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浅析土压平衡盾构机过全断面砂层施工技术 　　摘要：以某全断面盾构砂层施工区间为例，针对土压平衡盾构机施工过程中的参数设置及主要技术措施等方面进行分析，给出土压平衡盾构机过全断面砂层施工技术方案，并结合地质情况，给出相应预防及应急措施。 　　关键词：土压平衡盾构机；掘进参数；技术措施；应急措施 　　中图分类号：TU74 文献标识码：A文章编号： 　　Abstract: a whole section to shield of sand layer construction interval, for example, in soil pressure balance shield machine parameter and construction process of the main technical measures, analyzed to unearthed pressure balance shield machine a whole section of sand layer construction technical scheme and with geological conditions, and gives corresponding prevention and emergency measures. 　　Key words: soil pressure balance shield machine; Heading parameters; Technical measures; Emergency measures 　　 　　 　　0 前言 　　 随着城市轨道交通建设的快速发展，盾构法施工因掘进速度快、质量优良、安全环保等优势在轨道建设中发挥着重要作用，而土压平衡盾构机因其能较好的控制地表沉降、污染小、适应在市区和建筑密集处施工等优点，在我国城市建设中得意广泛应用。本文分析土压平衡盾构机穿越全断面砂层主要参数设置及相应技术措施，并给出应急预案。 　　1 工程概况 　　以某地铁盾构区间为例，地层的沉积年代为第四纪晚更新世冲洪积层（Q3al pl），开挖面地层主要以低压缩性的中粗砂层、粉细砂层为主（地基的基本承载力σ0300KPa）,局部夹有少量的粉质粘土层，隧道开挖面上部大部分为砂层，含少量粉质泥土，下部持力层为密实的砂土层及粉质泥土层。 　　 区间沿线建筑物较少，大部分为市政道路、农田、蔬菜大棚和树林，且有一条10m宽河流穿越本线路。线路平面上最小曲线半径为R=1500m，区间线路纵向呈“V”字坡，隧道纵坡最大坡度23‰，区间隧道底埋深16.57~23.26m。地下水有两层，水头埋深分别为4.72~6.02m和8.35~11.10m。 　　 　　2 土压平衡盾构机主要性能参数 　　 针对砂性土层埋深较浅、存在潜水及承压水的特点，盾构机配备专门的加泥、加水、泡沫系统，螺旋输送机需设置放喷涌装置，其主要性能参数见表1。 　　表1 盾构主要性能参数 　　 　　 　　3 盾构机掘进参数设置 　　 根据该地铁盾构区间隧道的具体地质情况（以中、粗砂为主），应采用土压平衡掘进模式，使开挖面保持一定的土压力，控制地表沉降及开挖地层的坍塌。 　　根据地层的特性，通过砂层的掘进参数参考如下： 　　 1）土仓压力P 　　 土仓压力通常与土仓所处地层的应力相等，计算盾构荷载时，应选择盾构施工区间的典型断面作为计算断面，即盾构通过软弱地层覆土最厚处的断面。盾构外部荷载按照最大厚度处的松动土压或两倍盾构外径的全土柱土压计算，并取两者中的较大值作为盾构计算的外部荷载。（注：地层在含水层中，计算时均考虑土体的重度为浮重度） 　　 　　图1 盾构外荷载示意图 　　 ① 松动土压力计算 　　 由泰沙基公式可得 　　 （1） 　　其中，， 　　 为土密度（t/m3）, 　　 为黏聚力（kPa）， 　　 为土压力系数， 　　 为土的内摩擦角（°）， 　　 为最大覆土厚度（m）， 　　 为刀盘半径（m）。 　　 ② 2倍盾构直径全土柱土压力 　　 （2） 　　 盾构底部土压 　　 （3） 　　 盾构上部和下部的侧压力分别为 　　 （4） 　　 （5） 　　 其中， 为盾构外径（m）， 　　 为盾构主机长（m）， 　　 为盾构主机质量（t）， 　　 为水平侧压力系数。 　　 在土压平衡掘进时，分别计算出此标段盾构机的最大土压力值与最小土压力值，最终将盾构机的土压力控制在最小值与最大值之间，同时兼顾地表监控的数据对土压力的设定参数进行反溃。 　　 经计算，盾构机刀盘中心附近的土压平均值在88.9-124.4KPa。（由于篇幅的原因，省略了计算过程） 　　 2）盾构机的推进阻力 　　 盾构推力包