过河段盾构掘进参数总结【精选推荐】

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　过河段盾构掘进参数 总结

　河段内盾构掘进的地层主要有淤泥质粘土、强风化泥质粉砂岩和中风化泥质粉砂岩。盾构隧道最小埋深为 4.1m 左右，最大埋深为 6.2m。为了防止在河正常水位情况下隧道上浮，设计对隧道进行了抗浮处理，主要有两部分：一是对河底部强风化泥质粉砂岩以上的地层进行注浆加固处理；二是在河中盾构隧道穿越区域顶部设置抗浮板，厚 0.5m，抗浮板两侧上设置 6 根直径为 1.0m 的抗浮桩。

　1 1 河段监测数据

　 图 图 3 3- -0 10 监测数据统计

　从图中可以看出，河段监测数据都正常，单次最大位移控制在-1.8~1.7mm 之间，累计最大位移出现在 300 环位置，位移值为-13.3mm，可以反映盾构掘进过程中各项指标控制良好。

　1.6 -0.8 -1.2 -1.2 1.5 -1.6 -1.8 -1.0 -1.2 -0.9 -1.3 1.2 1.7 1.5 1.5 1.6 1.2 1.5 1.5 1.4 -1.6 1.5 1.1 1.6 -7.2 -6.5 -13.3 -8.7 -8.5 -8.0 -12.3 -12.0 -7.6 -8.7 -9.7 -4.0 -4.4 -3.5 -5.1 -1.9 -2.6 -2.6 -1.7 -1.8 -3.5 -2.4 -2.2 -2.7 -16.0-14.0-12.0-10.0-8.0-6.0-4.0-2.00.02.04.0L300-01L300-02L300-03L300-04L300-05L315L320L325-02L325-03L325-04L325-05L330L335L340L345L350-01L350-02L350-03L350-04L350-05L355L360L365L370监测数值（mm)地表监测点最大单次位移（mm）累计位移（mm）

　2 2 盾构推力与速度

　 图 图 3 3- -1 11 盾构推力及速度随着管片环号的变化图

　河段由于覆土深度较浅，应适当控制盾构推力，并适当降低掘进速度，以免对地层引起较大的扰动，在掘进速度控制在 15~25mm/min的前提下，应尽量减少盾构推力。

　盾构机进入河段前，隧道埋深差异不大，但总推力呈现出出逐渐减小的趋势。这主要是受到地层的类型的影响，越是靠近河，盾构掘进区域内淤泥质粘土越多，而淤泥质粘土抗压强度（qu）较小，这使得切削岩体的阻力逐渐减小，从而造成总推力的减小。进入河段后，盾构机总推力较小，平均值只有 7500kN 左右。河段掘进区域由于地层被加固，地层比较均一，切削岩体的阻力受影响不大，但隧道埋深较小，使得为盾构机土仓压力较小，从而使得仓压阻力较小，最终造成河段的总推力较小。

　/通用格式/通用格式/通用格式/通用格式/通用格式/通用格式/通用格式/通用格式/通用格式/通用格式/通用格式/通用格式/通用格式/通用格式/通用格式/通用格式/通用格式/通用格式/通用格式/通用格式/通用格式/通用格式/通用格式/通用格式/通用格式/通用格式/通用格式/通用格式推进速度（mm/min)盾构推力（KN）管片环号推力（KN）

　推进速度（mm/min）

　3 3.2.3 刀盘扭矩

　盾构机的刀盘切削扭矩主要有刀盘正面与土体之间的摩擦阻力扭矩 T1；刀盘背面与土仓内的土体摩擦阻力扭矩 T2；刀盘侧面与土体之间的摩擦阻力 T3；刀具切削时的地层抗力产生的扭矩 T4；刀盘搅拌阻力矩 T5 等。对于同一台盾构机，在掘进过程中，T1 和 T4 是影响刀盘扭矩的主要因素。

　图 图 3 3- -2 12 刀盘扭矩统计图

　分析刀盘扭矩变化曲线可知：在进入河段之前，刀盘的扭矩相对较大，这主要受到两方面因素的影响。一是相对于河段，该段隧道埋深比较深，使得刀盘正面与土体之间的摩擦阻力扭矩 T1 比较大；二是该段刀盘贯入度比较大，使得刀具切削时的地层抗力产生的扭矩T4较大。进入河段后，刀盘扭矩迅速减小，310 环后刀盘扭矩比较稳。这是因为在河段隧道埋深较浅，刀盘贯入度较小，从而分别使得刀盘

　正面与土体之间的摩擦阻力扭矩 T1 和刀具切削时的地层抗力产生的扭矩 T4 小。过河段后，刀盘扭矩还比较小，这主要是受到淤泥质粘土的影响，使得刀具切削时的地层抗力产生的扭矩 T4 较小。刀盘扭矩基本上都维持在 800~1400KN.m 之间，个别环数出现刀盘扭矩值特别突出的，是刀盘切削到桩基残留钢筋（原桥桩基未冲除干净）。

　4 3.2.4 土仓压力

　 图 图 3 3- -2 12 顶部土仓压力值统计图

　结合河段地质情况、覆土埋深及土体加固情况等因素，通过理论计算及结合现场实际周边情况，将顶部土仓压力设置为 0.6bar。

　掘进过程中，当盾构顶部土仓压力达到 0.8bar 及以上时，地面未硬化处能明显看到冒出的泡沫及气泡，，当盾构顶部压力低至0.3~0.4bar 时，能明显看到硬化层地面与原状土之间的裂隙，所以浅覆土地层盾构施工过程中土仓压力的变化，能及时、明显的反应至地

　面，所以，从图上可以看出，盾构顶部土仓压力基本上保持在0.5~0.7bar 之间，在此种顶部土仓压力下掘进，能确保掘进参数的稳定、能控制地面沉降值在设计范围值内。

　5 3.2.5 出土量

　 图 图 3 3- -3 13 每环出土量情况

　不考虑离散型较大的个别点，从图中可以看出，出土量基本上控制在 44~50m³之间，在河段此种地层情况下，此种出土量能很好的控制地面沉降，满足施工的要求。

　6 3.2.6 小结

　（1）盾构在穿越河段时，掘进参数值主要受到河附近的地层类型和隧道埋深的影响。地层类型是影响总推力中切削岩体的阻力和总扭矩中刀盘正面与土体之间的摩擦阻力扭矩的关键因素。隧道埋深主要影响总推力中仓压阻力和土仓压力的大小。

　（2）河西面河堤之前，由于隧道埋深的影响，使得盾构总推力40.0042.0044.0046.0048.0050.0052.0054.0056.00301304307310313316319322325328331334337340343346349352355358361364367370373376379382385出土量（m³）管片环号1.2m折算出土量（m3）

　和刀盘扭矩较大；河以东河堤之后，由于受到地层类型和地下通道的影响，造成过河后盾构总推力和刀盘扭矩与河段盾构总推力和刀盘扭矩相差不大。

　（3）通过下行线的总结及参数优化，在今后上行线通过河段及盾构经过类似地层时，盾构主要掘进参数应该控制在：在保证推进速度在 15~25mm/min 的前提下，总推力控制在 6000~8000kN；刀盘扭矩控制在 1000~1300kN•m；土仓内上部压力控制在 0.6±0.1bar 左右；出土量控制在 45~50m³之间。

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