9.4 】 盾构法勘察 【 ？ 9.4.】2  盾构法—隧道：轴线和盾构始发【井、接收井位置【的选：定盾构设备选型和刀！盘、刀具的选择盾】构管片设《。计及管片背后注浆】。设计盾构推》进压：力、推？进速度、土》体，改良、盾《构姿态等施工工【艺参数的确定—盾构始发井、接收】井端：头，。加固设计与》施工盾构开仓检【修与换刀位》置的选定《等与工程地质条【件和水文地》质条件密切相关【。    ！ 1  盾构隧道轴！线和覆土厚度的确】定必须？确保：施工：安全并且不给周【围环境带来不利影响！应综合？考，虑地面？及地下建筑物—的状况？。、，围岩条件、开挖【断面大小、施工方法！等因素后《确定覆？盖层过小不仅—。。可能造成《漏气、喷发》（当采用气》压盾：构，时）、上浮、地面沉！降或隆起、地下【管线破坏《。等而且盾构推进时】也容易？产生蛇行；过大则】。会影响施工》的作业？。效率增？大工程投入根据工】程经验盾构隧—道的最小覆盖层厚】度以控？制在1倍开挖—直径为宜 ！    《 2  由于—盾构选型与》地质条件、》开挖和出渣方式【、辅助施工》方法：的选：用，。关系密切各种盾构】的造价、施》工费用？、工程进度和推【进中对周围环境的影！。响差别又相当大【加之：施工中盾构难以更换！所，以必须结合》地质条？件、场地条》件、使用要求和施工！条件等慎重比—选 《     盾构！机，械根据前《端的构造型式和开挖！方式：的不同大致分为【图2所示的几种基】本型式 — ，     —    1）—全面开？放型盾构又称敞口盾！构是开挖面前方未】封闭的盾构的总【称根据所配备—的开：挖设备又区分为人】工，。开挖式盾构、半机械！开挖：式盾构？和机械开挖式盾构】    ！ 全面开放》型盾构原《则上适用于》洪积层？的，。密实的砂、》砂砾、黏土等开挖面！能够自？稳的地层当在—含，水地层或在冲积【层的：软弱砂土、粉砂【和，黏土等开挖面—不能自稳的地层【中采用时需与—气压法？、降低地《下水位？法或：。注浆法？结合使用 ！。     其—中人工开挖式盾【构是利用铲》、风镐、《锄、碎石机等—工具开挖地层根【据需要开挖面—可设置挡土千斤顶进！行全断面挡土—它比较？容易处？理开：挖面出现软硬不匀的！地层或夹有》。漂石、卵《石等的地层》清除：开挖面前方的—障碍物也较为便利】一般当开挖断面很大！。。时可在？盾构：机内装备可动—。工作平？台采用分层开—挖来保？证开挖？面，的稳定 《。 ？     半机】械开挖式《盾构是指断面的一部！分或大部分的开挖和！装渣使？用，了动：力，机械的盾构由于在】使用挖？掘机和装《渣机的部分采—用挡土千斤顶等【支护措？施比较困难只能实现！部分挡土且往—往工作面的敞开比】用人工开挖式盾【。。构时大因此对—地层稳定性的—要，求，。比后者更为严格【 ： ？   ？  机械开挖式盾构！采，用旋转的切削头【连续地进行开挖刀】头，安装：在刀盘或条幅上前者！可利用刀盘起—到支：护作：用对开挖面的稳【定有利；后者工【作面敞开较大适用】于可：。在相当长的时间【内自稳的地层 ！ ：。 — 图2 盾构—类型 》  《   ？    2）部分开！放式盾构这种盾【构，在距：开挖面稍后处设置】隔墙其部分是开口的！用以排除工》作面上呈塑性流动】状的土砂是一种适】合在冲积层的黏土】和粉砂地层中使用的！机种：；不适用于洪积【黏土层、砂土和碎】石土地层此》种，盾构对土层的含砂量！。及液性指数》等有一定《要求（？见图3？及表3）从日本【的工程实《践，看多用？。于含砂量小》于1：5％的地层；—一般适用范围—为含砂？量小于25％、【黏聚力？小于45kPa、】液性指数《。大于0.80的【地层如果超出以上】范围：随着地层强度和【含砂增大盾构推进】时的千斤顶推力亦】增大易造成对管片和！盾构：机的损伤且会产生】。盾，构方向控制和—地表隆起问题 】 【 图3》 部分开放式盾构的！适用范围 ！。 a-可用封—闭；b-不能用封闭！；S-含砂率—。；c-黏《聚力；IL-液性指！数 表3！ 部分开放》式盾：构适：用的地层特》性 《 ？    ！ ，。  ：  ：3）密？闭型盾构包括土【压平衡盾《构和泥水《平衡盾构两大类【它们：是现代？盾构技？术发展的结晶具有施！工安全可靠、掘进速！度快在？大多数情况下可不用！辅，助施工方《法等特点这两类【盾构在？工法：形成的基本》条件方？面有许多共同—点前端？都有一？个全断面的切削【刀盘和？设在刀盘后面—的密封舱把从液【状到半固体状的【各种状？态的弃土充满在【舱，室内用以《保持开挖面的稳定】并通过适《当的手？段把密封工作—面的：弃土排除掉》 ： ，  《   土压平—。衡盾构其特点是利用！。与密：封舱：。相，连的螺旋输送机【排土通过充填在密封！舱内的弃土并调【节螺旋输送机—的排土量以平—衡开挖面上》的水、土压力为了】达到上述目的对密封！舱内的弃土最基本要！求，是应具有一定的【流动性和抗渗性前者！至少要有《。使土颗粒容》易移动的尽可能【适度的孔《隙量（含水》量、孔隙《比）此孔隙量随【地层而异作为大【致的标准黏》性土是液性限界、】。砂性土？是最大孔隙比此外渗！透系数k＝10－5！cm：/s被认《为是土压平衡盾【。构操作的《一个经验限制—值如果土质的—渗透性过高地—下水可能穿透密【封舱和螺《旋输送机的土壤因】此，在不具备流动性或】渗透性能《过高的土层中需【要通：过对密？封舱内的《弃，土注入附加剂的方法！改善其特性这—种措施使《得，土压平衡盾》构可以适用于—多种地层包括砂【砾、砂？、粉砂？、，黏，土等固结度低—的软：弱地层和软、硬【相兼的地层视—地层条件的》不同可以《采用：。不同类？型的：土压平衡盾构其中】 《     土压】式适用？于一般的软》黏土和含《水量及颗粒》组成适？。当有：一定黏性《的粉土弃土》经，刀盘搅拌后已具备较！大的流？动性能以流态充满】密封：舱， 《     —泥土加？压式：适用于无《流动性的砂、—砂砾地层或洪积【黏土层中通过—对舱内？弃土：添加水、膨润土、】黏土：。浆液、？气，泡、高级水性树脂】等，外，加剂经强制搅—拌使挖土获得必要】。的流：动，性和抗渗性 ！  ？   泥浆式适用于！松散、透水性—。。大易于崩塌的含水】砂砾层？或覆土较薄、泥【土易：于，喷出地面的情—况将压力泥浆—送入密封舱与弃土】搅拌后成为》。高，浓度泥浆（比—重为1.6～1.8！。）用以？平衡开挖《面的水、土压力【 ： ，  《  ： 泥水平衡盾构【此，种，盾构的特《。点，是向密封舱》内注入适《当压力的泥浆用以支！撑开挖面《。将弃土和泥水—混合后用排》泥泵及管道》输送至地面进行排泥！处，。理泥水盾构不仅适】用于砂砾、砂—、粉土、黏》土等固结度低的含水！软弱地层及》软，、硬相间的》地层：。并，且对上述地层中上】部有河流《、湖泊、海》洋等高水压的—情况也是有》效的但是对渗—透系数k≥10【。－2：cm/s、细—粒含量在10％【。以下的土《。层难以通《过泥水取得加—压效果并可》。能使地层产生流动化！ ？   》  泥水《盾构的？主要缺点是需要【配备一？套昂贵的《泥水处理设备且占地！较大： ，     ！    4》）混：合型盾构为适应沿线！地质条件有明显差异！的长隧道的施工【而开发的新型盾构实！质是根？据具体工程的地质】、水文、《。隧道、环境等方【面的实际《条件将土盾构和【硬岩掘进《机的：功能和结构合理地】加以：组合与改《进可以适应》从饱和软土到硬岩】的开挖例如带—有伸缩式《刀盘：并设有土压平衡【设施刀盘上备—有能分？别，适应于软、硬岩【切削的？割，刀和滚刀两种—刀具还装《备有横向支撑等当】盾构：在，硬岩中掘《。进时横向支》撑将盾？构固定在《围岩中？刀盘旋转并向前【伸进弃土进入—土舱后经螺旋输送】机排除此时土—。舱中的弃土 — 不充满】也不需要进》行土压平《衡控：制当遇不稳》定含水地层时利【用盾构？千斤顶？。。顶进：弃土：全部充？满土舱必要时施加】添加剂采用》土压平衡《盾构的？方式工？作 ： 9—.4.3《  从？以下几方面理解【盾构法岩土工程勘】察的要求 【。。   》  1  常见的】不良岩土条件对盾】构法施？。工的影响主要—为以下几个方—面 ： ：      】   1）灵敏度】高，的软土层由于土【层流动造成》开挖面失稳； ！。  《       【2）：。透水性强的松—散砂土层涌水并【引起：开挖：面失稳和地》面下沉？； 《 ：     》    3）高【塑性的黏性土—地层因黏着》造成盾构《设备或管路堵塞【使开挖难以进行【； 《 ，     —  ：  4）含有—承压水的砂土—层突发性的涌—水和：流砂随着地层—空洞的扩大》引起：地面大范围》。的突然塌陷》； ： ：。  《。    《   5）含漂【石或卵石的地—层难以排除或—因被切削头带动而】扰动地层造成超【挖和：地层下沉《； —     》 ，   ？6）上软下硬—。复合地层因软弱层】排土过多《引起地层下沉并造成！盾构在线路方向上】的偏离 》  》   因《此以上岩土条件是盾！构法的重点》勘察内容 —    【 4 ？ 当盾构穿越含有】漂石或？卵石的地层时—粒径：大小、含《量及强度对盾—。构机的选《型、：设计以及设备配置等！有直接影响随着盾】构技术的《发展在此种含水地】层中采用密》闭型盾构《施，工的实例正在增多但！也不乏因情况不【明或设计《不，周导致机械》故障造成《难以：。推进的？例子所以《当用常规钻》孔无法搞清情况时就！应该采用大》口径勘探《孔以：便摸清地质情况据此！设计盾构机切削刀头！的前面形状》、支承方式确定刀】盘的开口形状和尺】寸刀头的材质和【形状螺？。旋输送机或》其他水？力，输送机的直径、【结构等由于受到盾】构内 — 部作《。。。业空：。间的限制输送管【道允：许采用的口》径与盾构内径有【关一般？当，粒径大于输》送管道直径的1/3！。。。时就容易出现堵塞现！象需在盾构中设置】破碎机 —     5 ！ 盾构始发》井、：到达井及联络—通道是盾构施—工中最？容易出现事》故的部位因此—盾构法的岩土工程】勘察工作需要对盾】构始发？、接收井及盾构【区间联？络通道的《地质条件进行分析和！评价预？测可能发《生的岩土工程问题】提出：岩土加固《范围和方法》建议 【    《 6  盾构勘【察中各项《勘察试验目的见【表4： 《。 表4《  ：各项：勘察试验目的 】 ： 【 9】.4.4  盾【构法施？工管片背《后注浆压力比较大如！钻孔封填《。不密实？浆液可能沿钻—孔喷出地《面此类现象在—北京、成都、深【圳，、广州的城市轨道交！通工程盾构施—工中均出现过—因此：需要按照要求—对勘探孔《封，填，密，实广州市城》市，轨道交通工程勘察中！一，般，采用水泥砂浆—通过钻杆《注浆回填至地—。面 9】.，4.5  盾构【。下穿地表水体—。时尤其是《盾构处？在掘进困难时受到地！表水体危《害的可能《性是较大的因此【岩土工？程勘察应对这种情】况进行分析 ！ ， 9.4《.6  《淤泥层、可液化的】。饱和粉土层及—砂层等对《。盾构施工产》生很大影响而且【这种：影响：会持续到运》营期间严重时会【影响盾？构隧道的《稳定性因此岩土工】。程勘察？不仅需要分析评【价淤泥层、可—液化的？饱和粉土层及砂层对！盾构施工安全的影响！还要提出这》些不良地层对将来】运营：期间隧道《稳定性可能产—生的影响 —