泥水壓式盾構

泥水壓式盾構(slurry shield，mud shield)在前進中向開挖土注入泥漿的密閉式盾構。採用泥水壓式盾構時，必須根據圍岩條件，將開挖推進機構、工作面穩定機構、土砂輸送設備、泥水處理設備等組成可充分發揮功能的系統。

基本介紹

• 中文名：泥水壓式盾構
• 外文名：lurry shield
• 屬於：盾構
• 釋義：開挖土注入泥漿的密閉式盾構
• 包含：工作面穩定機構、土砂輸送設備
• 方法：臨時基坑法

系統組成

泥水壓式盾構系統由以下4部分構成：1、用刀頭一邊開挖、一邊推進的開挖推進機構；2、能夠調整泥水的物性並將其送到掌子面，保持掌子面穩定所需的泥水壓力的機構；3、開挖土的輸送設備；4、泥水分離設備。

採用泥水壓式盾構系統時，事前應仔細地進行土質調查、地下水調查、環境調查等，協調構成系統的各種設備，充分發揮它們的效能，力求達到經濟的目的。

因為在掌子面處充滿泥漿，進行檢查，更換、改造均很困難，故對機械各部分的構成要素的耐久性、耐磨性必須注意。

泥水對掌子面的穩定作用

泥水對掌子面的穩定作用是下面三種作用的綜合效果而達到的：1、用泥水的液壓抵抗土壓和水壓；2、 在掌子面上形成不透水薄膜，使泥水壓力能有效地作用在掌子面上；3、滲透到距工作面有一定距離的範圍內的地層中，提高掌子面圍岩黏性。

當盾構停止推進，泥水中的土顆粒下沉，泥水質量有降低的可能時，往往設定向泥漿室內的管路中補充優質沉漿用的裂。另外，為了防止注漿材料混人泥漿，導致犯漿質量下降，在盾尾密封處應設逆流防止裝置。

一般說，掌子面的泥水壓要根據測定泥水壓和設定泥水壓的偏差加以控制。在捆進中，送泥泵的迴轉數是變化的，掘進停止時，調節自動控制閥的開度，使之在容許偏差範圍之內。

注意事項

為了判斷掌子面是否穩定，需根據盾構負荷量測開挖量的量測、在盾構中裝設的崩塌探查設備等對施工中工作面的狀態間接地子以確認。在各條送泥、排泥管線上設定數台泵和閥門，根據在管路上設定壓力計、流量計。

密度計的測定值控制掌子面泥水壓的穩定，使土砂不在管內產生沉澱，並可進行控制輸送的機構。排泥管的直徑根據盾構外徑，開挖斷面的土質條件決定。當根據固體顆粒(礫石土塊等)的大小設定循環管路和盾構直徑大於8m時，有時將排泥管排成兩行。對於直徑超過12m的盾構，需根據設計條件等進行研究，決定管徑和行數。採用流體運輸時，在管路中有時出現閉塞，故需預先了解開挖斷面中可能出現的礫石大小和異物的存在，依此選擇管
徑。另外，有時採用限定閉塞處所等措施。當在砂層、礫石層中進行長距離掘進時，有時產生明顯的磨耗，為此，在管道彎曲段，盾構內不可能進行更換的地方，採用厚壁管等。必須選擇與臂徑相適合的且能確保必要的流量和揚程的送泥泵。必須根據開挖下來的固體物能夠通過的條件選擇泥裂。

應設有當盾構停止推進時能夠自動地向旁路管道轉換的旁路閥自動轉換裝置、掌子面泥水壓失控時的異常緊急排出閥等裝置。

盾構的安裝與拆卸

在盾構施工段的始端，需要進行盾構的安裝和進洞，當盾構通過施工段後，又要出洞和拆卸，這一工作，稱為盾構的安裝與拆卸。它們的操作方法與盾構的進出洞方法有關，應根據施工方案．選擇相應的進出洞方位，一般有臨時基坑法、逐步掘進法、工作井法3種方案。

(1)臨時基坑法

其用板樁或明挖方法圍成臨時基坑，在其內進行盾構安裝和后座安裝並進行至運輸出口施工，在留出運輸進出口後，將基坑回填井拔除板樁，開始盾構施工。此法適用於淺埋的盾構始發端。

(2)逐步掘進法

其用盾構法掘進縱坡坡度較大的與地面直接連通的斜隧道。盾構由淺入深掘進，直到全斷面進入地層形成洞口。由於盾構法施工費用高，所以施工中洞口及其一段淺埋隧道常採用明挖法施工。

(3)工作井法

其在沉井或沉箱壁上預留洞口及臨時封門。盾構在井內安裝就位，待準備工作結束後即可拆除臨時封門使盾構進入地層。盾構拆卸井應滿足起吊、拆卸工作的方便，但對其要求一般較拼裝井低。