海域复杂地层超大直径泥水盾构掘进参数分析研究*

王 凯，盛永清，王国安，曾垂刚，张 兵，韩伟锋

(1.盾构及掘进技术国家重点实验室，河南 郑州 450001； 2.中铁隧道局集团有限公司，广东 广州 511458；3.武汉地铁集团有限公司，湖北 武汉 430040)

0 引言

盾构机作为隧道施工的掘进装备，融合了机械、电子、液压、控制等先进技术，具有施工安全性好、效率高、对环境影响小等优点，因而得到了广泛应用[1]。盾构以工程场地水文、地质条件为基础开展适应性设计，在盾构实际应用中因地质不同表现迥异[2]。北京砂卵石地层存在土仓压力建立难、推力及扭矩过大、地表沉降严重的问题[3]。华南地区常见的上软下硬地层除刀具磨损加剧外，相比均一地层盾构有向软弱地层偏移的趋势[4-5]。在淤泥、淤泥质土、粉土等软土中施工时，盾构机易发生栽头现象[6]。泥水盾构支护压力参数设定极为关键，直接关系到掌子面的稳定。在工程实践中，推力、扭矩、贯入度等关键参数既作为评估当前盾构掘进表现的指标，又是盾构进行必要调整的依据[7]。掘进参数明显的高出、低于预期值，要对掘进参数异常的原因进行分析并采取应对措施[8]。对掘进参数异常的判断主要基于盾构当前的参数与设计要求对比、操作人员主观经验，尤其参考已掘进段的推力、扭矩、贯入度等[9]。肖超、徐汪豪等用统计方法分析了大直径泥水盾构不同地层的掘进参数，最后对盾构穿越不同地层掘进参数进行了控制[10-11]。赵博剑等[12]用数理统计方法分析了5个关键掘进参数与6种主要地层的相关性，为同类型盾构在复合地层条件下掘进参数的选取和优化提供指导。……