典型地质条件下盾构法施工(图)

在西安地铁二号线北客站至北苑站盾构区间施工时，通过实验总结出了一套“澎润土+黄土+工业碱+水”的配方，在全断面砂层和砂卵石地层施工中取得了良好的效果，确保了地面建构筑物的安全和风险源的顺利通过。

换刀需分析地层透气性

针对盾构机在全断面砂层、砂卵石地层中的换刀问题，需认真研究地层透气性。若地层透气性较好，即气密性较差，换刀前必须对地层进行预先加固，确保其气密性较好和地层稳定；若地层不易透气，则应更多地考虑对刀具进行改进，增加其耐磨性和强度，以减少换刀次数。

加大盾尾同步注浆量

要严格控制每环的出土量，加大盾尾同步注浆量，确保盾尾注浆饱满和注浆压力足够，以免造成地面坍塌。必要时应及时进行二次补浆，特别是自稳性好的砂卵石地层，若同步注浆量不足，盾构通过后相当长的一段时间还易出现地面坍塌。

广州地铁五号线穿越溶洞群

区别对待中粗砂和细砂

全断面砂层分中粗砂和细砂，对这两种沙层应区别对待。粉细砂易流动，若盾构隧道顶部出现粉细砂，则盾构掘进易出现塌方和超挖，此时应严格建立土压平衡模式，严格控制每环的出土量。

软土、淤泥质地层

淤泥质地层地层敏感性高，主要分布在我国华东地区，以上海、天津地区地层为代表。软土包括黄土、黏土和粉质黏土等，在无水情况下地层自稳性好，以西安、郑州地区地层为代表，南京、北京东北部分地区存在类似地层。

盾构机在软土、淤泥质地层中均采用土压平衡盾构机进行施工，这样可严格控制土仓压力。为此盾构机在设计和施工中应注意以下几点：盾构机在设计上应采用辐条式刀盘，要求开口率大，刀具的间距稍大；对于黄土（主要指新黄土、老黄土和古土壤），用泡沫进行改良效果不是很明显，应主要靠加注澎润土或水进行改良。

西安地区隧道上部局部存在湿陷性黄土和饱和软黄土，盾构施工通过重要建筑物或风险点时，需根据隧道埋深建立“过土压平衡”模式，才能确保沉降稳定。如在西安地铁二号线安远门站至永宁门站盾构区间、一号线玉祥门站至朝阳门站盾构区间，采用“过土压平衡”模式，盾构机2次成功绕穿钟楼，8次成功下穿明城墙等国家级文物。

郑州地铁一号线二七纪念塔站至郑州火车站盾构区间，地层主要以粉质黏土和粉土为主，该区间通过采取“过土压平衡”模式、严格控制每环出土量、加大注浆量等安全措施，下穿多幢五六十年代修建的砖混结构住宅楼，取得了成功。

富水砂层或富水砂卵石地层

对于富水砂层或富水砂卵石地层，在卵石粒径不太大的情况下，适于采用泥水加压式盾构机施工，仅在广州地区局部和某些过江隧道中应用。该施工方法适合于卵石直径比较均一地层，对于有大孤石的地区需采取相关工程措施预处理。在盾构机选型阶段，当泥水加压式盾构机和土压平衡式盾构机都适应时，应优选土压平衡盾构机。

长距离、全断面硬岩地层

在长距离、全断面硬岩的地层中施工，可选用TBM或全开敞式盾构机。如重庆地铁六号线一期五里店站至大龙山站盾构区间。

在长距离全断面硬岩或岩石单轴抗压强度较低且易破碎的地层中施工时，可通过适当增大土压平衡盾构机的装机功率、提高刀盘与螺旋输送器的耐磨性以及增加滚刀的数量等方法，使其适应该地层的施工。

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