(2)洞内超前注浆加固隧道前方土体系统

　　当盾构法隧道穿越地段的地面建筑物的基础结构较差，或建筑物特别重要时，对盾构机控制沉降的性能要求很高。特别是对于隧道前进方向有重要构筑物(如已运行地铁、油库等)相邻以及土体由于城市特殊水的原因变软，或有大量不规则空隙的情况，笔者认为还应考虑在隧道内对开挖面前方土体注浆加固的辅助措施，即在盾构机内预先设计多个注浆加固孔(按可全断面注浆的要求设计)，同时配备盾构机内专用注浆设备，一旦施工需要，立即安装注浆设备，对开挖面前方土体实施超前注浆加固。设计超前注浆深度一般为3～4 m，最大注浆加固土体断面直径可达12m。盾构机内超前注浆加固土体见图20。

　　盾构机掘进施工时，可以根据遇到的不同情况，单独应用机内超前注浆加固土体系统和气压密封系统，还可将两者联合使用，以进一步提高隧道施工的安全性和可靠性。

　　7.5 盾构机总推力及分区油压控制系统

　　根据日本资料，盾构机的总推力与开挖面的土压阻力、盾构机外圆周摩擦等6个因素有关。

　　在设计盾构机时，一般在考虑6个因素的基础上，增加一定比例的富余推力。根据我集团公司在北京市砂卵石地区盾构法施工的经验，推进阻力较大。为满足北京地区砂卵石地层隧道施工盾构机推力的需要，盾构机的总推力宜适当增大，达到盾构机掘进断面单位面积上推力大于1200 kN(即盾构机总推力/盾构机外径圆面积)较为合适。

　　推进系统为盾构机向前掘进提供动力，直线段掘进时，推进千斤顶的合力理论上应在盾构机的轴心;曲线段掘进时，推进千斤顶的推进合力作用点则应该位于最有利于盾构机曲线掘进的位置上(盾构机加工制造时千斤顶位置已固定的条件下进行调链)。盾构机在推进施工时，为控制出现较大偏差，推进操作时实际上是随时在对盾构机的态势进行纠偏和调整。为便于推进千斤顶分区编组或自由编组，实现适时纠偏，盾构机推进系统应设计为分区油压控制，确保推进千斤顶的合力满足曲线掘进及纠偏的要求。

　　7.6 屑构机在砂卵石地层掘进的耐磨损(耗)措施

　　根据我集团公司在北京市砂卵石地层进行盾构法施工的经验，北京地区砂卵石地层中采用盾构法施工时，盾构机的刀盘、刀具、密封舱内壁以及螺旋输送机的磨损(耗)比较大，特别是在石英砂含量较多、卵石(砾石)粒径较大的情况下，磨损极为严重。为保证盾构机在砂卵石地层掘进时刀具切削正常，实现长距离掘进，笔者查阅国内外有关刊物关于砂卵石地层施工的技术资料，并请教国内外有关盾构技术专家，提出盾构机设计时应采取以下措施。

　　(1)使用耐磨及韧性好的矿用刀具材料，除在刀具刀口部分考虑嵌入超硬材料(如碳化钨合金等)外，切削土砂(卵石)沿刀具向后流动所经过的刀具表面也适当给予加强。

　　(2)考虑采用主副刀联合切削土体，设计主副切削刀(主副超前刀)。其基本思想是利用主副刀不同的切削高度差(高差值约为20mm，可经过磨损计算确定)，延长刀具使用寿命。当主切削刀(主超前刀)的高度磨损大于20mm后，副切削刀(副超前刀)开始工作。这样.延长了刀具的磨损长度，大大提高了刀具整体抗磨损(耗)能力。图21为主副切削刀布置示意图。

　　(3)在盾构机刀盘盘圈后端、密封舱内壁以及螺旋输送机内均采用耐磨材料，并考虑便于维修和更换的措施。

　　7.7 减少屑构机推进阻力的措施

　　根据不同地质条件，以及N(标准贯人锤击数)值的大小，切削刀最大切削轨迹外径、刀盘盘圈外径和盾构机外径三者的尺寸之间有细微的差别，若处理不当，将增大推进阻力，给盾构机整机推进性能带来较大影响，其原因在此不赘述。针对北京地区地层特点，笔者认为为减少盾构机推进阻力，除盾构机设有加泥加泡沫系统外，还应采用以下两项措施：

　　(1)设计主切削刀最大切削轨迹外径略大于盾构机外径，既减少盾构机刀盘盘圈和盾构机外周的摩擦阻力，又不会影响盾构机控制土体沉降的

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