粉细砂地层盾构施工控制参数研究

目前我国在应用泥水平衡盾构穿越饱和黏土土层的越江隧道施工技术日渐成熟，但对盾构在细砂土层中长距离下穿河流的研究较少，施工中关键性难题有待解决。本文依靠华电灵武电厂向银川市智能化供热

随着我国城市化的不断推进， 城市可使用土地日渐趋紧， 因此合理的开发和利用地下空间势在必行。

盾构法施工具有速度快、安全性能高、对周围环境影响较小的优点，在城市地下空间的开发中得到了广泛应用。

张忠苗[1]等通过对比盾构隧道施工引起的大堤沉降和其他断面的地表沉降，分析了盾构在大堤下施工引起的地表沉降更大的原因；陈相宇[2]等结合长沙市南湖路湘江隧道工程实例，分析了大直径泥水盾构斜下穿湘江西岸大堤时大堤超载、偏压及大堤下卧饱和粉细砂地层引起的施工风险，同时，提出大堤超载作用下泥水压力控制、大直径盾构斜下穿大堤时盾构顶推力的调整以及饱和粉细砂地层中盾构掘进速度的控制建议；怀平生[3]等以特拉维夫红线轻轨工程为背景，通过对土层进行试验分析，在充分考虑富水库卡地层土层特性和隧道线形设计的基础上，对盾构刀盘结构、刀具布置、铰接设计、转矩配置等关键问题进行详细研究。

由于粉细砂地层的承载力低、渗透系数大、地层松散、自稳能力较差等特点，盾构在粉细砂地层进行掘进时，地表经常发生管涌、塌陷，造成不均匀沉降，使得邻近构筑物发生开裂、下沉，甚至结构损毁，给盾构掘进施工带来很大的安全风险[4] [5] [6] [7] [8]。本文以宁夏某盾构隧道穿越黄河粉细砂地层为背景，开展盾构掘进施工控制参数研究，为类似工程施工提供参考。

2. 工程概况 华电灵武电厂向银川市智能化集中供热项目(一期)供热管道穿越黄河段隧道， 采用泥水平衡盾构施工。

隧道长1838 m， 穿越黄河段约1200 m。

隧道开挖直径9.05 m， 管片外径8.7 m， 内径7.9 m， 壁厚350 mm， 环宽1.6 m，错缝拼装。隧道上覆土厚度最厚处约为30 m，纵向呈V 字型纵断面，最大纵坡4.64%，最小纵坡为0.3%。隧道穿越地层主要为饱和富水的细砂地层。如图1 所示，穿黄段地层主要物理力学学指标见表1。

3. 现场监测数据分析 论文选取盾构在河东岸DK2+580~DK2+700 段的施工参数和地面沉降值进行对比分析。刀盘转速控制在1.15~1.2 r/min， 泥水仓平均压力控制在2.7~3.2 bar， 刀盘推力主要控制在20,202~40,401 kN 范围内， 部分参数波动幅度相对较大。掘进速度离散性相对较大，在30~70 mm/min 间波动，刀盘扭矩(绝对值)主要在800~6000 kN∙m 之间波动。相应地表沉降观测点数据见表2。