土壓平衡盾構(gòu)由于開挖面外原狀土與開挖面內(nèi)渣土平衡介質(zhì)不同，有敞開掘進模式、氣壓掘進模式和土壓掘進模式等，當(dāng)土壓平衡盾構(gòu)頂部配置了泥漿平衡系統(tǒng)后也可以說成泥水平衡模式，這就由土壓平衡模式變成了“四模”：敞開掘進模式、氣壓掘進模式、土壓掘進模式與泥水平衡模式。這只是中國盾構(gòu)人玩的文字游戲而已，但確實土壓平衡盾構(gòu)可實現(xiàn)以上的幾種平衡模式。

  成都砂卵石地層由于其特殊性，盾構(gòu)掘進超方與滯后沉降一直是大家關(guān)注的話題，一直在探討如何降低土壓平衡盾構(gòu)掘進超方與滯后沉降，說到底就是只要解決了盾構(gòu)掘進超方問題也就解決了滯后沉降難題。筆者依據(jù)成都砂卵石近17年的經(jīng)驗總結(jié)出成都砂卵石應(yīng)達到“滿艙保壓”掘進模式?，F(xiàn)詳述下“滿艙保壓”掘進模式的原由及控制方法。

  1、現(xiàn)今土壓平衡盾構(gòu)的平衡壓力選取

  筆者依據(jù)現(xiàn)今盾構(gòu)周邊圓弧形刀盤的特點，通過圓弧形開挖面微小單元體主動平衡與被動平衡壓力推導(dǎo)計算，提出了確保刀盤開挖面上方無變形的主動平衡壓力與被動平衡壓力，最終確定了刀盤開挖面上方無變形的平衡壓力最小是開挖面土體自重應(yīng)力的結(jié)論。由于盾構(gòu)掘進埋深一般都很深和盾構(gòu)承壓能力的限制等原因，盾構(gòu)土艙壓力一般都要低于開挖面土體自重應(yīng)力，這就導(dǎo)致刀盤上方開挖面都存在一定程度的變形（向下沉降），理論上只要不低于最小極限平衡壓力地表沉降還是可控的。

  2、成都砂卵石地層盾構(gòu)保壓掘進的難題

  成都砂卵石地層土壓平衡盾構(gòu)按常規(guī)保壓掘進發(fā)現(xiàn)，在土艙壓力大于最小極限平衡壓力前提下盾構(gòu)掘進還是存在超方，有時隨著土艙壓力的提高超方量也不會有所降低，甚至土艙壓力高也會存在大量的超方，也就是說土艙壓力并不是盾構(gòu)掘進超方與否的必要條件。總結(jié)發(fā)現(xiàn)，由于砂卵石比重大，渣土改良不好砂卵石易于沉積至土艙下方，盾構(gòu)土艙上方是水、泡沫、泥漿等渣土材料，盾構(gòu)刀盤上方經(jīng)擾動松散的卵石是無法在泥漿中不向下掉落，如向深海中拋一塊石頭，無論石頭所到位置水壓有多大，最終石頭都要落入海底，不會因水壓高而漂浮于海水中。由于刀盤的擾動與震動，開挖面上方松散卵石落入土艙，導(dǎo)致盾構(gòu)掘進超方，也就是說成都砂卵石地層下氣壓平衡、水壓平衡、泥水平衡和敞開式掘進都會導(dǎo)致盾構(gòu)掘進超方，進而導(dǎo)致地表沉降過大或坍塌。

  3、滿艙保壓掘進模式

  綜上所述，成都砂卵石地層下其他掘進保壓模式都不行，只有土壓平衡模式才能確保經(jīng)擾動過的刀盤上方松散卵石不會掉落入土艙。土艙內(nèi)（包括土艙上部）應(yīng)全部是主材（土顆粒或卵石），才能確保上方卵石由于土艙上部主材的承載力作用不落入土艙。

  4、滿艙模式的判斷與控制

  砂卵石地層盾構(gòu)掘進不超方必須采用“滿艙保壓”掘進模式，筆者總結(jié)出滿艙保壓掘進模式控制方法如下：盾構(gòu)正常參數(shù)掘進狀態(tài)下，螺旋輸送機轉(zhuǎn)速適當(dāng)降低，當(dāng)盾構(gòu)扭矩、推力和掘進速度無大的變化時螺旋輸送機轉(zhuǎn)速再適當(dāng)降低，當(dāng)盾構(gòu)扭矩增大、推力增大，掘進速度急劇降低時，說明土艙內(nèi)全部被土顆粒和卵石填滿，然后適當(dāng)提高一點螺旋輸送機轉(zhuǎn)速，確保盾構(gòu)掘進速度正常，這時可判斷為砂卵石地層下盾構(gòu)基于處于滿艙保壓掘進模式，盾構(gòu)按此參數(shù)掘進。

  5、滿艙保壓掘進模式的前提條件

  土壓平衡盾構(gòu)達到滿艙保壓掘進模式的主要前提條件是做好渣土改良。只有渣土改良做好，渣土達到即不易噴涌也不易結(jié)泥餅的理想狀態(tài)才能保證盾構(gòu)的正常掘進。渣土改良最優(yōu)方法筆者在以前文章中有詳細敘述，這里不再贅述。

總結(jié)：成都砂卵石地層土壓平衡盾構(gòu)掘進在做好渣土改良的前提下應(yīng)達到“滿艙保壓”掘進模式，這樣才能確保盾構(gòu)掘進不超方。