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摘要：在如今的地铁建设中，盾构机在隧道领域的建设中起着不可磨灭的作用。目前，在机械设备强大的硬性条件和人工紧密配合下，我们更大程度上实现了施工的精细化管控以及进度的合理安排，达到了有效的信息化施工。因此，不仅保证了工期工序的有效衔接，另一方面还实现了施工信息能够有效、实时、同步的传递和反馈，及时的、同步的将所有施工中遇到的参数变得可视化、透明化，让施工质量有所保障、且降低了风险因素。
关键词：全断面；卵石地层；掘进参数；有效控制措施
前言
就盾构正常掘进当中，鉴于能够对实际中出现的问题给予实时回复，提供给可靠的、科学性、具有针对性等参考方面的实践背景经验以及资料的完整性是相当困难的。所以与其在意施工前的信息研究，必须还得重视于施工过程中实际产生的有效数值进行收集和分析，对理论及评估的结果加以肯定和测试，甚至于对组段划分范围之外的数据进行单独、单一排查和校核，复查数据的同时、分析数值背后产生的导致原因，将结果作于准确说明。
1.全断面分布
盾构掘进之前，就已经通过地质勘探、打地质探孔以及利用地质雷达对设计路线中的地层信息进行扫描捕捉，得出大致数据，形成地质勘察图，再比拟出实际模型。虽然这些间接的信息传递，只能广义上的去指导施工，但想要更近一步的获得有支持性的推进设定数据之外，不仅要依靠推进多年此种地质所积累经验的盾构司机，还可以根据自己相似的标段信息和经验供以借鉴取证。因为地层的变化对掘进当中产生的变化和影响是实时、也是相对明显的。通过熟悉地层的排布规律和夹层分部位置、以及水文条件，埋深程度是十分有必要的。这样可以更好控制盾构机掘进时的设定参数，保证盾构机能够平稳的过渡于不同地质层面上，使机械更好的适应开挖面，同时与掌子面之间形成紧密联系，促进了泡沫剂和膨润土对渣土的进一步改良，保障了土压平衡盾构机土舱内部压力值的范围性变化，有效保持机械设备的正常运转。
就各个测量点之间断面的排布差异，盾构机在穿越不同地层时会受到哪些影响，会造成哪些风险，这时我们需要考虑到地层层理结构，以及卵石的粒径大小，砂砾级配，再预以极限思维处理施工中难以预见的、但可能会出现的问题加以分析，做到实时监测地层变化幅度对盾构机本身及掘进带来的数据波动，做到手中有底、心中有数。甚至于掘进当中盾构机在推进时对断面应力释放是否大于或小于要求的标准值。
2.卵石地层
此类地层，为典型性砂卵石地层，该种地层在本标段刚始发初期相对较少，大部分集中于断面底部位置。对掘进中的参数影响相对较小，一般稍加过度或者加注少量膨润土便能很快将土舱底部刀盘切削下来的土及少量卵石通过螺旋输送机经皮带输送至渣斗内。其实，对于卵石这种地层特性来讲，这种地质并不好，一是土舱压力通过泡沫系统启动空压机加入适量空气，并不能使其达到相对的动态平衡，空气穿过卵石的缝隙开始逃逸，向四周发生扩散，土舱顶部土压力传感器显示数值在此种条件下并不能保持恒定，需要及时做好保压，对人员的考验也比较大。二是加注膨润土使开挖面和刀盘前方土体形成一层泥膜，对于砂砾也能做到改良，但对于卵石，注入过多并不能够保证其出渣的干湿程度。注入过少，石头石子等积累在土舱底部，无法及时排除，对刀盘以及螺旋输送机都具有磨损作用，而且还影响盾构推进的速度，影响注浆压力，导致外部压力过高，注浆系统无法正常运行，自动断开，二次注浆浆液缓慢在注浆泵，及注浆管路、弯头处沉积，影响各道工序的开展，导致推进工作变得相当艰难，使各个施工环节脱离实际控制。
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3.掘进参数
正常地层掘进时，在速度提到40-60mm之间，1.2m的管片长度，从推进至结束大约需要或少于25分钟左右，推力处于合理数值区间，螺旋输送机扭矩不会过大，注浆泵注浆速度匹配于推进速度，注浆泵无检测回路故障，不会存在时断时开的状态，注浆压力传感器显示盾尾外部压力正常，不会出现漏浆或改良不好的情况。同时出渣量较好控制，能够达到理论允许的出渣范围。盾尾间隙也在允许误差范围内，盾构推进的方向趋向于隧道设计轴线，基本与VMT上的设定路线吻合。刀盘的扭矩也不会一直处于较大的数值，泡沫管路端头也会保持相对清洁，不会受到外力的损坏和拥堵。这些参数是基于始发之后四百米推进时借鉴的，但是当进入全断面的砂卵石地层掘进时，这些数据已经无法适应于此类地层掘进时供以参照比对。新出现的数据较之前发生了较大波动，几组既定范围内的数值也开始不再趋向稳定。如：盾构推力较大，推进速度缓慢，土舱下部石头无法通过螺旋输送机排出，同步注浆工序出现漏浆以及注浆压力过大，注浆的同时完全不能保障最低注浆量，还导致注浆系统自动断开，在继续推进的同时还得密切关注注浆压力的上限值，不停的启闭注浆泵，这样会对注浆泵造成不可逆转的机械式伤害。此时，推进速度过慢在此类地质条件下导致铰接油缸压力增大，趋于最大允许值，无法使用中盾拖动尾盾，铰接油缸无法伸缩。这时候泡沫系统的保压功能部分丧失，过大的空气压力向盾尾四周积聚，粉细砂砾在盾尾脱出后迅速对注浆间隙进行填充，导致出渣不满足理论出渣量。此时，保压也只能通过注入膨润土实现。但是压力不稳定在拼装或停机时间段内只能依靠一直加注膨润土，过多的膨润土反而更不利于土舱底部渣土、石头的排出，进而一系列影响正常推进的事件一一暴露。
4.有效解决方法
那如何更快更高效的解决实际中所存在的问题呢，当然先检查同步注浆系统，既然推进系统正常，虽然刀盘扭矩过大、推进油缸压力较大、铰接油缸受力较大、但这是地层的变化引起相对参数的改变，可以说是正常的，但还有一个显著的原因就是注浆速度与推进速度不匹配，注浆压力传感器显示注浆压力过大，注浆量无法满足，随时会导致地面沉降的风险。这时停止推进系统及时采取有效措施。观察注浆管路是否有拥堵，是否有凝结的砂浆块，若有，立即对注浆管路进行全面清洗。当然注浆泵也是需要细致的观察一下，首先启动注浆泵完成几组回路动作，再仔细看看注浆泵泵送时的压力是否处于设定的压力范围内。
结束语
最后，在推进时保障土压恒定条件下，注入适量膨润土，时刻关注皮带输送机上的渣土干湿程度，通过螺旋输送机的速度调节来控制出渣量和土舱压力的大小。加快推进速度，减小泡沫空气的注入量，使同步注浆速度能够与推进速度相匹配，保障浆液注入量的同时还应使注浆压力达到额定要求，避免出现风险预警。更大程度的实现施工环节环环相扣，工序紧密衔接，以及施工中质量、成本、安全等有效控制，做到文明、高效具体化施工，有效提升施工人员的管理水平。
参考文献
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论文作者:李超,程新明
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年13期
论文发表时间:2019/10/10
标签：盾构论文; 注浆论文; 地层论文; 卵石论文; 压力论文; 速度论文; 断面论文; 《建筑学研究前沿》2019年13期论文;