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富水软岩地层盾构机掘进技术
摘要
盾构机作为一种高效、快捷、安全的地下开挖设备，近年来在城市基础设施建设中得到了广泛应用。然而，富水软岩地层的盾构机掘进技术一直是盾构施工中的难点和瓶颈。本文结合富水软岩地层的特点，详细介绍了盾构机掘进中所涉及的关键技术和注意事项，以期为盾构机掘进工程提供有益的参考。
关键词：盾构机，富水软岩地层，掘进技术，难点，瓶颈
Abstract
Asahigh-efficiency,fastandsafeundergroundexcavationequipment,shieldmachinehasbeenwidelyusedinurbaninfrastructureconstructioninrecentyears.However,theshieldmachineexcavationtechnologyofrichwatersoftrockstratumhasalwaysbeenadifficultpointandbottleneckintheshieldconstruction.Thispapercombinesthecharacteristicsofrichwatersoftrockstratumandintroducesindetailthekeytechnologyandprecautionsinvolvedinshieldmachineexcavation,inordertoprovideusefulreferenceforshieldmachineexcavationproject.
Keywords:shieldmachine,richwatersoftrockstratum,excavationtechnology,difficultpoint,bottleneck
一、概述
随着城市化的进程和城市基础设施建设的不断推进，盾构机作为一种高效、快捷、安全的地下开挖设备，逐渐成为了城市隧道、地铁等工程中的主要施工方式之一。然而，盾构机的掘进技术并非对任何地层都是适用的，尤其是在富水软岩地层之中，盾构机掘进的难度和风险要比其他地层高得多。
富水软岩地层的特点主要表现为：岩石基本上由石英、长石、云母及泥质物质组成，其稳定性和韧性极差，破碎、变形性极强，溶解程度也很高；水含量大，且大多数为地下水，地下水流动性强，会严重影响掘进过程中的稳定性；在存在地下水的情况下，破碎软岩地层的支护困难，并会导致地表沉降或塌陷等问题。
因此，针对富水软岩地层的盾构机掘进需要采取特殊的技术措施，并做好风险评估及控制，才能确保施工的顺利进行。
二、盾构机掘进技术
（一）盾构机选型
富水软岩地层中，由于岩石的稳定性和韧性低，且具有破碎、变形性极强和溶解性高等特点，因此在盾构机选型时，必须选择能够适应该地层工程要求的盾构机型号，才能确保施工的质量和效率。
目前市场上常见的盾构机类型主要有硬岩盾构机、全地层盾构机、泥水平衡盾构机和压平式盾构机等。对于富水软岩地层，选择全地层盾构机一般是比较合适的，因为全地层盾构机具备了硬岩盾构机和泥水平衡盾构机的优点，能够在变化多端、复杂多变的地层中完成掘进任务。
此外，盾构机的配置也应该根据地层特点进行调整和优化，例如，对于富水软岩地层中存在大量地下水的情况，需增加盾构机的水封板面积和完善尾部泥水循环系统，以保证掘进面的稳定和安全。
（二）隧道掘进与支护
盾构机在富水软岩地层掘进时，由于地层稳定性较差，一旦出现地下水问题或挖顶难度增大，就会对掘进及支护施工造成影响，因此在掘进时应特别关注以下几个方面：
1.盾构机进洞：保证盾构机与地层紧密结合，以提高工作面的稳定性和工作效率。可以在盾构机进洞前进行现场预处理，采用钻孔爆破方法将软弱围岩散裂或压裂。
2.工作面掘进：在盾构机正常掘进过程中，需要加强调节措施，同时严格控制盾构机的前进速度，以避免过快的掘进导致地层塌方、地面沉降等问题的发生。
3.土体运输：在盾构机掘进过程中，处理好从工作面到泥水循环系统的土体运输问题，以确保泥水循环系统的连续运行，从而保证掘进的顺利进行。
4.支护工作：有针对性地开展支护施工，选择合适的支护方案，对于富水软岩地层，比较适用的是预应力锚杆加喷碳纤维布加固工法。
（三）现场管理
现场管理是保障盾构机施工机械安全的重要措施，包括施工现场的布置、管理和监测等。针对富水软岩地层，现场管理需要重点注意以下几个方面：
1.施工前的勘探：在施工前应进行充分的勘探工作，掌握地层和地下水状况，作出相应的施工方案，并制定应急预案。
2.施工现场的管控：实行全面、有效的安全生产管理制度，严格控制现场人员和机械的进出，注意倾听现场工作人员的意见和建议，并及时调整施工方案。
3.施工监测的实施：在施工过程中，需要对盾构机所在位置、掘进面变