開(kāi)挖控制的根本目的是確保開(kāi)挖面穩(wěn)定。

（一）土壓（泥水壓）控制

（1）土壓式盾構(gòu)——以土壓和塑流化改良控制為主，輔以排土量、盾構(gòu)參數(shù)控制。

泥水式盾構(gòu)——以泥水壓和泥漿性能控制為主，輔以排土量控制。

（2）開(kāi)挖面的土壓（泥水壓）控制值，按“地下水壓（間隙水壓）+土壓+預(yù)備壓”設(shè)定。

2）土壓有靜止土壓、主動(dòng)土壓和松弛土壓，要根據(jù)地層條件區(qū)別使用。按靜止土壓設(shè)定控制土壓，是開(kāi)挖面不變形的最理想土壓值。主動(dòng)土壓是開(kāi)挖面不發(fā)生坍塌的臨界壓力，控制土壓最小。地質(zhì)條件良好、覆土深、能形成土拱的場(chǎng)合，可采用松弛土壓。

3）預(yù)備壓，用來(lái)補(bǔ)償施工中的壓力損失，土壓式盾構(gòu)通常取10~20kN/m2，泥水式盾構(gòu)通常取20~50kN/m2。

（3）計(jì)算土壓（泥水壓）控制值時(shí)，一般沿隧道軸線取適當(dāng)間隔（例如20m），按各斷面的土質(zhì)條件，計(jì)算出上限值與下限值，并根據(jù)施工條件在其范圍內(nèi)設(shè)定。土體穩(wěn)定性好的場(chǎng)合取低值，地層變形要求小的場(chǎng)合取高值。

上限值：

Pmax =地下水壓+靜止土壓+預(yù)備壓

下限值：

Pmin =地下水壓+（主動(dòng)土壓或松弛土壓）+預(yù)備壓

為使開(kāi)挖面穩(wěn)定，實(shí)測(cè)的土壓（泥水壓）變動(dòng)要小。

（二）土壓式盾構(gòu)泥土的塑流化改良控制

（1）土壓式盾構(gòu)掘進(jìn)時(shí)，理想地層的土特性是：

1）塑性變形好；

2）流塑至軟塑狀；

3）內(nèi)摩擦??；

4）滲透性低。

在細(xì)顆粒含量低于30%、或砂卵石地層，必須加泥或加泡沫等改良材料，以提高塑性流動(dòng)性和止水性。

改良材料必須具有流動(dòng)性、易與開(kāi)挖土砂混合、不離析、無(wú)污染等特性。一般使用的改良材料有礦物系（如膨潤(rùn)土泥漿）、界面活性劑系（如泡沫）、高吸水性樹(shù)脂系和水溶性高分子系四類(lèi)（我國(guó)目前常用前兩類(lèi)），可單獨(dú)或組合使用（學(xué)吧考培）。

（3）塑流化改良控制是土壓式盾構(gòu)施工控制的最重要要素之一，要隨時(shí)把握土壓倉(cāng)內(nèi)土砂的塑性流動(dòng)性。一般按以下方法掌握塑流性狀態(tài)。

1）根據(jù)排土性狀

取樣測(cè)定（或根據(jù)經(jīng)驗(yàn)?zāi)恳暎┩辽暗奶涠龋园盐胀翂簜}(cāng)內(nèi)土砂的流動(dòng)狀態(tài)。

2）根據(jù)土砂輸送效率

一般情況下，土壓倉(cāng)內(nèi)土砂的塑性流動(dòng)性好，盾構(gòu)掘進(jìn)就正常，兩者高度相關(guān)。

3）根據(jù)盾構(gòu)機(jī)械負(fù)荷

根據(jù)刀盤(pán)油壓（或電壓）、刀盤(pán)扭矩、螺旋輸送機(jī)扭矩、千斤頂推力等機(jī)械負(fù)荷變化，判斷土砂的流動(dòng)狀態(tài)。

（三）泥水式盾構(gòu)的泥漿性能控制

泥水式盾構(gòu)掘進(jìn)時(shí)，泥漿起著兩方面的重要作用：一是依靠泥漿壓力在開(kāi)挖面形成泥膜或滲透區(qū)域，開(kāi)挖面土體強(qiáng)度提高，同時(shí)泥漿壓力平衡了開(kāi)挖面土壓和水壓，達(dá)到了開(kāi)挖面穩(wěn)定的目的；二是泥漿作為輸送介質(zhì)，擔(dān)負(fù)著將所有挖出土砂運(yùn)送到工作井外的任務(wù)。因此，泥漿性能控制是泥水式盾構(gòu)施工的最重要要素之一。

泥漿性能包括：相對(duì)密度、黏度、pH值、過(guò)濾特性和含砂率。

（四）排土量控制

1．開(kāi)挖土量計(jì)算

單位掘進(jìn)循環(huán)（一般按一環(huán)管片寬度為一個(gè)掘進(jìn)循環(huán)）開(kāi)挖土量Q，一般按下式計(jì)算：

Q=

D2·St （1K413034-1）

式中Q——開(kāi)挖土計(jì)算體積（m3）；

D——盾構(gòu)外徑（m）；

St——掘進(jìn)循環(huán)長(zhǎng)度（m）。

當(dāng)使用仿形刀或超挖刀時(shí)，應(yīng)計(jì)算開(kāi)挖土體積增加量。

2．土壓式盾構(gòu)出土運(yùn)輸方法與排土量控制

土壓式盾構(gòu)的出土運(yùn)輸（二次運(yùn)輸）一般采用軌道運(yùn)輸方式。

土壓式盾構(gòu)排土量控制方法分為重量控制與容積控制二種。重量控制有檢測(cè)運(yùn)土車(chē)重量、用計(jì)量漏斗檢測(cè)排土量等控制方法。容積控制一般采用比較單位掘進(jìn)距離開(kāi)挖土砂運(yùn)土車(chē)臺(tái)數(shù)的方法和根據(jù)螺旋輸送機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)推算的方法。我國(guó)目前多采用容積控制方法。

3．泥水式盾構(gòu)排土量控制

泥水式盾構(gòu)排土量控制方法分為容積控制與干砂量（干土量）控制兩種。

容積控制方法如下，檢測(cè)單位掘進(jìn)循環(huán)送泥流量Q1與排泥流量Q2，按下式計(jì)算排土體積Q3：

Q3=Q2-Q1 （1k413034-2）

式中：Q3——排土體積（m3）；

Q2——排泥流量（m3）；

Q1——送泥流量（m3）。

對(duì)比Q3與Q，當(dāng)Q>Q3時(shí)，一般表示泥漿流失（泥漿或泥漿中的水滲入土體）；Q<>

干砂量表征土體或泥漿中土顆粒的體積，開(kāi)挖土干砂量V按下式計(jì)算：

V=Q·100/（GS·ω+100） （1K413034-3）

式中：V——開(kāi)挖土干砂量（m3）；

Q——開(kāi)挖土計(jì)算體積（m3）；

GS——土顆粒相對(duì)密度；

ω——土體的含水量（%）。

干砂量的控制方法是，檢測(cè)單位掘進(jìn)循環(huán)送泥干砂量V1與排泥干砂量V2，按下式計(jì)算排土干砂量V3：

V3=V2-V1=[（G2-1）·*Q2-（G1-1）·*Q1]/（G1-1） （1K413034-4）

式中V3——排土干砂量（m3）；

V2——排泥干砂量（m3）；

V1——送泥干砂量（m3）；

G2——排泥相對(duì)密度；

G1——送泥相對(duì)密度。

對(duì)比V3與V，當(dāng)V>V3時(shí)，一般表示泥漿流失；V<>