什么是盾构施工

1.盾构的定义

盾构法是建造地下隧道最先进的施工方法之一，自从1825年布鲁诺在英国泰晤士河下首次使用手掘式矩形盾构技术开挖出第一条盾构法隧道以来，盾构技术经历了190多年的应用与发展，已使盾构法能够适用于任何工程水文地质条件下施工，无论是松软的，坚硬的，有地下水的，无地下水的，地下暗挖隧道工程都可用盾构法。

国际上，微型和超大型化、形式多样化、高度自动化和高适应性是盾构的发展趋势。为适应不同的地质的需要，既要设计能适合复杂地质条件使用的多模式复合盾构，又要制造用于地质条件简单的功能单一的软土盾构，盾构的形式越来越多。

盾构法施工是指使用盾构机在地下掘进，在护盾的保护下，在机内安全的进行开挖和衬砌作业，从而构筑成隧道的施工方法。盾构施工法是由稳定开挖面、盾构机挖掘和衬砌三大部分组成。

2.不同盾构施工工法的适用土层

盾构施工工法应根据工程地质与水文地质条件、工程条件(包括地面环境、地下障碍物、周边建筑物)、隧道设计条件（包括隧道轴线、衬砌形式、断面尺寸、长度)，以及施工安全、环保和工期要求，并结合以往施工经验等因素综合确定。

土压平衡盾构主要适用于黏土、粉质黏土、淤泥质黏土、粉砂等细颗粒土壤的施工。在黏性土层中掘进时，由刀盘切削下来的土体进入土仓后由螺旋输送机输出。一般而言，地层中的黏粒含量多，渣土易形成不透水的流塑体，充满整个土仓，并在螺旋输送机中形成压力梯降，从而建立压力平衡，保持土仓压力稳定，使开挖面处于稳定状态。当地层中黏粒含量太多，导致渣土结硬形成泥饼影响盾构掘进,或黏粒含量太少，导致渣土无法形成流塑体并建立土压平衡时,可为盾构机配备向开挖面添加泥浆或泡沫的设备，对渣土进行改良。

当掘进区段地层较均匀且无地下水或少量地下水、地层透水性较差、地层以黏性土为主或隧道埋深较浅时，宜采用土压平衡盾构，并宜配备向开挖面添加泥浆或泡沫的设备。

泥水平衡盾构主要适用于软弱的淤泥质土层、松散的砂土层、砂砾层、卵石层和软土硬土互层等地层,特别适用于地层含水量大或地表有水体的水底隧道。泥水平衡盾构掘进时,在开挖面的密封隔仓内注入泥水,通过泥水加压和外部压力平衡，以保证开挖面土体的稳定。盾构掘进时开挖下来的渣土进入盾构前部的泥水室，经搅拌装置搅拌后的高浓度泥水被泥水泵送到地面，泥水经地面泥水处理系统排渣分离，然后又进入盾构的泥水室,不断循环进行。

泥水平衡盾构通过对泥水压力的控制使开挖面压力平衡稳定,泥水压力传递速度快且均匀，开挖面平衡压力控制精度高，对地面沉降量的控制精度亦较高。加之泥水平衡盾构可适用的地层范围广，故可适用于地质和环境条件均较复杂的情形，如盾构掘进区段的地层性质差异性较大，存在较厚的砂层或粉土层，地下水位高,隧道下穿或距离地面建(构）筑物较近，隧道下穿河流等情形。另外，泥水平衡盾构采用排泥泵出渣，减小了运输车辆，掘进速度快，刀盘和刀具磨损小,刀盘所受扭矩小，更适合长距离和大直径隧道施工。

当掘进区段地层及环境条件较复杂且隧道直径较大、地层透水性较好且地下水压力大于250kPa或需精确控制开挖面压力时，宜采用泥水平衡盾构。如果采用土压平衡盾构,渣土在螺旋输送机中难以形成有效的土塞效应,在螺旋输送机排土闸门处易发生渣土喷涌现象，引起土仓压力下降，导致开挖面後塌。如因特殊原因仍需采用土压平衡盾构，则需增加螺旋输送机的长度并设置保压泵。