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在这样的地层中,因为单纯依靠出土机等机械控制不能保证开挖面的稳定,所以在开挖面上加压或注入化学聚合物、泡沫、水、泥、高浓度泥水、泥浆等材料,进行充分搅拌,改变切削下来的土体的性质,保证土的流动性和止水性,以求得开挖面的稳定。上述稳定开挖面的方式大致可分为以下几种:
a)向切削密封舱内喷水、喷气或注入泡沫等添加剂来保证密封舱内切削土的流动性,同时在螺旋输送机的出土口上安装旋转式排土机构,以保证排土系统的水密性,维持开挖面的稳定;
b)向开挖面施加高压水来保证切削土的流动性,同时保持与地下水压力之间的平衡,用切削密封舱内留下的切削土来抵抗开挖面的土压力,井在螺旋输送机后部安装排土调节槽保持舱内的压力,维持开挖面的稳定;
c)向开挖面施加高浓度泥水,将泥水同切削下来的土体进行搅拌,由此保证切削土的流动性,同时用施加高浓度泥水的压力来抵抗开挖面上的土压力和水压力,井在螺旋输送机出土口上安装旋转式排土机,用这样的措施来保持开挖面的稳定;
d)向开挖面注入制泥材料或泥浆,用加筋辐条型的刀盘进行切削和搅拌,将切削下来的土转变成具有止水性和流动性的土,并用这种改性土的土压力来抵抗开挖面上的土压力和水压力盾构,盾构机品质以此来维持开
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盾构机在富水砂层施工时,容易引起地层沉降大、隧道喷涌、盾构姿态难控制等问题。针对这些问题,主要的施工技术有:
①采用土压平衡模式掘进,进行开挖面稳定计算,设定合理的掘进参数,控制盾构机姿态,控制土压力以稳定开作面,控制地表沉降,将施工对地层的影响减到小。
掘进过程土仓顶部压力控制在1.0bar,掘进速度控制在30mm/min以上,出土量不得大于50立方米;盾构机姿态保持向上,趋势控制在范围±4.掘进的过程必须尽可能的快,中间尽量减少停滞时间。在掘进接近1600mm时根据土仓顶部压力减少或不出土,以使掘进至1800mm时土仓顶部压力达到2.0bar~3.0bar范围。
②盾构掘进过程中向土仓内及刀盘面注入泡沫等添加材料,改善渣土性能,提高渣土的流动性和止水性,防止涌水流砂和发生喷涌现象,并利于螺旋输送机排土。
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