淤泥质软土地层盾构选型及掘进技术探究

任建新

摘要：淤泥质软土地层盾构施工作业存在诸多技术隐患，需要明确可能存在的技术问题，深入分析，制定和调整具体的施工方案、动态化管控，提升技术实施水平。

关键词：淤泥质软土地层;盾构选型;掘进技术

一、引言

淤泥质软土地层条件下，盾构施工面临诸多技术隐患，需要不断优化相关的技术，在盾构选型和掘进技术管控中，消除技术问题，提升技术水平。

二、某工程概况

某地铁十号线3标隐～莫盾构区间左线全长971m，采用一台土压平衡盾构机施工，从隐秀路站始发，莫干山站接收。盾构区间穿越的地层主要为淤泥质粉质黏土、粉质黏土。本项目淤泥质软土比较软弱，灵敏度强，承载力较小，容易出现局部破坏或滑动。在荷载作用下产生土体结构破坏、不均匀沉降、较大的侧向变形等问题，且沉降与变形持续的时间长，强度恢复时间也较长。

三、淤泥质软土地层盾构机掘进出现的问题分析

1.盾构机上浮问题

在淤泥质软土地层中，因为土地中的水分含量较大，加之土体自身的上浮阻力较小，盾构机的整体抗浮能力不足。

2.盾构机姿态难控制

在施工过程中，利用精确的定位导向设备为盾构机通过路线方向，控制盾构机姿态，但是淤泥质软土地层条件下的盾构姿态容易受到浮力、控制操作误差的影响，导致盾构姿态的控制要求高，控制难度大。

3.管片上浮

在盾构管片施工中，要及时做好有关的稳定性控制，在盾构管片的管控中及时注浆，消除浮力作用，如因为注浆及时性不足，会出现管片上浮的问题。

4.管片破损

管片破损问题为导致衬砌结构的稳定性受到较大影响，在管片施工作业中要做好材料进场控制，避免对管片造成不利的破坏作用，如不能采取规范化作用机制，可能存在较大的管片损坏隐患。

5.地面沉降量大

盾构施工持续开展，打破原有稳定层的力学稳定体系会导致地面沉降问题，尤其是对淤泥质软土地层来说，其土体的自身稳定能力较弱，如不能及时建立后续的稳定支撑围护结构，必然不断增加沉降量。

四、淤泥质软土地层盾构选型优化

为了保障盾构设备能充分适应淤泥质软土地层的各种技术隐患，在盾构管控中根据具体的盾构参数类型、地质条件参数情况，评价不同盾构机的使用效果。为避免盾构机在施工过程中出现不良上浮隐患，需控制好盾构机的质量，在盾构选型管控中，保障主机质量满足施工技术要求。重心位置根据掘进上浮情况，调整其前后位置。为了提升注浆能力，在盾构机的选型中注意保障注浆管路有足够的数量，全面提升连续注浆能力，发挥较高的注浆控制效果。控制盾尾间隙，在盾构机的姿态出现偏差时，通过预留较大的盾尾间隙，避免盾尾出现不良的间隙隐患，在盾构选型控制层面上留有足够的拼接间隙。

五、淤泥质软土地层盾构掘进技术要点

1.控制盾构掘进姿态

在淤泥质软土地层施工过程中，要控制好盾构掘进的能力，提出更加到位的推理差控制机制，通过借助四组液压推进装置的动力调控能力，精确实现各种推力方向控制，提升方向控制能力。在盾构姿态的控制调整中，保障具备较高盾构姿态与设计轴线管控效果，一般以“小纠偏、勤纠偏”的盾构掘进控制理论，有效调整盾构姿态，在盾构管控中避免造成较大的纠偏误差，也避免盾构设备受到较大的磨损隐患。控制盾构掘进姿态，需提升精准的控制水平，通过在调整液压推进设备推力差值，精确控制方向。在淤泥质软土地层盾构施工过程中，由于长期受到上浮作用力的影响，因此要科学调整盾构姿态，掌握盾构姿态的科学管控能力。在盾构姿态的变化控制过程中，有效获取盾构测量的数据，指导后期的管片施工作业，利用盾构测量导向机制和各种位置监测手段，精确掌握盾构机的位置变化情况。

2.合理选择掘进参数

掘进参数的有效设置，能科学开展盾构施工作业，应控制好施工掘进的速度，因为淤泥质软土地层下的盾构施工存在较大的既定设置路线偏移情况，在施工过程中及时做好后期注浆施工工作，尽早形成结构稳定机制。均衡施加推力，控制掘进施工过程的稳定性。同步做好管片拼装施工跟进，在完成上一掘进施工之后，及时拼接管片，确保管片施工质量符合要求，达到设计稳定状态后，进行环境的掘进施工。在施工过程中要控制土仓压力，发挥更加到位的掘进控制优势，根据地质条件参数，结合地表沉降的控制要求，进行反复观察，提取有效的试验参数，做好土仓压力控制，一般在沉降量较小的施工监测指标下，保持施工作业连续进行。土仓压力控制需要实时监测地表沉降、拱顶沉降等，获得动态监测数据，指导盾构施工，及时调整施工参数，保障施工能顺利开展。

3.优化注浆参数

注浆工作对淤泥质软土地层盾构施工质量的影响较大，一方面要及时完成注浆工作，同时提升注浆工艺技术，控制注浆压力和注浆量，在注浆施工过程中提高注浆材料的性能，在注浆材料质量参数和配合比的控制过程中，发挥较高的注浆工艺实施效果。

六、盾构掘进效果分析

该地铁十号线3标隐～莫盾构区间左线全长971米，平均进度215米/月，通过合理化管控，掘进姿态全面受控，有效遏制了管片错台、开裂现象，成型隧道质量较杭州地铁二号线得到了大幅提升。

七、结语

淤泥质软土地层下的盾构施工需控制盾构姿态，科学设置盾构参数，在施工过程中，优化注浆参数，提升注浆施工作业效果。

参考文献：

[1] 徐冬林.软土地层中地铁盾构施工引起地表沉降的研究[J].绿色科技，2018（12）：229-230.

[2]王文广，张艳萍.复合软土地层盾构施工分层沉降的分析[J].中国水运（下半月），2018，18（3）：217-218+220.

[3]崔蓬勃，陳晶晶，丁謇.盾构施工对软土地层地表沉降及管片的影响分析[J].江苏建筑职业技术学院学报，2017，17（3）：9-12+28

中铁十二局集团第二工程有限公司  山西省太原市  030000