1.前言
随着经济的快速发展，大型越江隧道工程越来越多，济南济添路穿黄隧道工程就是其中之一.该随潢工程被誉为“万里黄河第一隧”，是黄河上第一条公轨合建的限潢，也是当时国内在建的最大直径的盾构隧道.该隧道工程采用“泰山“和“黄河”号两台超大直径泥水平衡盾构施工，盾构机穿越含钙质结合较多的黏性地层时，开挖下的大石块或黏土块容易堵济南乃至全国尚缺乏相应的防治经验，少有针对性的技术经验指导.因此，有必要形成一套 塞泥水循环管路，导致盾构泥水循环系统异常，盾构掘进效率降低甚至无法握进.而且，在超大直径盾构泥水循环管路堵塞防治施工工法，以确保盾构施工的顺利进行，为今后盾构据进过程中的泥水循环管路堵塞防治处理提供借鉴.
2.工法特点
2.1济南济泺路穿黄隧潢穿越的地层以粉质黏土为主，多夹砂层及钙质结核层，分布不均，钙质结核核径一股10~120mm，个别可达120mm以上：盾构进、排泥浆均选用c500的钢管引入盾构机，盾构掘进过程中仍然可能有不少大结核等从管路进入泥水循环系统，导致泥浆泵或泥浆管堵塞，泥水循环系统故障.因此本工程配置了碎石机加采石箱的碎石和采 石系统，增强了盾构的碎石和防石能力，保证盾构的正常掘进.
2.2盾构在复杂的地层中掘进时，渣土容易在盾构气泡仓中堆积，导致渣土滞排，堵塞盾构机吸口管路，泥水循环异常，严重影响到盾构掘进.此时采用正反泥浆循环等措施无法消除堵塞影响时，需要采用人工进仓清堵的方式消除堵塞，该方式虽然作业复杂，但是作用效果好且清除彻底.
2.3盾构泥水循环管路长且深度大导致所需泥浆泵扬程大.在盾构不断掘进过程中，泥浆管路不断延长，过长的泥浆管路导致运渣能力减弱，渣土容易堆积导致堵管：且盾构穿越地层多为粉质黏土地层，泥水分离设备无法分离小于20um的粘性颗粒，过多的黏粒造成泥浆比重增大，直接影响到环流系统的泵送能力及泥浆的携渣能力，增大泥水循环管路的绪 塞风险.因此随者盾构的掘进，需要进行泥浆防堵处理，其中进、出管路分别设置1或2个中继泵，并配以废浆处理系统，降低泥浆比重，增大泥浆流速，防止泥水循环管道的堵塞.
2.4盾构泥水循环中，泥水分离站处管道离泥浆泵较远，且与隧道内泥浆管高差较大，土容易粘结堆积，导致管建堵塞.因此，在管适弯道、分流等容易堵塞的区城布置“空气炮” 管路较复杂，导致了泥浆流速较慢，管道分流和弯道较多：在管道弯道或泥浆管分流处，渣清堵系统，及时冲散堵塞泥团，保证泥水错环的正常进行.
3.适用范围
工法适用于含大石块、结核较多的地层或黏性地层中掘进的大直径泥水循环盾构的施工.该功法对于传统的泥水平衡盾构工程亦有一定的参考价值.
4.工艺原理
济南济泺路隧道为公轨合建的超大断面盾构法隧道，盾构隧道长度约为2517m，隧道穿越地层多为粉质粘土地层，多含钙质结合和砂层.盾构掘进过程中，大石块或黏性渣土容易堵塞泥水循环管路.导致泥水循环系统异常，盾构掘进效率降低甚至无法掘进.而且，在 济南乃至全国尚缺乏相应的防治经验，少有针对性的技术经验指导，受限盾构施工工期以及盾构的顺利安全掘进，很有必要提出一套适合本工程特点的施工工法.该工法原理主要由以下几个部分组成：
4.1碎石采石防堵施工工艺原理
4.1.1隧道穿越地层以粉质黏土地层为主，多夹杂钙质结合，结核粒径可达120mm，在掘进过程中大结核和石块容易进入泥水循环系统，导致泥水循环系统异常，严重影响到考虑到盾构施工工期和质量安全.需要给盾构机安装碎石机和采石箱的碎石采石系统，以确保盾构的顺利癌进.
器改为碎石机，并配置拦石格栅，拦石格栅在钙质结合区域放下，在粉质黏土区域被挂起. 4.1.2碎石机采石箱的碎采石防堵系统：在盾构始发前将盾构不具备碎石能力的揽拌采石装置安装在盾构机泥浆泵前的双通道出浆管上，盾构摇进时只开启单条通道，通道内部布设钢能滤网拦截石块，石块沉积，泥浆过流断面减小，使泥浆管侧壁的压力传感器示数变结核或石块进入泥水循环管路. 化，达到限值时采用液压用阀快速切换泥浆通道及清理石块收集仓.该系统能有效地防止大
4.2泥浆防堵处理施工工艺原理
4.2.1盾构泥水循环中，泥蒙的性质等对管道堵塞的影响大.泥水管路总长约2700m，与地面泥水分离站最大的高差可达47m，随着盾构不断地向前掘进，泥浆的沿程损失增大， 流速和携渣能力降低：且地层20um以下颗粒含量高达到50%，导致泥浆粘度和比重升高，增大堵塞风险.需要泥水循环系统配置中继泵，以增大泥浆扬程和携渣能力，保证盾构施工安全.同时采用厢式自动压滤机的废浆处理系统，辅以离心机备用，废浆处理系统将细粒渣土和泥浆分离，降低泥浆比重和堵管风险.
采用不停机安装技术，即设置三通泥浆管，安装中继泵时通过另一条泥浆管保证盾构泥浆的 4.2.2中继系安装在距离隧道始发井一定距离处，进出浆管分别安装一个和两个中继系，正常循环.中继泵的安装保证了泥浆的携渣能力，一方面降低了渣土堵管的风险，另一方面保证了盾构的掘进效率.
蒙中大部分的水通过滤布，从滤板上的沟槽流出.然后，用高压风鼓动滤板隔膜挤压滤饼进 4.2.3压滤机的工作原理是将沉淀池底流泵送至滤室中，给滤室内的物料施压，使得渣
行脱水，最后用高压空气均匀通过整个滤饼的断面，置换滤饼内的残留水分.压榨后的泥舍水率小于30%，适合汽车运输，挤出的水固体含水量小于5%，可重复使用.
4.3“空气炮”系统清堵施工工艺原理
4.3.1泥水循环系统管路长，弯道多且复杂，在泥浆管的弯道、接头或泥浆管分流处，渣土容易粘结和堆积，达到一定程度后堵塞泥黎管，管路的反复堵塞会产重影响到盾构施工工期和施工安全.采用特制的“空气炮”泥蒙管防堵管系统，引用压缩空气，快速打通堵塞渣土，使泥水循环系统正常运转.
管，通过通气管打入压缩空气，快速冲散堵塞泥团，清除堵塞.
4.4人工进仓清堵施工工艺原理
4.4.1盾构开挖过程中，当出渣效率不高时，渣土容易在气泡仓里堆积，堆积下未的渣土黏性较高或含较多石块时，容易导致泥水循环管道吸口堵塞，盾构出渣困难等现象，当采 取正反泥案循环等措施无效时，需要人工进仓清堵，以确保盾构正常掘进，
4.4.2人工进仓清堵：通过注入膨润土等在开挖面处形成泥膜，平衡和稳定开挖面：调整气泡仓液位和压力，打开人闸，人工遗仓清理淤积渣土，清除堵塞.人工进仓清理彻底，效果好.
5.施工工艺流程及操作要点
5.1施工工艺流程
如图5.1-1所示.
图5.1-1施工工艺流程图
5.2操作要点
5.2.1碎采石系统防堵工艺
济南济泺路穿黄隧递采用碎石机采石箱的碎采石防堵管系统.其中碎石系统采用碎石机，采石系统采用采石箱.
1碎石机
区域放下，粉质黏土区域挂起，若影响排渣格栅可拆除.同时，盾构内部安装合理安排碑石 依据现场掘进经验以及地撕资料，在盾构始发前将搅拌器改为碎石机：格栅在钙质结核机和气泡仓的冲刷，防止滞排和堵管的发生：并严格控制握进参数，经专家谈论后对摇进参数进行优化：1）握进速度控制在15-20mm/min：2）刀盘转速控制在1.5rpm：3）泥蒙比重控制在1.25g/cm²：4）进行主动循环：每推进50cm，停止握进主动走循环10分钟，循环完成以后换向可以有效解决仓内堆积和堵塞问题.
图5.2-1碎石机格栅
2采石箱系统
冲洗装置、钢筋网板和排泥管道.采石装置将泥浆中的大结核或石块拦截和收集下来，防止 该系统主要由液压阀装置及控制器、管道内压力传感器、管内钢筋滤网、石块收集仓.其卡住或损坏出浆泵，或在管道内堆积导致管通堵塞.其工艺流程包括：
图5.2-2采石箱采石装置
1）系统安装与运转：：出浆泵前端通过安装两个适当间距的三通接头，将出浆管在三通接头间改为双通道，每个通道配置一套采石装置.当隧道据进时，打开单通道的液压闸阀，通过单通道进行泥案循环和石块分离.
图5.2-3采石箱采石系统
石块等下沉至石块收集仓中：随着石块的堆积，收集仓内的过水断面面积不断减小，导致仓 2）管路切换：随着泥浆的循环，管内滤网将大石块和结核拦截下来，在重力的作用下，前管内压力传感器读数变化：当压力传感器读数达到限值时，切换两通道的液压网阀的开关状态，完成管路切换.
于收集仓底部的排浆管用钢筋网遮單，清理收集仓时，打开收集仓底部的液压闸阀、排浆管、 3）石块收集仓清理：关闭石块收集仓前后的液压闸阀后，进行石块收集仓的清理.位顶部冲洗口，使收集仓内泥蒙排出：再打开收集仓盖，将石块取出，如若石块收集仓内有黏土激积，打开顶部冲洗装置冲洗干净：再关闭石块收集仓液压闸阀，清理作业现场，完成清理.
