复杂地层中泥水盾构掘进技术.pdf

[摘要]结合西气东输二线长江盾构越江段工程，经过对复杂地质岩性及实际情况研究，系统分析了越江隧道泥水平衡盾构施工的适应性，这将直接决定和影响盾构隧道的施工成本、进度及安全风险。通过对开挖面稳定性控制、掘进参数调整及信息共享的研究，成功解决了在上软下硬地层中的掘进及盾构姿态难控制的难题。[关键词]隧道工程；复杂地层；掘进；施工

1工程概况
长江盾构工程作为西气东输二线东段的重点控制性工程，在江西省九江市和湖北省武穴市之间穿越长江，隧道水平长度2590m。建成后，铺设一条直径1219mm,压力10MPa的天然气管道。工程投入设备为AVND3080AH型泥水加压平衡式盾构。该设备主机连机总长为11.2m,开挖直径3805mm,刀盘最大转速3.4r/min,最大输出扭矩1540kN·m,最大推力11661.6kN,衬砌管片内径3080mm,厚230mm,

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2盾构在软硬交界地层的掘进现状盾构穿越ZK20探孔后，掘进参数、主机姿态等逐渐出现一系列异常，主要表现如下。
1)推进、铰接油缸压力增大推进油缸总推力由泥质砂岩中的5500kN逐渐增大至10000kN,临近推力极限(11661.6kN)。铰接油缸拉力由正常的10kN增加到2200kN,临近铰接拉力的极限(2800kN)。导向油缸作用力均为5200kN,无明显变化，如图2所示。

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3软硬交界地层掘进措施
针对这种上软下硬的复杂地质条件，经过对地质岩性和实际情况的分析，主要考虑如何稳定上部软地层开挖面，因此在掘进时采用泥水加压平衡模式并优化掘进参数，避免因推进速度的变化、泥浆循环模式切换和供排浆量调整等因素对切口处的泥水压力产生波动，造成开挖面压力失衡，从而出现开挖面坍塌。在掘进过程中，为了维持上部软地层处于稳定状态，主要从开挖面稳定、掘进参数、信息共享等3方面进行了研究，成功解决了在上软下硬地层中的掘削量及盾构机姿态难以控制等问题。

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4结语
本文以西气东输二线长江盾构工程为依托，对油缸压力、盾构姿态等进行深人分析，认定地层由泥质砂岩层向砂层过渡是引起诸多问题的原因。通过采取恰当的掘进模式、科学调整掘进参数等措施，为盾构成功穿越上软下硬的交界面地层提供了保障，并取得了260m/月的国内较高平均月掘进长度。同时，摸索出一套泥水加压平衡盾构在应对软硬交界地层的掘进模式，为今后的盾构穿江越河提供借鉴。

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投稿会员：巧克力布丁