基于海湾隧道典型地质的盾构环流系统优化改进

王又增，徐金秋，司马少坤，苏志学，钟 宇

（1.中铁工程装备集团有限公司，河南 郑州 450016；2.中铁隧道股份有限公司，河南 郑州 450001）

1 工程概况

海湾隧道是国内首条在8 度地震烈度区建设的海底隧道，隧道所处地质条件非常复杂，盾构隧道始发和到达段为淤泥层，埋深浅（始发段11m，到达段12.5m），海域段长距离穿越淤泥质软土、砂层，区间存在花岗岩球状风化分布区、凸起基岩段162m，侵入隧道最大高度6.4m[1～2]。

该工程主要穿越淤泥、中粗砂、粉细砂、淤泥混砂、微风化花岗岩，其中局部岩石强度达到210MPa。盾构施工段大部分地质偏软，基岩凸起段、抛石回填区是典型的上软下硬区间（图1）。采用气垫式复合泥水盾构施工，对环流系统出渣具有极大的挑战性。

2 针对性分析

海湾隧道地质软硬不均，对盾构环流系统应用存在极大的挑战性。

在始发地段存在较大抛石和基岩凸起，岩石硬度较大（图2），经破碎后进入主排浆管道，通过离心泵泵送至地面。为了防止渣石滞排至泥浆门，除了增加泥浆门底部及周围的冲刷外，还需要增大主排管格栅的尺寸，让渣石快速通过格栅进入主排浆管道；为了防止大块渣石堵塞泥浆泵，在泥浆泵前部增加采石箱（图3）。

在施工隧道段，大部分区域处于淤泥土、粉细砂层，地质偏软，具有一定的粘性，环流系统出渣为团状淤泥，容易堵塞格栅和采石箱格栅，滞排问题尤为严重。为了避免这种现象的发生，在泥浆泵前设计有分流器（图4），通过离心泵将团状淤泥质土及混砂泵送至分离站。……