(完整版)日本盾构法施工规范(3).doc

第 9 章 土压式盾构第 112 条 土压式盾构的系统 采用土压式盾构时，盾构的系统必须与围岩条件相适合，能够充分发挥由开挖推进机构、掌 子面支挡机构、添加剂注入设备、揽拌设备、出碴设备等构成的系统的功能[ 解释 ] 土压式盾构的系统由下列机构组成：1）开挖围岩， 将开挖下来的土砂与加入的添加剂进行搅拌，拌合成塑性流体的开挖推进机构；2）添加剂注入装置（泥土压盾构） ；3）由切削刀盘、搅拌翼、固定翼等组成的拌合机构；4）为使土砂充满掌子面之间、 加压而形成封闭构造的隔墙，在连续排出与盾构推进量一致的土量的同时，保持掌子面土压和切削刀腔内泥土压平衡的出碴机构及其控制机构等组 成的工作面支挡机构；5 ）将碴石运至地面的出碴设备在这一系统之间相互关系紧密，应具有适应情况变化的能力，使各功能能够均衡地协 调工作，因此，应研究系统的管理方法计划土压式盾构系统时，由于土压、地下水压、土质、最大粒径、颗粒组成、含水率 等，对添加剂的种类、配合比、浓度、注浆量、刀头扭矩、推进速度、排土设备等影响很 大，故必须进行仔细的调查，选择具有充分能力，可进行确实管理的机械设备等 第 113 条 土压式盾构的构造 土压式盾构应根据围岩条件、隧道直径等选择其构造形式，机械各部的构成要素必须具有较 好的耐久•防水性。

解释】进行土压式盾构的构造设计时，应注意以下事项 在土压式盾构中，掌子面和盾构隔墙间充满着泥土，由于机械各部的更换和改造困难， 必须注意机械各部的耐久性及耐磨耗性对各机械单元应考虑的问题如下：（ 1）刀盘的支承方式： 有中空轴式、中间支承式、周边支承式三种，应根据土质条件 进行选择2）刀盘① 面板： 应根据掌子面的稳定性， 刀腔内的检修、 更换刀头的安全性等确定是否设置面 板采用面板时， 应根据围岩条件 （粘聚力、 砾石等）、障碍物等， 以不妨碍泥土排出为原则， 选择开口宽度和数量② 扭矩：应根据围岩条件、砾石的有无等决定与泥水式盾构比较，一般摩檫较大，在 掌子面不能自稳时，应考虑要具有一定的富裕3） 盾尾密封材： 对地下水压、 回填注浆压力等， 密封性是特别重要的， 为提高止水性， 需设几段密封材4） 土压计：为了量测刀腔内的泥土压力，必须选择精度高、耐久性强的土压计，设置 在适当的位置5） 千斤顶逆止阀： 盾构经常承受前面的土压， 为了在组装管片等推进停止时， 盾构不 后退，应在油压系统上安设逆止装置第 114 条 掌子面稳定机构 掌子面稳定机构，应能够抵抗掌子面的土压和水压，保持充满在刀腔内的泥土压力和 调整排土量的功能。

解释】土压式盾构掌子面的稳定是由以下各种作用综合作用而达到的1 )抵抗因泥土压而产生的土压和水压；(2) 用螺旋输送机等排土机构调整排土量：(3 )适当保持泥土的流动性，必要时，可调整添加剂的注入量在砂质土和砂砾层中，由于土的摩擦阻力大，渗透性强，欲确保开挖土砂充满在刀腔内 的流动性是不可能的为了适应这种地层，要注入添加剂，与开挖土砂进行搅拌以达到塑性 流动化，提高其不透水性、保持工作面稳定的同时，使排土工作易于进行为判断掌子面的稳定，应装备能够量测土压、排土量、刀头扭矩、盾构千斤顶推力等的 量测仪器、崩塌探查装置等第115条添加剂注入设备为了促进开挖土砂的塑性化流动，添加剂注入设备必须能将足够数量的添加剂压注至适当的【解释】在泥土压盾构中添加剂注入装置由添加剂注入泵、 刀盘和刀腔内的添加剂注入口等组成于注入位置、注入口直径、口数等，需根据土质、盾构直径、机械构造的不同进行 选择当注人口被土砂堵塞时， 因进行补修、清扫等比较困难，故应选择可防止堵塞的构造添加齐U注入装置必须是能够随着刀盘扭矩的变动，向围岩内的渗透、排碴状态、刀腔内 的泥土压力等控制注入压力及注入量第116条搅拌设备搅拌设备必须能够将开挖土砂与添加剂混合，并使之呈塑性流动化状态。

解释】搅拌设备应使开挖面和排土口处的土砂有效地产生相对运动，井防止共转、附 着、沉淀等现象发生常用的搅拌设备有如下几种：(1) 刀盘(刀头、幅条、中间梁):(2) 刀头背面的搅拌翼；(3) 在螺旋输送机轴上安装的搅拌翼;(4) 在隔墙上安装的固定翼；(5) 独立驱动搅拌翼月盘解释图3 • 23搅拌机构第117条排土设备排土设备必须与围岩条件相适应，具有能将开挖土砂顺利排土的功能［解释］土压式盾构中的排土设备是为了保持开挖土砂的土压和地下水压，具有能控制 与盾构推进量相适应的排土量的功能的设备般有如下几种排土设备1) 螺旋输送机十闸门；2)螺旋输送机十排土口加压装置;(3) 螺旋输送机十旋转式进料器(旋转漏斗阀门)(4) 螺旋输送机十压送泵方式；(5) 螺旋输送机十泥浆泵选择上述排土设备时，必须选择与土质、粒径、地下水等围岩条件、盾构直径和洞内外条 件相适合的设备第10章泥水式盾构第118条 泥水式盾构的体系采用泥水式盾构时，必须根据围岩条件，将开挖推进机构、工作面稳定机构、土砂输送设 备、泥水处理设备，组成可充分发挥功能的系统解释】泥水式盾构系统由以下 4部分构成① 用刀头一边开挖、一边推进的开挖推进机构；② 能够调整泥水的物性并将其送到掌子面，保持掌子面稳定所需的泥水压力的 机构；③ 开挖土的输送设备；④ 泥水分离设备。

在计划泥水压式盾构系统时，事前应仔细地进行土质调查、 地下水调查、环境调查等,协调构成系统的各种设备，充分发挥它们的效能，力求达到经济的目的泥水式盾构的流程如解释图 3. 24所示对构成设备应研究的问题和调查项目列于解释表 3. 2研究项目遽査项目①■ K向板、刀头、耐伍、刀盘扭矩、摧 为上质、程土厚度、地下水、砾石尺 寸、土的内J•據和、糙臬力、颗粒呢浆压阔整设备 泥浆圧保持设备题材料*泥象比；1.滤过术世、 粘性*砂成3扎调誥槽皑力土质*自立性、透水廉凱、孔裁水输送址备混浆W.華选择、渥辇压土质.颗粗级配.瀬槪出■、含水 率、劇丈粒径泥聚■处理设备底J1平薇、布置土质*颗粒蝦配、含水■、比章、 蠅声、扼动、排水惊准、耳境掠?t、 用地面积构成设备的研究问题和调查项目 解释表3. 2构成设备研究问题调查项目盾构面板、刀头、耐压、刀头扭矩、推力土质、埋深、地下水位、 砂砾大小、土的内摩檫角、内聚力、粒度分布泥水调整设备泥水压保持设备泥水材料、泥水比重、泥水量、粘性、砂成分、调整槽能力土质、自稳性、 透水系数、空隙水压、含水比输送设备泥水流量、管径、泵、泥水压土质、粒度分布、土粒 子比重、含水比、最大砾径泥水处理设备土质、粒度分布、含水比、比重、噪声、振动、排 水基准等、环境基准、用地状况等三冼蚯理一直处理压力挖剧阀卜虫"/僦虽计密度il胸讶促水加亦槪起瞥/ I开挖向水压 /排混泉辽團管阀解释图3 • 24泥水式盾构的处理流程第119条 泥水压式盾构的构造泥水式盾构的构造应根据围岩条件、隧道直径等选择，机械各部分构成要素应特别重视 其耐久性和防水性。

解释】进行泥水式盾构的构造设计时，应注意以下事项泥水式盾构中，因为在掌子面处充满泥浆，进行检查，更换、改造均很困难，故 对机械各部分的构成要素的耐久性、耐磨性必须注意对各构成单元应考虑的问题如下：(1 )刀盘支承方式： 有中空轴式、中间支承式、周边支承式三种，应根据土质条件，依其特长而使用2) 刀盘：① 面板：根据泥膜所保护的掌子面稳定性的可靠程度，在刀腔内进行检修、更 换刀头时的安全性或处理砾石的对策，决定是否设置面板及其尺寸② 开口率：结合土质条件，选择幅条的宽度及数目，可大致如下： •砾石地层一一应根据搬送管径，选用与砾石直径相符的幅条宽度； •砂地层一一采用最小限的辐条宽度，其数量也宜少；•粘土地层一一采用适于排土的幅条宽，其数量多些好③ 扭矩：一般根据土质条件、有无砾石等决定，与土压式盾构比较，摩檫扭矩小， 搅拌及提升土砂的扭矩小，但应考虑当掌子面不能自稳时的余裕量3) 刀腔① 隔墙：具有承受泥水压力的足够强度和防水性，必须根据盾构直径、土质、施工 条件研究气闸、人孔、高压水喷射装置、化学注浆设备的设置问题② 送、排泥管：安装位置及方向必须有利于刀腔内的对流、土砂的吸入最好备有 堵塞时的备用管。

③ 旋转搅拌器：为防止排泥口堵塞和在刀腔内进行搅拌而设的但在小直径盾构 中，根据土质情况，有时也可不设4) 盾构密圭寸材在泥水式盾构中，对泥水压、地下水压、回填压注压力等，密封性是非常重要的， 为提高止水性，一般需多设几个5) 砾石处理设备当用刀头切削下来的土砂中含有大砾石时，必须根据排泥设备（泥浆泵、排泥管）的 能力，设置砾石处理设备有将砾石处理设备安置在刀腔内的方法，也有安置在排泥线上的 方法依其功能分，有破碎的方法和分级方法选择时，应考虑砾石直径、量、盾构的直径、 砾石的处理能力等 设置在排泥线上时，从刀腔刀砾石处理装置的配管直径很大，为确保流速应考虑设置循环泵 的问题 6）其他： 在工作面泥浆压力作用下，盾构经常受到前面荷载的作用，在组装衬砌等作业 等件下盾构停止推进时，为防止后退，宜在油路中设逆止阀第 120 条 掌子面稳定机构 掌子面稳定机构必须保持能够抵抗掌子面上的土压、水压的泥水压力解释】泥水式盾构中泥水对掌子面的稳定作用是下面三种作用的综合效果而达到的 1）用泥水的液压抵抗土压和水压：（ 2）在掌子面上形成不透水薄膜，使泥水压力能有效地作用在掌子面上；（ 3）渗透到距工作面有一定距离的范围内的地层中，提高掌子面围岩粘性。

从而，为了掌子面的稳定，研究对掌子面稳定最有效的泥水的物理力学特性（比重、 粘性、含砂率等）和保持调节适应掌子面水压的泥水压功能是必不可少的当盾构停止推进，泥水中的土颗粒下沉，泥水质量有降低的可能时，往往设置向泥浆 室内的管路中补充优质泥浆用的泵 另外， 为了防止注浆材料混人泥浆， 导致泥浆质量下降， 在盾尾密封处应设逆流防止装置 一般说，掌子面的泥水压要根据测定泥水压和设定泥水压的偏差加以控制在掘进中，送泥 泵的回转数是变化的，掘进停止时，调节自动控制阀的开度，使之在容许偏差范围之内为 此，有必要检知泥水流量、压力等，并使各装置能够自动地、平衡地有效工作为了掌子面的稳定，需尽力控制泥水压的变动除机械本身的原因外，引起压力变化 的原因还有，①管路堵塞；②操纵和开挖 操纵的阀门切换；③回填注浆压力向掌子面的传递；③组装管片时千斤顶操作的影响等应尽力避免上述原因引起的变动为了判断掌子面是否稳定，需根据：①盾构负荷量测，②开挖量的量测，③在盾构中 装设的崩塌探查设备等对施工中工作面的状态间接地予以确认第 121 条 送、排泥设备 为使掌子面的泥水压的稳定控制和土砂的流体输送，应根据盾构的开挖速度、土质条件等选 择具有成分能力的送、排泥设备。

解释】送、排泥机构是把泥水送到掌子面，并控制掌子面泥水压的送泥管线；②将开挖下 来的土砂稳定的送向处理设备的排泥管线；③停止、延伸管线时用的压力保持管线；④控制 停止过程中保持掌子面水压的管线等所组成同时，为了不使砾石、粘土等沉淀、附着在管 内，要设置提高管内流速的循环泵在各条送泥、排泥管线上设置数台泵和阀门，根据在管路上设置压力计、流量计、 密度计的测定值控制掌子面泥水压的稳定，使土砂不在管内产生沉淀。