盾构推进参数管理办法

一、土压力

土压力主要是根据隧道覆土深度、区间水文地质情况、隧道上方构筑物来确定。一般盾构区间纵剖面成V字型，埋深≧D（D为隧道直径），所以土压力随隧道埋深增大而逐渐增大，在隧道埋深超过2D应视地质情况考虑拱效应：

1、地下水不丰富、地质条件良好、可形成拱效应的地区可将土压力控制在0.1～0.12Mpa；

2、如地下水补给丰富、地质情况复杂，无法形成拱效应的地方则还应随埋深提高土压力。

隧道上方有建筑物或其他的堆载，其荷载分布在隧道范围内影响不能忽略时必需相应提高土压力，防止产生过大或不均匀沉降。

一般做法是沿隧道轴线取适当间隔，结合地质条件变化和地面构筑物情况，计算出上限值与下限值，由于土力学计算理论的缺陷和所取地质参数的离散性，这些数值只能作为一定范围内的参考，必须结合已有的工程实例进行相应类比，通常地铁隧道的土压力在0.08～0.15Mpa之间。按照信息化施工的原则，在刀盘前方沉降观测的结果可以很好的反映所设土压力正确与否。若前方土体沉降过大，则需相应提高土压力；若前方土体隆起超过预警值，则应相应降低所设土压力。

二、出土量

出土量是判断是否超挖的最直观指标。出土量控制方法采用容积控制的方法，即根据盾构机直径、土压和每环推进距离，再乘以相应地层的虚方系数可计算出理论出土量，通过该值来控制初始掘进时的出土量。初始掘进完后对各环排土量进行线性回归分析得出实际出土量，以此值作为正常掘进时的出土量控制值。在实际推进时应严格控制进尺与出土量匹配，每斗土进尺多少都应做好记录，如果第一斗土进尺比经验值短，则应该提高土压力看第二斗土进尺是否达到经验值。如果一环超挖一斗土，则必须将土压推至最高允许值后并停机，将详细情况上报技术部门分析原因所在，找出应对措施后方可继续推进。

三、刀盘扭矩

刀盘扭矩是判断刀盘磨损情况的一个重要参数。在转速不变的情况下，刀盘扭矩增大大则刀盘单位面积摩擦力增大，造成刀具磨损速度加快。影响刀盘扭矩大小的因素主要有地层变化、推力大小、土压高低、添加剂种类和流量等。扭矩因地层变化突然增大时，首先应考虑增加添加剂流量和改变添加剂的种类，日系盾构机添加剂以膨润土为主，欧系则以泡沫为主，从已有的施工经验来看，应综合两者长处，刀盘中心和最外周加膨泡沫，其他两个刀盘添加剂注入口则加膨润土，对减小刀盘扭矩有比较好的效果；在添加剂方法作用不明显的情况下，则可以适当降低推力，将推进速度减慢，同时降低螺旋输送机转速，防止超排；如果两种措施仍不奏效，则有可能前方出现异物有时盾构停机过久土壤固结容易抱死刀盘，可需采取置换渣土的方法，即排一部分土同时往土仓里加入稠膨润土以保持土压，反复试转刀盘直至刀盘顺利启动。

四、推力

推力控制在始发阶段至关重要。始发阶段推力如果超出反力架刚度允许的极限值则会导致反力架变形甚至被推翻，甚至使盾构始发轴线偏移超过允许值而被迫将盾构退出重新始发。所以在推进前一般根据进洞的地层和反力架的刚度，在考虑一定的安全系数后确定最大推力允许值，若推力超过预警值，可加固反力架增加刚度提供更大的反力，如果地层稳定、上无建筑物和重要管线可采用降低土压快速通过的办法来减小推力。在正常掘进段推力增大通常是由于地层发生变化，为了保持推进速度，有时候出现推力不断增大，而速度、扭矩却在逐渐减小，同时所出渣土越来越稀的情况，原因可能是刀盘磨损过度或刀盘中心出现泥饼，此时必须马上向技术主管部门汇报分析原因后采取相应措施。

五、同步注浆

同步注浆是控制地面沉降的重要手段，一般采取注浆压力与注浆量相结合的双控原则。注浆压力上部控制在0.2～0.3Mpa左右，注浆量粘土地层约为理论注浆量的120﹪，砂卵石地层等孔隙率大、浆液易扩散地区则约为150～200﹪。浆液分为双液浆和单液浆两种，前者主要用于富水地层、对沉降敏感地区，主要性质为上强度快、体积收缩小，单位里程造价比较高；相比较而言，单液浆上强度慢，，泌水率高，推进快了容易引起隧道上浮和旋转和地面沉降。但是单液浆配置容易，原材便宜易得，控制好压力和注浆量的话也能达到很好的效果，并且中国目前大部分都是使用的欧系盾构，一般都配单液注浆系统，所以现在单液浆已成为同步注浆的主要方式，只有在上海、杭州软土富水地区才采用双液浆。单液浆易引起堵管，首先在配比上必须反复试验，采用合适的添加剂，保证其较长时间的稳定性，不分层离析；其次，对注浆管路进行局部改造，增加全自动或半自动清洗系统，保证推进时的管路畅通；加强对注浆工人管理，做好清洗记录，需停机时，在清洗完毕后注入稠膨润土防止浆液倒流而堵塞管路。

六、轴线控制

盾构轴线的控制是盾构推进施工的一项关键技术，轴线方向控制主要是依靠测量精确性，在实际施工中盾构推进轴线控制不可能是理想状况，轴线控制不佳状况的原因：地质不均匀引起正面阻力不均匀，施工操作技术水平不高。控制好盾构的推进轴线，才能保证管片拼装在位置的准确，才能使隧道竣工轴线误差控制在允许范围内。

盾构推进及管片拼装施工时，为了减少由于盾构自转所产生的施工困难，应控制盾构旋转量，在±30以内。

在施工中可采取措施以防止过量的旋转，方法有：

1．改变刀盘的旋转方向。

2．改变管片拼装左、右交叉的先后次序。

3．调整两腰推进油缸轴线，使其与盾构轴线不平行。

4．当旋转量较大时，可在盾构支承环或切口环内单边加压重。

盾构在硬岩、地下水比较发育地段、浅埋隧道地段、软弱土层中推进时，特别是在曲线段盾构逐环转折推进时会引起盾尾后一段隧道的位移，导致测量的后视标志点移动。因此，在盾构推进轴线和成环管片中心的测量必须定时严格复测后视标志点的移动值，并及时进行调整，确保盾构推进导向测量的正确性。

七、刀具管理

1、 刀具使用

掘进时采用的掘进方法决定了刀具的使用状况，合理的掘进模式与掘进参数的选择，能最大程度地延长刀具的使用寿命。盾构掘进主要有两种控制方式：扭矩控制方式和推力控制方式，前者用于软弱地层，后者用于硬岩段。不同的控制方式、掘进模式与掘进参数的选取不同，做好对掘进参数的监控、分析与比较，摸索、总结刀具使用的经验，并将结果反馈，用于指导掘进，对防止刀具因非正常的原因损坏有很大的帮助。

2、刀具检查、更换

工程开始之前，应加强对施工区段地质情况的了解，对地质资料中反映的施工重点和难点需特别留心，应充分估计特殊区段对刀具的破坏程度，在预计刀具可能遭到严重磨耗的地段之前，选择合适的位置停机，根据地质条件，辅以地层加固或压气工法等辅助施工工法检查、更换刀具。

由于刀具检查与更换是一项艰苦而又相当重要的工作，机具、材料、配件三大项的准备缺一不可，同时为快速、安全、保质保量的完成换刀任务，平时需做好换刀工人的技术培训，培训内容主要包括：

①熟练使用各种换刀的工具，并具备一定的修理能力；

②全面了解刀具的安装过程，并有熟练的操作能力；

③对刀盘的刀具布置有全面的了解，并具有对刀具使用状态做出合理判断的能力；

④能判断一把待安装刀具是否满足安装条件。

3、刀具修理

刀具修理是节约刀具使用成本的直接手段。建立刀具台帐，详细记录和统计刀具在养、用、管、修各个环节中具体的，以及刀具目前所处的状态，能够更好的掌握刀具现有的状况，能更清楚地知道每一把刀具在维修过程中消耗了多少配件，在使用过程中创造了多少产值（掘进了多长的距离）。通过统计和分析，也能较准确地掌握在不同的地层，刀具及刀具配件的消耗量，为工程单价分析建立数字化的依据。

第二篇：盾构推进姿态动态管理