三、开挖控制
开挖控制的根本目的是确保开挖面稳定。
土压式盾构,以土压和塑流性改良控制为主,辅以排土量、盾构参数控制。泥水式盾构,以泥水压和泥浆性能控制为主,辅以排土量控制。
(一)土压(泥水压)控制
开挖面的土压(泥水压)控制值,按地下水压(间隙水压)+土压+预备压设定。
按静止土压设定控制土压,是开挖面不变形的最理想土压值,但控制土压相当大。主动土压是开挖面不发生坍塌的临界压力,控制土压最小。
地质条件良好、覆土深、能形成土拱的场合,可采用松驰土压。
(注意与挡土墙土压力的区别)
为使开挖面稳定,土压变动要小;变动大的情况下,一般开挖面不稳定。
(二)土压式盾构泥土的塑流化改良控制
1.土压式盾构掘进时,理想地层的土特性是:
(1)塑性变形好;
(2)流塑至软塑状;
(3)内摩擦小;
(4)渗透性低。
细颗粒含量30%以上的土砂,塑性流动性满足要求。在细颗粒含量低于30%、或砂卵石地层,必须加泥或加泡沫等改良材料,以提高塑性流动性和止水性。
3.流动化改良控制是土压式盾构施工的最重要要素之一,要随时把握土压仓内土砂的塑性流动性。一般按以下方法掌握塑流性状态。
(1)根据排土性状
(2)根据土砂输送效率
(3)根据盾构机械负荷
(三)泥水式盾构的泥浆性能控制
泥水平衡盾构
泥浆起着两方面的重要作用:一是依靠泥浆压力在开挖面形成泥膜或渗透区域,开挖面土体强度提高,同时泥浆压力平衡了开挖面土压和水压,达到了开挖面稳定的目的;二是泥浆作为输送介质。
(四)排土量控制
1.开挖土量计算
2.土压式盾构出土运输方法与排土量控制
土压式盾构的出土运输(二次运输)一般采用轨道运输方式。
土压式盾构排土量控制方法分为重量控制与容积控制两种。我国目前多采用容积控制方法。
3.泥水式盾构排土量控制
泥水式盾构排土量控制方法分为容积控制与干砂量(干土量)控制两种。
Q>Q3,一般表示泥浆流失。
Q<Q3,一般表示涌水。正常掘进时,泥浆流失现象居多。
干砂量。
V>V3,一般表示泥浆流失。
V<V3,一般表示超挖。
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