏誤差，也避免盾構設備受到較大的磨損隱患。控制盾構掘進姿態，需提升精準的控制水平，通過在調整液壓推進設備推力差值，精確控制方向。在淤泥質軟土地層盾構施工過程中，由于長期受到上浮作用力的影響，因此要科學調整盾構姿態，掌握盾構姿態的科學管控能力。在盾構姿態的變化控制過程中，有效獲取盾構測量的數據，指導后期的管片施工作業，利用盾構測量導向機制和各種位置監測手段，精確掌握盾構機的位置變化情況。

2.合理選擇掘進參數

掘進參數的有效設置，能科學開展盾構施工作業，應控制好施工掘進的速度，因為淤泥質軟土地層下的盾構施工存在較大的既定設置路線偏移情況，在施工過程中及時做好后期注漿施工工作，盡早形成結構穩定機制。均衡施加推力，控制掘進施工過程的穩定性。同步做好管片拼裝施工跟進，在完成上一掘進施工之后，及時拼接管片，確保管片施工質量符合要求，達到設計穩定狀態后，進行環境的掘進施工。在施工過程中要控制土倉壓力，發揮更加到位的掘進控制優勢，根據地質條件參數，結合地表沉降的控制要求，進行反復觀察，提取有效的試驗參數，做好土倉壓力控制，一般在沉降量較小的施工監測指標下，保持施工作業連續進行。土倉壓力控制需要實時監測地表沉降、拱頂沉降等，獲得動態監測數據，指導盾構施工，及時調整施工參數，保障施工能順利開展。

3.優化注漿參數

注漿工作對淤泥質軟土地層盾構施工質量的影響較大，一方面要及時完成注漿工作，同時提升注漿工藝技術，控制注漿壓力和注漿量，在注漿施工過程中提高注漿材料的性能，在注漿材料質量參數和配合比的控制過程中，發揮較高的注漿工藝實施效果。

六、盾構掘進效果分析

該地鐵十號線3標隱～莫盾構區間左線全長971米，平均進度215米/月，通過合理化管控，掘進姿態全面受控，有效遏制了管片錯臺、開裂現象，成型隧道質量較杭州地鐵二號線得到了大幅提升。

七、結語

淤泥質軟土地層下的盾構施工需控制盾構姿態，科學設置盾構參數，在施工過程中，優化注漿參數，提升注漿施工作業效果。

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