1、压缩模量前期回结压力固结指数2020220.50.50.250.250.0750.0750.0050.005不均与系数fkKsKcKhKvCuCuSta1-2EsPcCcK0（kPa）（N/cm3）（kN/m3）（cm/s）%d60/d10kPaMpa-1Mpa填土0.507.8019-1砂质粉土0.709.301353019.51.54E-042.05E-0417.078.44.60.189.30.30-2粉土夹淤泥质土1.108.45100221219.21.78E-042.07E-049.982.18.03.00.227.50.19-1粉砂夹粉土1.105.8016040241.47E-
2、045.330.558.65.610.01760.170.21-20.706.50145141019.82.83E-045.81E-0415.378.16.64.30.149.50.28-31.808.0018028188.98E-041.49E-036.09.143.134.87.08.311.02240.01-40.803.2012081.48E-042.00E-0415.871.412.813.00.20.40淤泥质粉质粘土0.5010.3075618.59.28E-081.15E-0710.669.320.124.413.42.20.811990.55-1粉质粘土0.506.00217
3、.36E-077.96E-085.04649.0147.252.92.780.295.40.36-20.5012.401703.50E-075.97E-0740.236.423.497.835.43.380.335.12780.130.46-1粘土0.905.901518.81.14E-071.67E-0750.044.0183.315.610.690.454.40.51-20.809.80150161.60E-072.52E-078.524.549.517.557.618.13.128.10.58-1粉质粘土夹粉砂0.605.407.05E-0511.223.854.422.010.90.2
4、3-2粉细砂0.807.702206020.51.36E-043.10E-044.025.740.519.110.743.8-1圆砾1.208.6050030021.81.04E-016.90E-0237.125.217.35.84.74.8521.5-2卵石10.8018.060040022.51.27E-018.40E-0250.327.74.57.21.3230.1-1全风化含砂砂岩3.909.3028036.530.0591.0-2强风化含砾砂岩5.108.80备注：本表部分指标引自浙江工程勘察院邻区工程。杭州庆春路过江隧道纵断面图表1-2 盾构隧道穿越地层统计 地层编号东线长度西线长
5、度东线比例（%）西线比例（%）各地层隧道长度（m）所占线路比例（%）-2粉土夹淤泥质土10.110.40.5-1粉砂夹粉土21.221.60.9142.8-2砂质粉土39.21.61.775.7-3粉砂夹粉土4547.41.92.192.42.0-4砂质粉土66.455.72.92.5122.12.7-1粉质粘土54.560.52.4115-2粉质粘土1745173675.177.4348176.2-1粘土27.614.51.10.6421-2粘质粉土62.551.72.3114.2-1粉质粘土夹粉砂107.252.3159.53.4-2粉细砂75.23.2150.93.3-1圆 砾72.77
6、7.33.13.52.4粉质粘土的特性及描述 -1层：浅灰绿色为主，局部呈黄灰色、灰黑色、灰白色，可塑硬塑，厚层状构造。粘塑形较好，刀切面光滑，摇振反应无，干强度及韧性高，局部偶见粉土团块，偶见泥质结核，中压缩性，土层性质子上而下渐好。本层主要分布于盾构段，江北及江南有零星出露。灰黄、褐黄色，可塑软塑，厚层状构造为主。含铁、锰质氧化斑点及细小结核；均匀性一般。本层上部粘塑形一般较好，局部呈粘土状，下部多含粉土细膜，呈不均匀、不连续状分布，中压缩性，性质一般。本层摇振二、盾构始发阶段掘进情况1.始发阶段掘进参数统计环号掘进速度（mm/min）刀盘转速（l/min）扭矩（KN.m）推力（T）进浆流
7、量（m3/h）排浆流量（m3/h）泥水舱压力（bar）泥浆比重（g/m3）泥浆粘度（s）0.9645001800100011000.4-21.05500080090039400025001.0426000.851.10470030001.4380012007550010501.5200035001.18215035501.1919001.21111.03330011501.021.0817131.04230037001.241.0612501.34245036001.152.始发阶段掘进状况在始发阶段，西线盾构推进表现出如下状况（1）始发阶段在盾构进入淤泥质粘土后，推进速度减缓，平均掘进速度在
8、8m/min左右，每环推进时间需要45小时。（2）泥水处理设备在进入淤泥质粘土、粉质粘土地层中后，无法提供正常的泥水分离，常常出现筛板拥堵现象，造成泥浆直接从分离设备涌出。（3）由于受工作井影响，盾构始发采用了半分体始发形式，进行了管路管线延长，导致在始发阶段由于设备原因无法达到正常状况，影响盾构机的整体性能。在2#拖车下井组装连接完成后，盾构机性能大幅提升，在目前的淤泥质粘土和粉质粘土混合地层中，能够保证较为正常的掘进速度，保持在1525mm/min。（4）受淤泥质粘土、粉质粘土影响，泥浆比重粘度上升较快，同时由于泥水系统无法良好的工作，造成大量粘土及粘土块在泥浆池内沉积。三、盾构隧道在粘性
9、土层中掘进施工技术预案1 粘土地层对盾构掘进的影响1.1粘土地层对盾构掘进的有利影响由于粘土矿物经相互间电化学结合而形成的粘性土层是近似变质了的琼胶块状体，所以由泥水比重和加压带来的力就容易形成对开挖面的稳定，不论粘性土层的软弱状态如何，都有利于泥水加压盾构工法施工对地表沉降的控制。同时由于粘土地层中富含粘土颗粒易形成良好的泥膜，能够很好的保证开挖面的稳定。1.2粘土地层对盾构掘进的不利影响盾构机穿越段主要为复杂地段，开挖面上同时存在着淤泥质粉质粘土层、-1粉质粘土、-2粉质粘土、粘土、-2粉细砂层、-1圆砾地层，性质差异大。-1粉质粘土、-2粉质粘土俗称“硬土层”，硬可塑，盾构在掘进中该两层
10、占穿越地层的80%左右。根据对已知的地质状况的了解，推断对后续盾构施工可能产生如下不利影响：（1）由于掘进开挖面处于淤泥质粘土及粉质粘土地层中，泥浆比重以及粘度等参数上升较快，易造成粘土块在仓内及管路内的堵塞，影响掘进速度。（2）同时由于泥浆中含泥量增加较快，导致泥水分离设备超负荷运转，造成分离设备的拥堵，无法盾构掘进提供正常的泥水处理，影响盾构正常推进。（3）在盾构掘进过程中，由于-1粉质粘土、-2粉质粘土俗称“硬土层”，为硬可塑，盾构推进所受的阻力较大，导致盾构推进速度缓慢。（4）由于在粘土地层掘进中，泥浆比重以及粘度等参数上升较快，造成大量废弃浆液的产生。2 粘土地层中盾构掘进控制2.1
11、掘进参数的控制（1）掘进速度控制：在粘土中掘进速度宜适当放慢，控制在1525mm/min；平均每环掘进时间控制在2个小时左右，掘进速度太快容易发生管路堵塞、刀盘固结泥饼等问题。（2）刀盘转速控制：粘土中转速控制在40%45%（0.901.20rpm/min），刀盘转速太快容易造成刀具的磨损和泥饼的形成；刀盘转速过慢造成土体切削量不足，无法保证掘进速度。（3）推力及扭矩控制：推力控制在3000T5000T，扭矩控制在3500 kNm 4500 kNm；（4）泥浆循环控制：进浆泵（P1.1）流量控制在1000 m3/h左右（掘进期间），1144 m3/h（旁通时）；排渣流量（P2.1）1150 m
12、3/h（掘进期间和旁通时）；（5）同步注浆压力控制：同步注浆压力为1.11.2倍的静止土压力与静止水压力之和。现场操作是根据掘进地质条件和地下水情况由值班工程师进行计算调整。（6）出渣量的管理控制：控制出碴量的目的主要是为了了解超欠挖情况，以便及时的调整掘进参数，主要控制措施如下：利用泥水盾构上的流量计、密度计结合地层的地质情况统计每环的出渣量，判断每环掘进是否超欠挖，以便较为准确的判断泥水仓内渣土的堆积程度或地层中土层的损失情况，及时采取相应的施工措施，如调整泥水仓压力，加大泥水循环等措施。利用泥水分离设备所分离出的渣土量结合泥浆池泥浆的增减及参数变化情况，复核验证每环掘进的出渣量。2.2泥
13、水压力的控制在粉质粘土地层中掘进，对泥水压力控制的考虑如下几个方面：（1）计算出水土压力，选择适当的泥水压力，合适的泥水压力是开挖面稳定的关键，可以有效的控制超欠挖，在实际操作中，还应考虑泥水的渗失量来综合控制压力的设定；（2）在掘进操作中，保证气压仓液位稳定是保证泥水压力平稳的关键之一；（3）保证泥浆门的通畅，只有保证泥浆门的通畅气压仓加压的泥水才能够将压力很好的传递到泥水仓形成泥水压力。（4）合理的控制泥水仓压力波动范围，正常情况控制在0.2bar范围内；泥水压力保证的措施：（1）在不同地层中选定不同的水土压力计算方法，计算出合理的水土压力，通过在实际操作中结合泥水的渗失量来综合控制压力的
14、设定。当泥水质量一定时，泥水压力大于水土压力一定值时，能有效的增加泥水在地层中的渗透速度，加快泥膜的形成速度和提高泥膜的形成的质量，增加掘进时掌子面的稳定性。压力的设定还要综合考虑到地表的沉降与隆起，及时做出修正。泥水压基准值地层地质预压上限值=静止土压+水压+预压下限值=主动土压+水压+预压2030KN/m2（2）通过液位传感器，可以了解气压仓内液位情况，保证液位处于气压仓中部，是保证泥水压力的主要措施。但在实际操作中，经常会遇见液位传感器显示错误的情况，这样会造成误操作，致使液位过高或过低，造者压力波动较大，不利于开挖面得稳定。为避免这种情况的发生就需要通过其他辅助方式来确定实际液位。在实
15、际操作中，通常采用观察气压仓压力与泥水仓中部压力的差值来判定气压仓液位。当实际液位过低时，气压仓压力泥水仓压力=正值；当实际液位过高时，气压仓压力泥水仓压力=负值；气压仓压力泥水仓压力=0时，说明液位在气压仓中部。这种判定方法是要在泥浆门保证通畅的前提下才能保证准确性，这就需要判定泥浆门通畅情况成为了控制压力的关键一环，泥浆门通畅也主要是通过观察气压仓压力与泥水仓压力的差值来判定的，在泥浆门通畅和液位处于气压仓中部的理想状态下，气压仓的气压压力与泥水仓顶部的泥水压力差为0.60.7bar，与中部泥水仓泥水压力的压力差为0，与底部泥水仓泥水压力1.21.4bar。2.3泥浆质量的控制在粉质粘土地
16、层中掘进，由于地层中的粘土颗粒较多，泥浆的比重、粘度等参数上升较快，因此在掘进该段地层过程中指定如下的泥浆质量控制原则：尽量降低泥水的粘度和比重等指标，如添加清水稀释粘度比重较大的泥浆，保证泥水具有良好的流变性，利于泥水泵的输送和渣土的运输，减少粘土地层对盾构掘进的影响泥水在盾构掘进时，有合理的比重和粘度指标，指标要求不能因在粘土层掘进而设置过低，应具备形成泥膜，满足开挖面的稳定，防止隧道沉降和开挖面垮塌的要求。调整泥水分离系统分离筛板类型，提高分离设备的使用效率，减少废浆排放。稳定切削面的泥水粘性值切削土质漏斗粘度地下水影响较小时地下水影响较大时25302837泥水输送中泥水性状的上限值泥水
17、性状相对密度上限值40s1.352.4辅助措施（1）停止开挖时增加循环时间停止开挖时应先排尽泥水仓及气压仓内渣土，然后打开管路旁通阀，再关闭进浆阀，运行一段时间后，排尽管路内渣土，方可关闭所有泥浆泵。运行时间由流速和距离来确定。（2）必要时添加辅助剂使用能够减小泥浆凝胶强度及屈服值的分散剂,降低泥水的密度和粘性，如六偏磷酸钠、碳酸钠等分散剂，增加泥水的活性。（3）废弃泥浆的及时处理通过经济比较，选取合适的废弃泥浆处理途径，保证泥浆指标的合理性，为盾构快速掘进提供基础。（4）增加辅助泵增加辅助泵，设置出浆接力泵增强盾构机泥水循环的出浆能力，保证出浆的顺畅。四、在粉质粘土中掘进易出现的问题及应对措
18、施在粉质粘土地层中进行盾构施工的必须对可能出现的问题进行预防，指定相应的处理措施，才能保证盾构掘进的快速平稳可靠，现将可能出现的问题罗列如下：1、粉质粘土在刀盘上粘附固结形成泥饼显示特征：推进中出现速度逐步降低，推力明显增大，扭矩逐渐减小。出现原因：（1）由于粘土可塑性及粘性较高，容易粘附刀盘固结形成泥饼；（2）掘进过程中渣土不能顺利排出，在泥水仓内堆积，密实度及密度越来越大，最终形成泥饼。（3）刀盘高速旋转后，泥水仓内温度升高，对泥饼有烧结促成作用。预防措施：（1）在施工工程中，应及时观察所排出碴情况和泥浆比重变化情况，分析掌握土体粘性情况，进行泥浆参数的调整，以减小土体粘性度和粘着力。（2
19、）适当的控制掘进速度和刀盘转速，加大泥水循环，控制泥土温度的上升。（3）控制循环水的温度，降低刀盘温度上升。（4）均衡施工，掘进速度太快或太慢都可能土仓温度的升高，增加固结泥饼的可能性。（5）定期的开仓检查，可以比较准确的掌握前方地层的地质情况和刀具的磨损情况，对刀盘结泥饼可起到预防作用；（6）根据出渣量情况，分析判断泥水仓内渣土堆积情况。处理措施：（1）利用通往泥水仓的进浆管，使用粘度比重较低的泥浆或直接使用清水冲洗刀盘。（2）在泥饼无法冲洗清除的情况下，带压进仓人工清理刀盘上的固结泥饼。2、泥浆管路，泥浆泵出现堵管堵泵现象泥水循环进出浆液流量不匹配，排浆流量急速下降，进出浆泵吸口和出口压力发生突变（主要发生在出浆泵），气压仓液位上升较快，管路或泥浆泵发生剧烈抖动，严重时发生橡胶软管爆裂的现象。由于地层中存
