[科普中国]-泥水压式盾构

泥水压式盾构(slurry shield，mud shield)在前进中向开挖土注入泥浆的密闭式盾构。采用泥水压式盾构时，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、泥水处理设备等组成可充分发挥功能的系统。1

系统组成泥水压式盾构系统由以下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。

采用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。

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。

泥水对掌子面的稳定作用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，提高掌子面围岩黏性。

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沉浆用的裂。另外，为了防止注浆材料混人泥浆，导致犯浆质量下降，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。在捆进中，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。

注意事项为了判断掌子面是否稳定，需根据盾构负荷量测开挖量的量测、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子以确认。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，并可进行控制输送的机构。排泥管的直径根据盾构外径，开挖断面的土质条件决定。当根据固体颗粒(砾石土块等)的大小设置循环管路和盾构直径大于8m时，有时将排泥管排成两行。对于直径超过12m的盾构，需根据设计条件等进行研究，决定管径和行数。采用流体运输时，在管路中有时出现闭塞，故需预先了解开挖断面中可能出现的砾石大小和异物的存在，依此选择管
径。另外，有时采用限定闭塞处所等措施。当在砂层、砾石层中进行长距离掘进时，有时产生明显的磨耗，为此，在管道弯曲段，盾构内不可能进行更换的地方，采用厚壁管等。必须选择与臂径相适合的且能确保必要的流量和扬程的送泥泵。必须根据开挖下来的固体物能够通过的条件选择泥裂。

应设有当盾构停止推进时能够自动地向旁路管道转换的旁路阀自动转换装置、掌子面泥水压失控时的异常紧急排出阀等装置。1

盾构的安装与拆卸在盾构施工段的始端，需要进行盾构的安装和进洞，当盾构通过施工段后，又要出洞和拆卸，这一工作，称为盾构的安装与拆卸。它们的操作方法与盾构的进出洞方法有关，应根据施工方案．选择相应的进出洞方位，一般有临时基坑法、逐步掘进法、工作井法3种方案。

(1)临时基坑法

其用板桩或明挖方法围成临时基坑，在其内进行盾构安装和后座安装并进行至运输出口施工，在留出运输进出口后，将基坑回填井拔除板桩，开始盾构施工。此法适用于浅埋的盾构始发端。

(2)逐步掘进法

其用盾构法掘进纵坡坡度较大的与地面直接连通的斜隧道。盾构由浅入深掘进，直到全断面进入地层形成洞口。由于盾构法施工费用高，所以施工中洞口及其一段浅埋隧道常采用明挖法施工。

(3)工作井法

其在沉井或沉箱壁上预留洞口及临时封门。盾构在井内安装就位，待准备工作结束后即可拆除临时封门使盾构进入地层。盾构拆卸井应满足起吊、拆卸工作的方便，但对其要求一般较拼装井低。2

本词条内容贡献者为:

陈红 - 副教授 - 西南大学