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［DOI］.1001-
淤泥质粉质黏土地层联络通道
盾构施工技术
Shield Tunneling Technology for Cross-passages in Silt-like Silty Clay Strata
彭 丹/PENG Dan
（中铁二十局集团南方工程有限公司，广东 广州 510000）
［摘  要］针对淤泥质粉质黏土地层中联络通道施工难度大、风险高等问题，提出采用盾构法施工技术，并基于南珠（中）
城际铁路十涌站—万顷沙站区间1#联络通道工程开展实践研究。介绍了盾构设备选型与关键部件设计，阐
述了盾构始发、掘进姿态控制、同步注浆、渣土改良及管片拼装等关键施工工艺。实践表明，该技术有效控制
了地表沉降，提升了施工效率与安全性，为类似地层条件下联络通道建设提供了可靠技术参考。
［关键词］盾构法；联络通道；淤泥质粉质黏土；地表沉降
［中图分类号］ ［文献标志码］ B ［文章编号］1001-1366(2025)12-019-05
下的联络通道施工。
1　工程概况
　施工方案比选
南珠（中）城际铁路十涌站—万顷沙站区间隧 顶管法施工案例都集中在较好地层中，还需
～32 m，区间地下段共设置7座联络通 对洞口土体进行加固，使土体具备一定的自稳性，
道， m，内 径 m。其中1 号 便于拆除联络通道处洞门预制管片，然后进行顶
联络通道采用盾构法施工，拱顶覆土埋深约21 m， 管掘进，施工加固费用较高，对工期也有一定的影
m（图 1）。 响。顶管法在常规短直联络通道中，适应性和优
势较为明显，但在较长曲线，存在一定的劣势。根
2　设备选型
据该工程特点选用盾构法，使用1 台土压平衡盾构
联络通道机械法施工可分为顶管法、盾构法。 推进。
目前应用较多的为顶管法，其主要原因是顶管法施 　设备尺寸确定
工所需施工空间较小可满足主隧道空间狭小的要 常规6 m级地铁隧道联络通道盾构开挖尺寸
求，施工工效较好。盾构法具有较强的纠偏能力和 m， m、 m，城
适应性，能够满足长距离、小半径复杂线性和工况 际铁路设计细则要求联络通道防护门净空尺寸宽
× m× m，如继续采
用 m管片则联络通道防护门无
法满足城际铁路设计规范。综合考
m，盾构直
m。
3　盾构主要部件设计
图1　联络通道剖面图
联络通道盾构由刀盘系统、盾体、推进系统、
[基金项目] 中铁二十局集团有限公司科技研发项目(YF2200LJ12B)
、 、
[作者简介] 彭丹，男，工程师，******@ 渣土改良系统 渣土排放系统 后配套台车系统等
[收稿日期] 2025-07-13 组成，主要技术参数如下。
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Tunnel Engineering 隧道工程
管片规格（外径/内径-宽 度）/mm 土并承受周围土壤层面的压力以及地下水的压力。
3 500/3 000-550 前盾规格为∅3 660 mm×1 420 mm，尾盾规格
最小曲线半径/m 250 为∅3 650 mm×2 045 mm， t。
推进油缸数量/根 12 　盾体推进系统
开挖直径/mm ∅3 680 推进系统共布置12 根的油缸，分4 组布置，分
最大推进速度（/ mm/min） 20 别为上2下5，左 2右3， kN，推进行
最大推力/kN 程900 mm，最大推进速度20 mm/min。
主机总长/mm 4 370 　渣土输送系统
设计工作压力/bar 5 螺旋输送机包括螺旋轴、筒壁、液压闸门和减
整体布局如图2所示。 速机及液压马达等部件组成。螺旋机共设置3 道
排渣门，前排渣门位于承压隔板底部，通过液压油
缸来实现闸门的开启和关闭，后双排渣门位于螺旋
机尾部用于防喷涌时应急关闭。在螺旋输送机筒
体上设置有改良剂注入口，可通过注射膨润土或泡
沫剂，来增加或减少渣土的含泥量，以保证渣土保
持管道输送要求的160～200 mm的坍落度。
图2　联络通道盾构整机图 螺旋机可通过的最大颗粒尺寸是
　刀盘系统 ∅200 mm×140 mm，其最大的排渣量可达20 m³/h，
刀盘采用圆锥形弧面结构，中心鱼尾刀特殊 并具有高达38 kN·m的峰值扭矩。螺旋机配备了2
设计，便于定位。 个用于添加泡沫和膨润土的渣土改善输入口。
如图3 所示，配置的刀具包括一把中心鱼尾 为解决传统机械法联络通道施工渣土运输效
刀、18把滚刀、29把焊接撕裂刀、32把刮刀、8把边 率低的问题，摒弃小土斗出渣，改用螺旋机后接管
刮刀和13 把保径刀。鱼尾刀的最高尖端到第一把 道出渣，土仓渣土通过注入膨润土改良成塑性，挤
mm，而滚刀和刮刀之间 压出渣至主隧道，达到快速出渣目的，工效提高
的高度差为40 mm，滚刀与撕裂刀之间的高度差则 80%以上。
为15 mm。
4　主要施工步骤

盾构法施工工艺总体分为5个步骤：施工准备
→盾构吊装→盾构始发→隧道施工→盾构接收。
　盾构始发
始发套筒设计
如图4所示，在主要的隧道中使用了开始使用
的钢套筒，其内部直径为3 800 mm，盾体和套筒
之间有60 mm的环形间隔，而当主体进入隧道时，
连接通道的管道板和启动套筒之间的环形间隙是
150 mm。套筒内布设3道盾尾钢丝刷，形成2道密
图3　刀盘刀具配置 封腔，始发过程中，向密封腔内注入密封油脂，此
　盾体 处使用油脂需性能优良，具有较好的泵送性和延展
盾构的盾体系统是由前盾和中盾组合而成， 性，黏性较强， bar的泥水冲击。套
在挖掘隧道段时起到了临时支撑作用，能够隔绝水 筒尾刷注入油脂过程中，当出气孔内流出油脂，可
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隧道工程 Tunnel Engineering
关闭出气孔，继续注入油脂，保证静止状态下油脂

压力不低于6 bar。为防止盾构进洞后钢套筒内钢
丝刷反弹强度不够发生渗漏，在钢套筒端面与钢负
环焊接整圈弧形钢板。

图5　油缸分区示意图
8 个孔位皆可单独接入注浆管，正常情况下，阀门
紧闭，如若遇到盾体姿态偏差较大时，可通过盾体
自带的径向孔，通过对应的位置孔位，向其注入触
变泥浆，以达到改善姿态的目的。
图4　始发套筒安装 4）纠偏过程及时组织人员对盾尾部管片进行
套筒密闭保压试验 注浆，填充管片与土层之间的缝隙，对管片加固，
试验时向套筒内注入水∶膨润土（8∶1）并 充 为调整姿态提升支撑力。
分发酵12 h后的膨润土浆液，观察设备上位机的土 5）采取黏贴丁晴木衬垫来调整管片姿态。
压压力值，当上部土压力显示2 bar时，停止注入， 6）螺 栓 3 次复紧，定时复测管片姿态，提前计
并检查钢套筒周边及套筒尾刷位置，是否有渗漏 划盾体趋势。
水现象，此过程维持5 min内，压力值降幅不超过 　同步注浆
bar。 因盾尾未设置同步注浆管路，为填充管片壁后
管片磨削 的减阻间隙，采用双液注浆泵进行壁后间隙填补。
在盾构刀盘未接触混凝土管片以前，须注意 每环开孔3～5 个，通过吊装孔注入双液浆，AB液
掘进参数的选择，防止纠偏过急。同时逐步建立土 分别为水玻璃及水泥。为保证盾尾不被浆液包裹，
压至计算理论土压值，保证盾构碰壁时良好的盾体 脱出盾尾4环后开始注浆，注浆时严格控制注浆压
姿态。在即将接触管片前，速度不大于5 mm/min， 力及注浆量，～ MPa，每 环
推力<3 500 kN；接触管片后，速度减小到 ～1 m3。
2 mm/min，推力减小到3 000 kN以下，刀盘转速 　渣土改良及排出
<～ rad/min，～ MPa。 通过向刀盘、土仓内注入改良剂，合理控制渣
　盾构掘进 土的流动性及不透水性。其中膨润土可增加渣土
　姿态控制及纠偏 的含泥量，并通过致密颗粒建立泥膜，稳定掌子面
1）盾构法在掘进过程中遇姿态出现偏差，优先 达到堵水、保压、稳定掌子面的效果。泡沫剂具有
通过管片自带的楔形量进行拼装点位选择去调整。 减摩、降扭的重要作用。
2）在保证盾尾间隙的情况下，通过盾构分区分 正常掘进段水∶膨润土=6∶1，根据本工程地
压的15根千斤顶油缸进行微调（图5）。 质需求，膨润土发酵黏度不低于16 kPa/s。
3）盾构共设置了8个径向注入孔，上下各4个， 由于机械法联络通道施工的特殊性，设备未
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Tunnel Engineering 隧道工程
配置皮带机，且渣土车无法直接实现直角转弯。因 工程实施的重点。
此在施工时，需使用出泥管将渣土输送到土斗内 注浆范围
（图 6），再由电瓶车外运。 选择联络通道与主隧道相交的T接口段，始发
与接收前后4 环为主要加固范围。围绕联络通道
隧道T接口部位的钢管片每环设计了10个注浆孔，
砼管片每环设计5 个注浆孔（图8）。在推进结束后
开始注浆，始发端与接收端依次进行。因联络通
道所处地层为<3-2>中粗砂、< 4-2B>淤泥质土、
<4-2BG>固结淤泥质粉质黏土，含有承压水，因
此注浆需要少量多次进行。
图6　排渣管路图

为控制出土量，使用渣土斗量体积+门式起重
机称重复核出土量。
盾构开挖直径为3 680 mm，则每环理论出渣
m³/环。
压缩性大的软土如淤泥质层， 图8　止水设计图
考虑， m³/环。实际总方量为在 双液浆配比
考虑注入膨润土及泡沫液方量后，所得出的实际出 A液为单液浆，水灰比1∶1；B液为水玻璃，通
土量为7 m³/环。 常情况为水玻璃原液或水玻璃原液与水按2∶1 的
　管片拼装 比例稀释，双液浆要求A、B液按体积1∶1 同时注
盾构法联络通道管片采用错缝拼装，混凝土 入，凝固时间为40～60 s。
强度为C50，抗渗等级≥P12。尺寸设计采用内径 　轴线偏差控制
3 000 mm，外 径 3 500 mm，衬砌厚度为250 mm，每 环 由于区间短，对通道线型控制要求高，且需确保
分为5块预制， mm，环 宽 550 mm。 安全始发和接收，洞门姿态与盾构姿态需高度吻合。
管片采用M24 高强螺栓相连， 1）按照设计轴线确定钢套筒安装水平角，垂直
级。管片接缝采用挡水条（丁腈软木橡胶）与弹性 角按照设计坡度上仰2‰确定钢套筒安装垂直轴线。
橡胶密封垫（三元乙丙橡胶）组成双道防水线。如 2）施工期间严格控制隧道轴线，每环均匀纠
图 7 所示，根据排版，联络通道共计需62 环管片进 偏，减少对土体的扰动。
出洞处，其中2环钢环采用增设注浆孔钢管片。 3）及时进行贯通测量控制，确保顺利接收，推
进过程中定时复核数据。

4）采用双液浆进行壁后间隙填补及管片加固，
防止管片脱出盾尾后上浮。
　盾体防扭措施
盾体两侧须增加防扭措施：采用钢板焊接于
图7　联络通道管片排版示意图 盾体尾部，钢板厚度不小于2 cm，钢板与基座间隔
1～2 cm间隙，焊接位置要求坡口焊，焊缝满焊，两
5　施工控制要点
侧焊接，保证焊接质量。盾体前进一定距离后，及
　洞门止水注浆 时割除防扭块。
盾构始发、接收后须进行洞门止水注浆，洞门 　隧道内管片稳定体系
止水注浆的质量是安全、顺利施工的关键，也是本 台车设计快捷支撑体系共包含下支撑、车架、
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隧道工程 Tunnel Engineering
顶支撑、反力背靠5 部分组成。顶支撑、下支撑是 1）小盾构设计仍需要通过工程实践经验进行
上、下布置的8组由液压伺服顶推系统和支撑板组 优化，尤其是不同洞径尺寸的盾体直径、开挖直径
成的加载机构，顶支撑板与立柱为简单插接，下支 设计，以及刀盘驱动、推进系统、盾尾铰接系统的
撑设有球面机构，可允许下支撑板有少量不平行， 储备能力。
所有支撑都配有橡胶垫。 2）保证成型隧道的质量及耐久性，优化混凝
快速支撑系统的工作顺序如下。 土管片的楔形量、邻接块与封顶块搭接角度。
1）完成掘进点轨道状态检查。 3）由于盾体、台车尺寸较小，无法布置同步注
2）下支撑就位（检查复核台车停放区域隧道有 浆管路，同步注浆采用滞后二次浆封堵。对于敏感
无障碍物，停放区轨枕需避让下支撑），机械锁杆预 地层，滞后注浆将不利于地表沉降控制及隧道整体
先放置；下支撑找平，根据测量数据抬升初到位， 成型质量控制。
分级加载，加载步骤按下表进行，每级加载须间隔 4）加强标准建设，提高设备利用率可以极大
5 min，总顶力小于2 000 kN，施加预顶力应缓慢进 地降低盾构法联络通道施工成本，是工法推广的前
行，并实时监控，如管片产生3 mm的变形，应立即 提条件。  O
停止施加顶力。
[参考文献]
3）通过单点单控精确到位，设机械锁。
4）顶支撑为4 根油缸，每两组油缸支撑1 块月 [1] 李东阳．富水复杂环境下盾构法联络通道施工技术
牙板，支撑到主隧道管片的月牙板面积约3 m²，升 研究 [J]．现代城市轨道交通，2023（11）：78-84．
顶支撑到设定的吨位，观察管片，确保橡胶垫完全 [2] 逯建栋．高承压水软土地区联络通道盾构法施工对
贴合管片，完成加固。 区间盾构隧道影响分析 [J]．城市轨道交通研究，
2024，27(7)：108-112．
　结束语
6 [3] 姚燕明．宁波轨道交通4 号线盾构隧道联络通道多
联络通道作为地铁建设施工中的风险较大的