超大直径泥水盾构常压刀盘防结泥饼措施的探讨

(中铁隧道股份有限公司，河南 郑州 450001)

随着城市化建设进程加快和地下空间不断开发，超大直径泥水盾构施工在穿越江、河、湖、海等复杂水文地质条件的隧道工程得到广泛应用。大直径泥水盾构的隧道断面一次成型，因能承受高水压下掘进和在常压下更换刀具而被广泛地应用于穿越江、河、湖、海等复杂地质的隧道建设中。此类盾构配备的常压刀盘一般开口偏小，在面对淤泥质土类、黏土类具有低承载力、高压缩性的地质更容易引起刀盘结泥饼。刀盘结泥饼会阻碍排浆口，增大盾构刀盘扭矩，影响施工的安全和进度。本文结合工程实际，研究大直径泥水盾构结泥饼的主要原因，找出防治刀盘结泥饼的一些措施。

1 工程概况

某海湾盾构隧道工程长约3 000m，采用直径∅15m 的泥水平衡盾构掘进，配置常压刀盘。盾构掘进施工范围内地层以淤泥、淤泥混砂、淤泥质土为主；局部地层中掺杂粉质黏土、中粗砂、粉细砂；在隧道进出口段隧道范围的基岩中含微风化、中风化花岗岩。

2 泥饼形成的主要原因

泥饼是盾构刀盘切削的小颗粒、残渣在土舱内与刀盘附近汇集而成半固结和固结的块状体。根据以往施工经验分析，泥饼形成的主要原因一般分为以下几点。

2.1 地质原因

在盾构施工过程中容易形成泥饼的地层主要有黏土类地层和母岩为花岗岩的残积土层等。

一般而言，在花岗岩风化的过程中，只有微量元素会淋滤流失，如Ca、Na、K，而Si、A1类矿物多数得以保留。……