王 焰

(中國(guó)鐵路廣州局集團(tuán)有限公司， 廣東 廣州 510060)

0 引言

近年來(lái)，水下隧道的發(fā)展和修建步伐不斷加快，工程數(shù)量和規(guī)模均日趨增大，且工程地質(zhì)條件的復(fù)雜性和施工難度也不斷攀升。當(dāng)前水下隧道的施工方法基本可以分為鉆爆法、盾構(gòu)法和沉管法，也可以將三者混合使用[1-2]。在3種施工方法中，盾構(gòu)法因其機(jī)械化程度高、施工速度快、環(huán)境友好、施工安全等優(yōu)勢(shì)，成為水下隧道首選的施工方法。然而，在盾構(gòu)法水下隧道施工中，存在大斷面、淺覆土、高水壓(≥0.55 MPa)、強(qiáng)透水、長(zhǎng)距離、復(fù)合地層等施工難點(diǎn)，使得開(kāi)挖面穩(wěn)定性控制極其困難，且頻繁遭遇停機(jī)開(kāi)艙更換刀具等高難、高風(fēng)險(xiǎn)作業(yè)，給盾構(gòu)法施工帶來(lái)了極大的安全風(fēng)險(xiǎn)[3]。

我國(guó)水下盾構(gòu)隧道工程主要集中在長(zhǎng)江及珠江水域。文獻(xiàn)[4]對(duì)南京過(guò)江盾構(gòu)隧道工程的主要地質(zhì)問(wèn)題及其對(duì)策進(jìn)行了分析，研究認(rèn)為開(kāi)艙作業(yè)是盾構(gòu)長(zhǎng)距離穿越高水壓、強(qiáng)透水復(fù)合地層的過(guò)程風(fēng)險(xiǎn)控制關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。文獻(xiàn)[5]結(jié)合盾構(gòu)實(shí)際應(yīng)用從泥漿成膜、帶壓開(kāi)艙等方面對(duì)工程難點(diǎn)及關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了總結(jié)。文獻(xiàn)[6]對(duì)深穗中跨珠江口通道盾構(gòu)法隧道方案風(fēng)險(xiǎn)及對(duì)策進(jìn)行了研究。目前，基于復(fù)合地層條件下盾構(gòu)法海底隧道工程實(shí)踐較少，應(yīng)用研究也相對(duì)滯后[7]。相比于過(guò)江隧道，海底隧道開(kāi)挖工作面地下水壓力受上覆水道波浪壓力變化的影響較大，鉆挖推進(jìn)中如何及時(shí)、精確地調(diào)整掘進(jìn)參數(shù)以維持工作面穩(wěn)定是研究重點(diǎn)[8-10]。另外，海底地勘資料有限，復(fù)雜海域水底潛在的全斷面軟土、全斷面基巖、軟硬不均及破碎帶等復(fù)雜地層增加了盾構(gòu)適應(yīng)性難度，該類(lèi)隧道施工過(guò)程中極易出現(xiàn)刀具異常磨損、姿態(tài)難以控制、工期滯后等問(wèn)題[11-12]。

當(dāng)前水下盾構(gòu)隧道在基巖中的合理埋置深度尚不明確，世界上不僅工程案例少，而且缺乏相應(yīng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)[9]。海底隧道工程由于水底通道資源有限，一次性投入高昂，隧道斷面往往較大，為此提出了大直徑盾構(gòu)的需求[13-14]。但研究認(rèn)為，盾構(gòu)直徑小于12 m時(shí)相對(duì)經(jīng)濟(jì)、安全，施工風(fēng)險(xiǎn)小，而盾構(gòu)直徑過(guò)大，其成本和安全風(fēng)險(xiǎn)也將成倍增加[15]。為此，大直徑盾構(gòu)如何在高水壓水下隧道施工中規(guī)避設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)、保障安全高效掘進(jìn)是業(yè)內(nèi)關(guān)注焦點(diǎn)[16]。

本文基于佛莞城際鐵路獅子洋大直徑盾構(gòu)隧道工程，結(jié)合工程地質(zhì)與水文地質(zhì)特征，針對(duì)性地開(kāi)展復(fù)雜地質(zhì)條件下大直徑盾構(gòu)掘進(jìn)風(fēng)險(xiǎn)與對(duì)策研究，分析高水壓復(fù)雜工況條件下設(shè)備選型、掘進(jìn)參數(shù)選取、軟硬不均和斷層破碎帶施工等風(fēng)險(xiǎn)及對(duì)策，總結(jié)出大埋深復(fù)合地層大直徑盾構(gòu)施工風(fēng)險(xiǎn)控制對(duì)策，以期為今后類(lèi)似工程施工提供借鑒和參考。

1 工程概況

1.1 工程特點(diǎn)

佛莞城際鐵路獅子洋隧道是打通珠江東西兩岸的快速過(guò)江通道，是繼廣深港高鐵獅子洋隧道之后，第2條下穿獅子洋海域的水下盾構(gòu)隧道，是目前國(guó)內(nèi)最大水壓和最大直徑的鐵路盾構(gòu)隧道。隧道全長(zhǎng)6.15 km，盾構(gòu)段長(zhǎng)4.9 km，水域?qū)挾燃s1.8 km(見(jiàn)圖1)，采用1臺(tái)具備常壓換刀功能的泥水平衡盾構(gòu)獨(dú)頭掘進(jìn)。該隧道具有開(kāi)挖直徑大(13.61 m)、水壓高(最大水土壓力0.78 MPa)、地質(zhì)條件復(fù)雜、獨(dú)頭掘進(jìn)距離長(zhǎng)等特點(diǎn)。

圖1佛莞城際鐵路獅子洋隧道地質(zhì)剖面圖

Fig. 1 Geological profile of Shiziyang Tunnel on Foshan-Dongguan Intercity Railway

1.2 工程地質(zhì)與水文地質(zhì)

本工程區(qū)域內(nèi)地層大致分為3層： 人工填土層、第四系海相沉積及沖積層和基巖層。盾構(gòu)隧道穿越地質(zhì)自上而下依次為淤泥層(部分為細(xì)砂和中砂)、強(qiáng)風(fēng)化砂巖、泥巖及弱風(fēng)化含礫砂巖、泥巖。其中，最大巖石飽和抗壓強(qiáng)度為75.7 MPa，最大石英含量達(dá)85%。隧道圍巖分級(jí)為Ⅳ—Ⅵ級(jí)。其中，Ⅵ級(jí)圍巖長(zhǎng)3.49 km，占總長(zhǎng)的56.8%；Ⅴ級(jí)圍巖長(zhǎng)2.01 km，占總長(zhǎng)的32.7%；Ⅳ級(jí)圍巖長(zhǎng)0.5 km，占總長(zhǎng)的8.1%。本標(biāo)段地下水豐富，水位高，斷層破碎帶地層滲透性為中等透水—強(qiáng)透水。

2 工程重難點(diǎn)分析

2.1 復(fù)雜多變地層設(shè)備適應(yīng)性

在大埋深、強(qiáng)透水、高水壓等復(fù)雜地質(zhì)條件下，大直徑盾構(gòu)長(zhǎng)距離穿越軟硬不均段、全斷面泥巖和斷層破碎帶等不良地質(zhì)，沒(méi)有類(lèi)似工程的成熟經(jīng)驗(yàn)可借鑒。不同地層特性對(duì)盾構(gòu)適應(yīng)性及可靠性提出了相應(yīng)的挑戰(zhàn)。在軟硬不均段，刀具易發(fā)生非正常磨損，掘進(jìn)調(diào)向困難； 在高水壓工況下，如何開(kāi)艙換刀及維修、如何保證掌子面穩(wěn)定是施工難點(diǎn)； 在全斷面泥巖地層，盾構(gòu)掘進(jìn)過(guò)程中易產(chǎn)生結(jié)泥餅、糊刀盤(pán)等現(xiàn)象，進(jìn)而造成刀具磨損、掘進(jìn)困難； 在破碎帶段存在強(qiáng)透水風(fēng)險(xiǎn)，并且掘進(jìn)中易發(fā)生掉塊、滯排，進(jìn)而出現(xiàn)堵艙現(xiàn)象，加之大直徑盾構(gòu)掘進(jìn)時(shí)對(duì)地層產(chǎn)生的擾動(dòng)大，導(dǎo)致盾構(gòu)隧道存在噴涌、塌陷的可能。

2.2 大直徑盾構(gòu)長(zhǎng)距離獨(dú)頭掘進(jìn)

本工程盾構(gòu)獨(dú)頭掘進(jìn)距離長(zhǎng)達(dá)4.9 km。其中，石英砂巖的飽和抗壓強(qiáng)度高，石英含量高，如表1所示。因此，對(duì)主軸承耐久性及刀盤(pán)、刀具、盾殼、環(huán)流系統(tǒng)等設(shè)備的耐磨性要求更高，同時(shí)長(zhǎng)距離掘進(jìn)時(shí)應(yīng)對(duì)事故能力差，海底檢修和施工監(jiān)測(cè)難度增加。

表1 各地層石英含量

2.3 穿越高水壓、強(qiáng)透水地層

盾構(gòu)下穿獅子洋水域長(zhǎng)度達(dá)1 800 m，下穿部分基本處于10 m以上深水段，最大水深17 m，最大覆土厚度為64 m，最大水壓達(dá)0.78 MPa。盾構(gòu)穿越3條斷裂破碎帶，透水性強(qiáng)(破碎帶和斷層的滲透系數(shù)可達(dá)50 m/d)且?guī)r層上覆土隔水層較薄，盾構(gòu)施工期間存在與水體貫通、刀具更換、盾尾及主驅(qū)動(dòng)密封失效等風(fēng)險(xiǎn)，風(fēng)險(xiǎn)辨別和針對(duì)性控制是施工控制的重點(diǎn)。

3 盾構(gòu)施工風(fēng)險(xiǎn)及對(duì)策

結(jié)合本工程地質(zhì)特性和施工重難點(diǎn)分析，盾構(gòu)在大斷面、淺覆土、高水壓、強(qiáng)透水、長(zhǎng)距離、復(fù)合地層等工況施工過(guò)程中，存在設(shè)備選型地質(zhì)適應(yīng)性差、掘進(jìn)參數(shù)選取及控制難度大、軟硬不均地層和斷層破碎帶施工困難等風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)掌子面壓力大于0.55 MPa時(shí)，刀具檢查及更換作業(yè)難度和風(fēng)險(xiǎn)極高，常規(guī)帶壓開(kāi)艙作業(yè)無(wú)法實(shí)現(xiàn)，必須采取飽和帶壓開(kāi)艙作業(yè)，且飽和帶壓作業(yè)技術(shù)一直被國(guó)外公司壟斷，技術(shù)難度和作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)極高。以下對(duì)幾種主要風(fēng)險(xiǎn)及對(duì)策進(jìn)行分析。

3.1 盾構(gòu)設(shè)備選型風(fēng)險(xiǎn)及對(duì)策

盾構(gòu)隧道需穿越軟硬不均段、全斷面泥巖和破碎帶等復(fù)雜地層，地層與江水直接相通，具有含水量豐富、透水性好、水壓高的特點(diǎn)。針對(duì)復(fù)雜地層條件的盾構(gòu)選型正確與否是工程成敗的關(guān)鍵。

3.1.1 風(fēng)險(xiǎn)分析

1)設(shè)備性能與地質(zhì)條件不匹配，導(dǎo)致盾構(gòu)地質(zhì)適應(yīng)性差。

2)刀盤(pán)結(jié)構(gòu)型式、刀具配置不當(dāng)，刀具磨損嚴(yán)重，帶壓開(kāi)艙作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)極高。

3)泥水處理系統(tǒng)選型配置不當(dāng)，導(dǎo)致泥漿參數(shù)異常，盾構(gòu)掘進(jìn)困難。

3.1.2 控制對(duì)策

1)根據(jù)工程地質(zhì)詳勘和補(bǔ)勘資料，結(jié)合同類(lèi)工程案例，選用泥水平衡式盾構(gòu)，刀盤(pán)型式為常壓刀盤(pán)。常壓刀盤(pán)可實(shí)現(xiàn)滾刀在常壓環(huán)境下的檢查和更換，規(guī)避了超高壓環(huán)境下帶壓開(kāi)艙作業(yè)帶來(lái)的安全風(fēng)險(xiǎn)。

2)做好盾構(gòu)關(guān)鍵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)選型，主驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩和推進(jìn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)有足夠的富余量，提高在復(fù)雜地質(zhì)條件下的設(shè)備脫困和盾構(gòu)掘進(jìn)能力；盾尾密封刷選用知名品牌，提高盾尾密封的性能。

3)盾構(gòu)刀盤(pán)上滾刀配置有先進(jìn)的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)滾刀轉(zhuǎn)速和溫度，為滾刀刀具檢查和更換提供依據(jù)。

4)優(yōu)化常壓刀盤(pán)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，選用抗沖擊和耐磨性能好的刀具，提高刀盤(pán)和刀具的地質(zhì)適應(yīng)性，并定期檢查刀盤(pán)和刀具，當(dāng)掘進(jìn)參數(shù)異常時(shí)立即停機(jī)分析原因，處理完成后再恢復(fù)掘進(jìn)。

5)加強(qiáng)泥漿環(huán)流系統(tǒng)耐磨設(shè)計(jì)，提高環(huán)流系統(tǒng)在惡劣工況下的適應(yīng)性。勤測(cè)量進(jìn)排漿泵管壁和泥漿泵泵殼厚度，避免磨穿爆管和噴漿。結(jié)合沿線地質(zhì)特性和同類(lèi)工程施工案例，優(yōu)化泥水處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)和配置，提高泥水處理系統(tǒng)的處理能力，增設(shè)2～3臺(tái)離心機(jī)，有效控制泥漿密度和黏度，提高盾構(gòu)掘進(jìn)效率。

3.2 盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)選取風(fēng)險(xiǎn)及對(duì)策

3.2.1 風(fēng)險(xiǎn)分析

1)切口環(huán)壓力設(shè)置不當(dāng)，易出現(xiàn)江底冒漿、掌子面失穩(wěn)。

2)當(dāng)掘進(jìn)參數(shù)與地層不匹配時(shí)，易出現(xiàn)刀具非正常損壞、掘進(jìn)效率低等問(wèn)題。

3)在高壓、富水地層中掘進(jìn)時(shí)，盾尾密封存在失效的風(fēng)險(xiǎn)，易發(fā)生突泥、涌水等災(zāi)害性事故。

4)泥巖地層掘進(jìn)中的開(kāi)挖管理和泥漿管理需要緊密協(xié)調(diào)。泥漿參數(shù)的選取尤為重要，泥漿指標(biāo)不合格則刀盤(pán)易結(jié)餅，進(jìn)而導(dǎo)致掘進(jìn)參數(shù)惡化。

3.2.2 控制對(duì)策

制定開(kāi)挖管理與泥漿管理并重的盾構(gòu)掘進(jìn)控制方法,如圖2所示。掘進(jìn)過(guò)程中嚴(yán)格控制盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)，不斷優(yōu)化掘進(jìn)參數(shù)，控制盾構(gòu)掘進(jìn)方向。設(shè)置盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)如表2所示，并進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整以保證盾構(gòu)的順利掘進(jìn)。

1)合理選取切口水壓。根據(jù)地層特性和隧道埋深，確保盾構(gòu)掘進(jìn)時(shí)的切口泥水壓力介于理論計(jì)算值上下限之間，盾構(gòu)推進(jìn)、逆洗和旁路3狀態(tài)切換時(shí)的切口水壓偏差值均控制在±20 kPa。

圖2 掘進(jìn)管理步驟

2)動(dòng)態(tài)調(diào)整掘進(jìn)速度。結(jié)合同類(lèi)工程施工經(jīng)驗(yàn)，以及本工程試驗(yàn)段地層滲透系數(shù)及地層完整性相關(guān)參數(shù)，在正常掘進(jìn)條件下，掘進(jìn)速度設(shè)定為8～15 mm/min。同時(shí)，根據(jù)泥漿指標(biāo)，及時(shí)調(diào)整掘進(jìn)速度和進(jìn)、排漿量，防止出現(xiàn)刀盤(pán)結(jié)泥餅和掘進(jìn)參數(shù)惡化。

3)泥漿參數(shù)優(yōu)化設(shè)置。泥漿監(jiān)控實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)過(guò)程控制，在盾構(gòu)掘進(jìn)過(guò)程中，每環(huán)掘進(jìn)時(shí)應(yīng)進(jìn)行泥漿指標(biāo)測(cè)試和記錄。當(dāng)泥漿密度>1.25 g/cm3或漏斗黏度>40 s時(shí)，應(yīng)立即停止掘進(jìn)，通過(guò)離心機(jī)進(jìn)行泥漿質(zhì)量調(diào)整后恢復(fù)掘進(jìn)，防止發(fā)生刀盤(pán)結(jié)泥餅、刀盤(pán)轉(zhuǎn)矩升高、掘進(jìn)速度下降。泥漿各項(xiàng)指標(biāo)值見(jiàn)表3。

表3 泥漿指標(biāo)

注： API為測(cè)定30 min時(shí)的泥漿失水量。

4)掘進(jìn)過(guò)程中合理設(shè)置油脂注入量和注入壓力，同時(shí)加強(qiáng)對(duì)油脂注入設(shè)備的檢查，確保油脂腔始終處于飽滿狀態(tài)，確保盾尾刷安全。

5)加強(qiáng)管片拼裝質(zhì)量控制，避免出現(xiàn)較大的錯(cuò)臺(tái)。

6)加強(qiáng)同步注漿和二次注漿，及時(shí)、足量注入保水性良好的水泥砂漿，在盾尾刷與地層間形成良好的隔離層，避免水壓力直接作用在盾尾刷上；同時(shí)，控制好注漿壓力，避免漿液擊穿盾尾。

3.3 軟硬不均地層盾構(gòu)施工風(fēng)險(xiǎn)及對(duì)策

3.3.1 風(fēng)險(xiǎn)分析

1)由于巖層強(qiáng)度不一，容易造成局部刀具受力超載，致使?jié)L刀軸承或密封損壞，出現(xiàn)非正常磨損。

2)刀盤(pán)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)大，掘進(jìn)速度慢。

3)盾構(gòu)姿態(tài)不易控制。盾構(gòu)在上軟下硬地層施工時(shí)，有向軟巖方向偏移的慣性，盾構(gòu)姿態(tài)容易發(fā)生偏移。當(dāng)盾構(gòu)姿態(tài)偏差過(guò)大時(shí)，管片拼裝困難，易出現(xiàn)錯(cuò)臺(tái)現(xiàn)象，且管片的受力不均勻，嚴(yán)重時(shí)管片出現(xiàn)破損，從而影響隧道防水效果。

3.3.2 控制對(duì)策

1)加強(qiáng)對(duì)滾刀刀具在線監(jiān)測(cè)裝置的監(jiān)控，出現(xiàn)故障時(shí)及時(shí)進(jìn)行檢修或更換，確保滾刀在線監(jiān)測(cè)效果，防止出現(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置損壞引起刀具過(guò)度磨損。

2)加強(qiáng)對(duì)盾構(gòu)掘進(jìn)速度與環(huán)流系統(tǒng)出渣量的監(jiān)控和分析，確保盾構(gòu)掘進(jìn)速度與出渣量相匹配，減少地層中大顆粒在開(kāi)挖艙中的堆積，避免刀具出現(xiàn)二次磨損。

3)當(dāng)盾構(gòu)即將掘進(jìn)至軟硬不均段時(shí)，提前對(duì)刀具進(jìn)行全面檢查，及時(shí)更換損壞的刀具，防止刀具帶傷作業(yè)。

4)合理控制掘進(jìn)速度，以刀具貫入度為控制基準(zhǔn)，避免因貫入度過(guò)大對(duì)刀具產(chǎn)生沖擊，致使刀圈崩裂。

5)加強(qiáng)掘進(jìn)參數(shù)監(jiān)測(cè)，當(dāng)掘進(jìn)速度、刀盤(pán)轉(zhuǎn)矩等主要參數(shù)發(fā)生突變或不在正常范圍時(shí)，應(yīng)立即停機(jī)分析原因，檢查刀具情況，不可盲目掘進(jìn)。

6)在盾構(gòu)掘進(jìn)操作過(guò)程中，需根據(jù)盾構(gòu)姿態(tài)的變化，通過(guò)合理控制推進(jìn)系統(tǒng)各區(qū)域推進(jìn)油缸的使用數(shù)量、推進(jìn)油壓及速度、刀盤(pán)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)等手段來(lái)調(diào)整盾構(gòu)姿態(tài)。

7)當(dāng)盾構(gòu)姿態(tài)出現(xiàn)較大偏差時(shí)，應(yīng)遵循“少糾、勤糾”的原則，必要時(shí)可利用盾構(gòu)的超挖刀來(lái)糾正盾構(gòu)姿態(tài)，避免糾偏過(guò)猛，引起盾構(gòu)蛇形前進(jìn)，進(jìn)而引起刀具磨損和管片拼裝困難。

8)加強(qiáng)對(duì)推進(jìn)油缸油壓的調(diào)整控制，避免因推進(jìn)油缸壓力分布不均造成管片局部破損甚至開(kāi)裂。

3.4 斷層破碎帶盾構(gòu)施工風(fēng)險(xiǎn)及對(duì)策

3.4.1 風(fēng)險(xiǎn)分析

1)盾構(gòu)開(kāi)挖艙內(nèi)壓力設(shè)置不合理，受斷層破碎帶和高水壓的影響，易出現(xiàn)刀盤(pán)艙與江水連通，造成開(kāi)挖艙壓力突變，易出現(xiàn)掌子面失穩(wěn)。破碎帶巖芯取樣如圖3所示。

圖3破碎帶巖芯取樣情況

Fig. 3 Core sampling at fracture zones

2)刀具磨損嚴(yán)重，且易出現(xiàn)非正常磨損。

3)掌子面泥膜效果難以有效保證，易出現(xiàn)掌子面失穩(wěn)和排漿口堵塞。

3.4.2 控制對(duì)策

1)嚴(yán)格控制刀盤(pán)艙壓力，一般壓力設(shè)定為1.1～1.2倍靜止水土壓力。

2)做好盾構(gòu)姿態(tài)控制，結(jié)合盾尾間隙合理選擇管片拼裝點(diǎn)位，防止出現(xiàn)盾尾間隙過(guò)大，進(jìn)而引起盾尾密封失效，并參照3.3節(jié)盾構(gòu)姿態(tài)控制措施。

3)在盾構(gòu)掘進(jìn)至斷層破碎帶前，及時(shí)檢查和更換刀具，確保刀具完好。

4)合理選取泥漿參數(shù)，控制進(jìn)漿密度為1.05～1.15 g/cm3，漏斗黏度為25～30 s。

5)調(diào)整同步注漿漿液配比，及時(shí)在斷層破碎帶區(qū)域形成有效的隔離層，并在盾尾后部5～10環(huán)及時(shí)進(jìn)行雙液漿注漿。同步注漿配比參數(shù)見(jiàn)表4。

表4 同步注漿配比

6)加強(qiáng)隧道內(nèi)的施工監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)異常情況及時(shí)采取措施。

4 結(jié)論與討論

1)通過(guò)對(duì)設(shè)備選型風(fēng)險(xiǎn)分析與風(fēng)險(xiǎn)控制研究，結(jié)合工程地質(zhì)特性，完善盾構(gòu)與泥漿環(huán)流系統(tǒng)設(shè)備選型與優(yōu)化，有效地規(guī)避了盾構(gòu)在高水壓、大埋深、斷層破碎帶等復(fù)雜環(huán)境下施工的設(shè)備選型風(fēng)險(xiǎn)，提高了設(shè)備的地質(zhì)適應(yīng)性，保障了盾構(gòu)施工的安全，提高了施工效率。

2)在不良地質(zhì)條件隧道施工過(guò)程中，運(yùn)用科學(xué)的盾構(gòu)刀具管理與控制技術(shù)，以及相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)措施，延長(zhǎng)了刀具的使用壽命，提高了掘進(jìn)施工效率。

3)結(jié)合地質(zhì)條件的變化合理選取掘進(jìn)參數(shù)，加強(qiáng)過(guò)程控制和參數(shù)優(yōu)化，有效降低了刀盤(pán)結(jié)泥餅的概率，避免了掘進(jìn)參數(shù)惡化，并提出一套開(kāi)挖管理和泥漿管理并重的盾構(gòu)掘進(jìn)控制方法。

4)通過(guò)掘進(jìn)參數(shù)、泥漿參數(shù)調(diào)整的動(dòng)態(tài)過(guò)程管理及監(jiān)控量測(cè)、注漿技術(shù)的綜合運(yùn)用，保證了盾構(gòu)在不良地質(zhì)條件下施工的順利推進(jìn)。

佛莞城際鐵路獅子洋隧道具有大斷面、淺覆土、高水壓、強(qiáng)透水、長(zhǎng)距離、復(fù)合地層等工程特點(diǎn)，施工難度大、風(fēng)險(xiǎn)極高，采用常壓換刀刀盤(pán)，成功解決了大直徑盾構(gòu)在高水壓、強(qiáng)透水、復(fù)合地層中的刀具檢查和更換難題。目前，在常壓換刀施工工藝研究方面的成果相對(duì)較少，尤其是高水壓、強(qiáng)透水等環(huán)境條件下，常壓換刀施工過(guò)程同樣存在一定的風(fēng)險(xiǎn)。如何保證在高水壓條件下常壓換刀時(shí)換刀閘門(mén)和刀筒的密封性能，以及連接螺栓的耐久性，是下一步大直徑泥水盾構(gòu)常壓換刀作業(yè)設(shè)計(jì)和施工研究的重點(diǎn)和方向。