文/庄国强总工办

一、盾构穿越高黏度砾质粘土

深圳地铁1号线“益田站—香蜜湖站”区间圆隧道绝大部分处于高黏度砾质粘土中，粘性非常强，极易在土舱内堆积形成“泥饼”，大大降低盾构的掘进效率。为确保盾构在该土层中顺利施工，加快掘进速度，采取了以下技术措施：

1、增加螺旋机在土舱内的伸出长度

高黏度砾质粘土自立性较好，盾构掘进不需建立土压平衡，在较小土压或无土压情况下，为提高螺旋机出土效率，增加了螺旋机在土舱内伸出长度。在刀盘正面土体完全自立的情况下，可减少土舱内的土体，能有效降低大刀盘的扭矩加快掘进速度，确保螺旋机在较小土压力时能正常出土，防止土舱内形成“泥饼”。

2、土舱内增加被动搅拌棒

砾质粘土的粘性非常强，一旦形成“泥饼”，将大大降低盾构的掘进效率，为防止“泥饼”形成，在土舱内增加被动搅拌棒。

3、增加土舱内加气的施工设备

在刀盘正面土体自立性较好状况，通过对土舱内加气的技术措施，提高螺旋机的排土能力，防止形成“泥饼”，降低刀盘扭矩，从而加快掘进速度。

4、盾构大刀盘刀具改装

拆除周边滚刀外的其他滚刀，安装先行刀，在拆除的滚刀位置增设先行刀。先行刀高出面板长度140mm。

5、加气、加水、加泡沫

根据盾构正面土体及实际施工情况，可选用加气、加水或加泡沫的施工技术措施，提高掘进速度。

在施工过程中，正是严格地落实上述的施工技术措施，有效地避免了“泥饼”的形成，大大提高了盾构掘进速率，推进速度始终维持在20mm/min，且盾构掘进参数都较为稳定。

二、盾构在岩石层中的施工技术措施

1、建立欠土压平衡或非土压平衡状态

当正面岩石层处于较稳定状态时，可考虑建立欠土压平衡；当正面岩石层处于稳定状态时，可考虑建立非土压平衡状态，既对盾构设备有利，又加快了掘进速度，缩短工期。

2、刀头调换

由于花岗岩等岩石强度较高，先行刀不能起到有效的切削作用，且极易损坏。因此，当盾构所处的地质条件较好，正面土体自立性较强时，多次组织施工人员进入土舱内，拆除先行刀安装滚刀和进行磨损刀具的更换。一般在刀盘中心位置，安装中心滚刀；其他部位安装单刃滚刀。单刃滚刀直径为432mm，高出刀盘面板110mm，切削距平均为80mm，最大负荷250Kn。中心滚刀直径432mm，高出刀盘面板110mm，切削距平均为200mm，最大负荷250Kn。

3、“球状风化岩”处理

当盾构产生以下现象时：①推力明显增大，但掘进速度上不去；②刀盘油压明显上升并伴有大幅度波动现象，扭矩增大；③盾构姿态发生较大变化；④正面土压力明显减小，出土量明显减少，则认为盾构有可能遇到球状风化岩。

球状风化岩出现后立即停止推进并锁定千斤顶，防止盾构后退；由于球状风化岩均处于全—强风化花岗岩地层中，故正面岩土自立性较好，施工过程中则先清除土舱内一定量的泥土并开仓检查、确定球状风化岩的具体位置，然后组织作业人员通过人行闸门进入土舱内，对球状风化岩进行粉碎，粉碎均通过静爆方式加以实现，整个处理过程以快速、高效为原则，根据实践经验全—强风化花岗岩地层的稳定时间可达到24h左右，为确保作业人员安全，对于24h内不能完全凿除的岩石，则通过凿除一部分盾构机向前推进一定距离，以达到盾构机本身对岩土的支护目的，施工处理10块球状风化岩，没有发生安全事故。

4、轴线控制

合理利用超挖刀和铰接千斤顶，以达到纠偏效果和调整盾构姿态；控制好掘进速度以保证刀盘充分破碎前方岩石，若有超挖想象产生，提高同步注浆的及时性，控制隧道轴线。

5、防止盾构旋转

掘进过程中，有针对性地加注泡沫以减小刀盘扭矩，消除产生盾构旋转的外力因素；利用降低推进速度、刀盘正反转等措施对盾构旋转角度进行控制。下载本文