围岩分类 水平松动压力σa Ⅵ～Ⅴ 0 Ⅳ （0～1/6）q Ⅲ Ⅱ Ⅰ （1/6～1/3）q （1/3～1/2）q （1/2～1）q ⑵地下水压力为： σw=q ×γh

q——根据土的渗透系数确定的一个经验数值。砂土中q＝0.8～1.0，粘性土中q＝0.3～0.5。本区间取值0.4.

γ－水的容重

h－地下水位距离刀盘顶部的高度。 ⑶预备压力

按照施工经验，在对沉降要求比较严格的地段计算土压力时，通常在理论计算的基础之上再考虑10～20kg/m2（0.1～0.2kgf/cm2）的压力作为预备压力。

根据隧道埋深设置上部土仓压力设定为1.4kg/cm2～2.5kg/cm2为宜。

10.7 出土量控制

出土量是前方地层稳定与否的直观反映，在泡沫与水注入正常的情况下，每环的出土量一般为48-51m3，遇到发生容易坍塌的地层，出土量往往偏大。因此，在掘进过程中对出土量的控制十分必要。

本工程渣土车每斗容量为17m3，出土量控制在3斗以内，能确保不超挖，每斗土推进油缸合理行程应为340～390mm之间。因此，在掘进过程中，盾构司机在掘进过程中做好每斗土前后油缸行程差的记录，值班工程师对每斗土进行检查和做好渣土取样，结合渣土情况进行分析判断，如有异常情况，及时采取合理措施，确保出土量的控制。

出土量的大小是判断盾构是否出现超/欠挖的最直观依据。施工

中，应严格控制每环出土量偏差不超过理论值的5%，且不允许出现欠挖。此外，应根据盾构的推进速度，合理选择螺旋输送机的转速、闸门开口率和出土量等参数，确保过程中出土与开挖保持同步。

施工过程中，需要添加大量的添加剂改良土体，因此出土量的理论值应为设计值乘一定的松散系数+膨润土添加剂数量。松散系数根据不同地层选取相应数值。

10.8千斤顶推力与刀盘转速

千斤顶推力与刀盘转速是否合理是关系到刀具能否顺利切削岩层，推力过小，岩层得不到充分的压裂和切削，掘进效果差，推力过大时，由于管片断面不平整或千斤顶受力不均，容易产生管片破裂、渗水等现象，均不能保证隧道快速掘进，推力控制在7000-10000KN，最大推力应根据分组千斤顶的压力来确定，根据管片混凝土标号，综合洞内混凝土管片的受力情况，取管片混凝土强度的一半即25Mpa作为分组千斤顶所受压力的上限是安全的，对管片不会产生挤裂、破损等问题。

至于刀盘转速，在粘土中，转速应控制在1.0rpm左右，以便刀具能充分切入地层，达到切削地层的目的。

无论何种速度，均应与其它参数如刀盘扭矩、泡沫注入、推进速度等有机结合起来，才能取得理想的结果。

10.9渣土改良 （1）目的

①使渣土具有较好的土压平衡效果，利于稳定开挖面，控制地表沉降。

②使渣土具有较好的止水性，以控制地下水流失。

③使切削下来的渣土顺利快速进入土仓，并利于螺旋输送机顺利

排土。

④可有效防止土渣粘结刀盘而产生泥饼。 ⑤可防止或减轻螺旋输送机排土时的喷涌现象。

⑥可有效降低刀盘扭矩及螺旋输送机扭矩，降低对刀具和螺旋输送机的磨损，提高盾构机掘进效率。

（2）方法

拟用于本标段盾构掘进时的渣土改良方法包括向刀盘、土仓及螺旋输送机添加泡沫剂或膨润土泥浆等。具体为：

①泡沫剂的使用

泡沫通过盾构机上的泡沫系统注入。 泡沫的组成比例如下（一般为）：

泡沫溶液的组成：泡沫添加剂3%，水97%。

泡沫组成：90～95%压缩空气和5～10%泡沫溶液混合而成。泡沫的注入量按开挖方量及渣土实际情况计算：一般300～600L/m3。如此计算，每环的泡沫注入量原液约为50-100L。

②膨润土泥浆的使用

配合比为：水:膨润土:粉煤灰:添加剂=4:1:1:0.1，加泥量为出土量的5%～20%。注入压力比盾构的土仓压力略高。

（3）始发段地层渣土改良措施

对于始发段粉细、中粗砂地层，暂定使用浓度10%的泡沫原液，发泡体积膨胀率为10倍。

同时加入膨润土浆液，浆液中添加适量的纯碱、CMC等添加剂。考虑到地层的渗漏损失，对于始发地层，暂定掺入量为10%。

施工中遇到的问题可能是以上几种情况的组合，具体实施中要本着经济、合理、有效的原则进行综合考虑，并在实践中摸索经验，以

达到快速、安全、经济的目的。

10.10 盾构始发掘进注浆方案及主要技术参数 （1）加固区的注浆

在端头加固区内的注浆选用双液浆（水泥浆+水玻璃），主要目的保障洞门的密封性。因为刀盘在击穿加固区的同时会形成对洞门的冲击水压，双液浆的注入会加快浆液的凝固时间，减少风险。但是双液浆的注入，如果不控制好双液浆注入的出口压力，可能会对盾尾造成致命的伤害，所以在双液浆注入时的出口压力应该控制在2bar～3bar范围之内。

（2）出加固区后的注浆

在盾体整体进入原土层后，可选用水泥砂浆进行同步注浆，单液浆的选用与隧道质量有着密切的关系，要求在初选时依据试验提供切实可行的数据，达到设计标准。要求在前期做大量的筛选试验工作，并严格控制大样试验及注浆出口压力。

为保证单液注浆的有效性及确保管片不因外来压力而产生变形和损坏，必须严格控制注浆压力，注浆压力应大于土仓压力1～2bar，但必须小于盾尾油脂仓压力。

同步注浆实施时间及浆液性能的选择:

根据公式计算和相关技术要求，注浆量应保证环形间隙理论容积的1.3～2.5倍左右。为了保证掘进中能按上述要求完全注入，采用自动同步注浆和人工管片壁后注浆双重手段。

当盾尾通过洞门密封后开始实施同步注浆。浆液选择水泥砂浆，注浆的主要指标：

胶凝时间：根据地质情况小于6h。

②固结体强度：一天不小于5bar，28天不小于60bar。