文档介绍：第六讲
盾构机选型
盾构机机型选择正确与否是盾构隧道工程施工成败的关键。盾构工法应用160多年来,因盾构选型欠妥或者不恰当,致使隧道施工过程出现事故的情况很多。如:选型不恰当,掘削面喷水,掘进被迫停止;掘削面坍塌致使周围建筑物基础受损;地层变形、地表沉降,致使地下管道设施受损,引起管道破裂,造成喷水、喷气、通讯中断、停电等事故。严重时整条隧道报废的事例也屡见不鲜。由此可见,盾构选型工作的重要性。

选择盾构机时,必须综合考虑下列因素:
①满足设计要求;
②安全可靠;
③造价低;
④工期短;
⑤对环境影响小。

(1)选用与工程地质匹配的盾构机型,确保施工绝对安全。
(2)可以辅以合理的辅助工法。
(3)盾构的性能应能满足工程推进的施工长度和线形的要求。
(4)选定的盾构机的掘进能力可与后续设备、始发基地等施工设备匹配。
(5)选择对周围环境影响小的机型。
以上原则中以能绝对保证掘削面稳定、确保施工安全的机型为最重要。
选型取决于下列各种地层条件:
①软流性粘土;
②易坍塌的砂、砂砾层;
③含水砂层、砾层或交错层中的承压含水砂层和砾层;
④含大砾石的地层;
⑤估计埋有漂木和其它物质的地层;
⑥区段内存在软、硬两种土层的地层。
下面就以稳定开挖面为中心,介绍盾构机对每种主要土质的适应性

冲积粘土
冲积粘土一般强度非常低,若其自然含水率接近或超过液限,掘削面则不能自稳,故一般应选择半密闭式盾构(挤压式)或密闭式盾构。
(1)当整个掘削断面和施工沿线均是N值为0~5的软弱粉砂及粘土地层时,宜采用挤压式盾构施工法。
但是,该工法在施工过程中要挤压盾构周围的地层,并贯入推进,其推挤压力可能扰乱地层,使地层先行隆起。从盾构机通过后直到被扰乱地层获得稳定期间,不可避免地会引起一定程度的沉降,且沉降量大。
(2)对于含砂量大、有硬软交错层、液限指数过大并含有砾石等冲积粘土层,宜采用密闭式(泥水式或土压平衡式)盾构机。
洪积粘土
洪积粘土一般N值大,含水率低、掘削面能够自立。此外,因抗剪力大,变形小,故可无需挡土隔板。
(1)在掘削面可以长时间自立的情况下,宜采用敞开式盾构工法,包括手式盾构、半机械式盾构、机械式盾构工法,同时辅以压气工法以增加掘削面稳定性。
(2)一般全线掘削面都是洪积粘土的情况非常少,很多的情况是夹层中夹有含水砂层,这时选用封闭式盾构机。
使用密闭式盾构机时,由于含水低的固结粘土吸水后粘附力增加,所以对周边支承式或中间式刀盘来说,易产生刀盘、土舱四周粘附压实固结粘土的现象。为此,多采用中心轴支承方式、轮辐刀盘掘削且搅拌效果好的加泥盾构机或气泡盾构机。
砂质土
洪就砂质土而言,一般情况下泥水盾构和土压盾构均可选用。
(1)泥水盾构:若含水砂地层具备以下条件:渗水系数K≥10-2 cm/s、74μm以下的微细颗粒含量低于10%、匀粒系数Uc<10,采