土压变泥水？面临高水压及涌水情况的盾构排土方式改造纪实

札幌市旁路管道工程第2工区长3286m，管道内径2200mm，采用Φ2730mm的土压硬岩盾构机施工。

工程最大的覆土厚度为257m，地层地质主要是安山岩、凝灰角砾岩、石英斑岩和火山砾凝灰岩等构成的岩层，q_u=5～72MN/m²。

盾构机施工中覆土厚度逐步增大，工作面水压力和涌水量也慢慢增加。盾构掘进至1226m处时（覆土厚度约110m），在皮带传送机闸门处发生了大量涌水和土渣岩块飞散喷发的状况。从隧道内进行排水无法处理大量涌水，此时已很难打开皮带传送机闸门，当时测得工作面水压为0.5MPa。当时，停止盾构机掘进，并随时进行加压抽水排水。

为了掌握后续掘进区间内的地下水赋存状况，进行了空中电磁探测。使用直升机在盾构机行进路线上空进行了多次飞行，在空中对地层的电阻率进行了测量。

最终确认后续盾构施工区间内遭遇土层都存在地下水，必须对盾构机排土方式进行优化改造。

改变排土方式后掘进至1660m处，地层发生了变换（从石英辉石变成了粉砂岩和泥岩），每环挖掘时间超过2h；在掘进至1661m处时，采用千斤顶无法使盾构机正常掘进；因此只用中折千斤顶将盾构机的前体向前移动，当盾构机掘进到1687m时，盾构机再次卡壳。

打开盾构机的检查窗口，将高压清洗机的喷射喷嘴插入检查窗口，逐渐冲刷出超挖空间。当盾构机的外周面达到17%洗净的阶段时，盾构机可以开始正常掘进。

当盾构掘进到3000m时，螺旋输送机被碎石堵住，只要刀盘一旋转就会发生流体堵塞现象，因此采用以下方法解决：

• 采用TGC工法，即使用胶化膨润土溶液，对舱室内进行填充；
• 增大泥浆的比重和粘度；
• 增加工作面压力至0.3MPa；
• 停止向舱内输送泥浆，进行了混合槽后方的流体输送。

编辑：SS&JIN

排版：海绵小新

制图：TT

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