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2013年二级建造师市政工程实务强化讲义(31)
四、土压(泥水压)控制
开挖面的土压(泥水压)控制值，按地下水压(间隙水压)+土压+预备压设定。
地下水压可从钻孔数据正确掌握，但要考虑季节性变动。靠近河流等场合，要考虑水面水位变动的影响。
土压有静止土压、主动土压和松弛土压，要根据地层条件区别使用。按静止土压设定控制土压，是开挖面不变形的最理想土压值，但控制土压相当大，必须加大设备装备能力。主动土压是开挖面不发生坍塌的临界压力，控制土压最小。地质条件良好、覆土深、能形成土拱的场合，可采用松弛土压。
预备压，用来补偿施工中的压力损失，土压平衡式盾构通常取10~20kN/m2，泥水平衡式盾构通常取20~50kN/㎡ 。
计算土压(泥水压)控制值时，一般沿隧道轴线取适当间隔(例如20m)，按各断面的土质条件，计算出上限值与下限值，并根据施工条件在其范围内设定。土体稳定性好的场合取低值，地层变形要求小的场合取高值。
(上限值) Pmax一地下水压+静止土压+预备压
(下限值)Pmin_一地下水压+(主动土压或松弛土压)+预备压
为使开挖面稳定，土压(泥水压)变动要小;变动大的情况下，一般开挖面不稳定。
五、塑流化改良控制
(一)土压平衡式盾构掘进时，理想地层的土特性
1.塑性变形好;
2.流塑至软塑状;
3.内摩擦小;
4.渗透性低。
细颗粒(75μm以下的粉土与勃土)含量30%以上的土砂，塑性流动性满足要求。在细颗粒含量低于30%、或砂卵石地层，必须加泥或加泡沫等改良材料，以提高塑性流动性和止水性(参见图2K313021-2 )。
改良材料必须具有流动性、易与被开挖土砂混合、不离析、无污染等特性。一般使用的改良材料有矿物系(如膨润土泥浆)、界面活性剂系(如泡沫)、高吸水性树脂系和水溶性高分子系四类(我国目前常用前二类)，可单独或组合使用。
(二)选择改良材料要依据以下条件
1.土质(粒度分布、砾石粒径、砾石含量、钻性土含量、均等系数等);
2.透水系数;
3.地下水压;
4.离子水电性;
5.是否泵送排土;
6.加泥(泡沫等)设备空间〔地面、隧道内);
7.掘进长度;
8.弃土处理条件;
9.费用(材料价格、注人量、材料损耗、用电量、设备费等)。
(三》流动化改良控制是土压平衡式盾构施工的最重要要素之一要随时把握土压仓内土砂的塑性流动性，一般按以下方法掌握塑流性状态。
1.根据排土性状
取样测定(或根据经验目视)土砂的坍落度，以把握土压仓内土砂的流动状态。采用的坍落度控制值取决于土质、改良材料性状与土的输送方式。
2.根据土砂输送效率
按螺旋输送机转数计算的排土量与按盾构推进速度计算的排土量进行比较，以判断开挖土砂的流动状态。一般情况下，土压仓内土砂的塑性流动性好，盾构掘进就正常，两者高度相关。
3.根据盾构机械负荷
根据刀盘油压(或电压)、刀盘扭矩、螺旋输送机扭矩、千斤顶推力等机械负荷变化，判断土砂的流动状态。一般根据初始掘进时的机械负荷状况和地层变化结果等因素，确定开挖土砂的最适性状和控制值的容许范围。
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