4台泥水-土压复合盾构高速建设技术（施工篇）——日本千叶印西区隧道

     

盾构设计        

该工程4台盾构机是在泥水盾构的基础上构建的，设计同时考虑到要能够以土压盾构模式来掘进。        

盾构配置了6根刀盘辐条，辐条之间装备6块扇形的面板，开口率为40.6%。安装了泥浆管道和旁路管道用作泥浆系统，并使用螺旋输送机作为泥浆排放管道。其他为了作为土压式盾构来使用，装备了鱼尾和搅拌叶片。        

       

图8  盾构构造图（3号机）        

         

盾构泥水/土压转换情况

从泥水式切换到土压式，按①～⑤的顺序进行。

①送入的泥水切换到旁路管道。

②通过控制阀，控制工作面水压。

③进行低速掘进，吸入土舱内的挖掘渣土。

④关闭螺旋输送机闸门，使螺旋输送机倒转。

⑤将土舱内取进来的渣土塑性流动化。

刚刚切换完毕后，舱室内尚未塑性流体化，处于喷涌状态，因此必须根据闸门开度来调整工作面土压力。反过来，从土压式切换到泥水式时，则是在掘进停止状态下，将送入的泥水导入土舱内，将舱内的泥土慢慢置换为泥水。

               

                 

                 

                 

                 

                 

                 

泥水式掘进时流体输送的流动 

                 

                 

土压式掘进时流体输送的流动

               

                 

                 

                 

                 

盾构实际施工情况              

最终，4台盾构掘进用时484d 。其中，1号机最大月进尺为663m。1号机和2号机由泥水掘进转为土压掘进后，掘进距离分别为896m和1011m。3号机和4号机采用泥水法掘进，没有改用土压法。为评估土压式盾构的性能，在4号机的一个区间内设置了一个测量区间，该区间采用土压式盾构掘进。

             

盾构机掘进实绩

             

掘进数据（以1号机为例）

1号机在始发段使用泥土压式盾构进行掘进，随后使用泥水式盾构进行掘进，在掘进距离896m处切换到泥土压式盾构。泥水/泥土压式切换前后的施工数据如下图所示。

泥土压式切换前后的掘进数据（1号机）

该盾构掘进中，一般区间使用的管片为宽1.3m的钢筋混凝土管片，曲线区间使用的则是0.6m的HB管片。

最终，1号盾构机在土压模式下可确保约62.8mm/min的平均挖掘速度（不包括启动、到达和挖掘风井），而在泥水模式下平均速度约为71.7mm/min。

供稿： JIN

编审： SS

制图：TT

排版：海绵小新

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