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中文科技期刊数据库（引文版）工程技术

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土压平衡盾构机在富水硬岩地层快速掘进施工技术

董新浩

中铁隧道局集团路桥工程有限公司，天津300300

摘要：随着城市轨道交通的高速发展、轨道交通线路网络规模不断扩大，交通线路在设计、施工时不可避免的

受到地质条件影响，再加之施工期间安全、文明、环保要求愈加严格，传统的施工工艺在应用过程中受到极大

限制，开挖施工技术显得非常重要和必要。由于现有开挖施工技术有限，且盾构法施工受水文地质影响较大。

针对这一问题，提出了土压平衡盾构在富水硬岩地层快速掘进、有效控制地层压力、恢复地表沉降的措施。本

文对富水硬岩地层快速开挖的施工方案进行了回顾和分析，提出了满足质量指标验收标准的详细参数计算方法

和程序，为富水硬岩地层盾构掘进提供理论指导。同时在实际施工成果、技术支撑和分析评价材料奠定了该地

区都市隧道掘进技术的基础。

关键词：土压平衡盾构机；富水硬岩地层；快速掘进

中图分类号：TU69

0引言中，可根据实际情况改变土压、气压和开口补偿方式，

根据挖掘速度和土体硬度实现自动挖掘控制，可靠性

土压平衡盾构机在富水硬岩地层的快速掘进施工

高、适应性强。富水硬岩地层中的盾构掘进工艺技术

中面临着诸多挑战，这类地层既有坚硬岩石，又含有

需要综合考虑地质特性和施工要求。硬岩层需要强大

大量水分，对盾构机的性能和施工技术提出了更高要

的切割能力，而富水地层则需要有效的排水和压力平

求。高硬度岩石需要强大的切割能力，而富水环境则

衡。盾构机切割头的设计针对硬岩层进行了优化。采

需要有效的排水和压力平衡措施，以防止水涌及地层

用高强度、耐磨损的刀具材料和合理的刀具布局，提

变形。在这种复杂地质条件下，土压平衡盾构机的应

高了切割效率和刀具寿命。盾构机在掘进过程中，通

用展现出其独特优势。其主要原理是通过平衡盾构机

过控制切割头的转速和推进速度，确保能够高效破碎

前方的土压与掘进速度，确保施工过程中地层的稳定

岩石，并避免对刀具造成过度磨损。在富水地层中，

性。先进的土压平衡技术结合高效的泥浆处理系统，

土压平衡技术至关重要。

能够有效应对富水环境中的排水问题。同时，盾构机

通过调节盾构机前方的土压与掘进速度，保持地

切割头和刀具的设计也需针对硬岩进行优化，以提高

层稳定，防止水涌和地层变形。盾构机内部设置的泥

掘进效率和刀具寿命。配套的辅助工艺，如超前注浆、

浆循环系统，能够有效处理掘进过程中产生的大量泥

排水降压等措施，也在富水硬岩地层施工中扮演重要

浆，防止泥浆外溢和污染施工环境。实时监测系统是

角色。土压平衡盾构机在富水硬岩地层的快速掘进施

保障施工安全的重要工具。通过传感器和数据采集系

工技术的成功应用，不仅提高了施工效率，也为类似