盾構(gòu)施工常見問(wèn)題及治理

1、隧道盾構(gòu)掘進(jìn)施工盾構(gòu)掘進(jìn)是盾構(gòu)法隧道施工的主要工序， 要保證隧道的實(shí)際軸線 和設(shè)計(jì)軸線相吻合，并確保圓環(huán)拼裝質(zhì)量，使隧道不漏水，地面不產(chǎn) 生大的變形。 總結(jié)了盾構(gòu)掘進(jìn)施工九大常見問(wèn)題及預(yù)防措施， 方便大 家在實(shí)際施工中比對(duì)防治。、土壓平衡式盾構(gòu)正面阻力過(guò)大現(xiàn)象盾構(gòu)推進(jìn)過(guò)程中， 由于正面阻力過(guò)大造成盾構(gòu)推進(jìn)困難和地面隆 起變形。原因分析盾構(gòu)刀盤的進(jìn)土開口率偏小，進(jìn)土不暢通； 盾構(gòu)正面地層土質(zhì)發(fā)生變化； 盾構(gòu)正面遭遇較大塊的障礙物； 推進(jìn)千斤頂內(nèi)泄漏，達(dá)不到其本身的最高額定油壓； 正面平衡壓力設(shè)定過(guò)大； 刀盤磨損嚴(yán)重預(yù)防措施1）合理設(shè)計(jì)土孔的尺寸，保證出土?xí)惩ǎ?2）隧道軸線設(shè)計(jì)前應(yīng)對(duì)盾構(gòu)穿越沿線

2、作詳細(xì)的地質(zhì)勘察，摸清沿線影響盾構(gòu)推進(jìn)障礙物的具體位置、 深度、以使軸線設(shè)計(jì)考慮到 這一狀況；3）詳細(xì)了解盾構(gòu)推進(jìn)斷面內(nèi)的土質(zhì)狀況，以便及時(shí)調(diào)整土壓設(shè)定值、推進(jìn)速度等施工參數(shù)；4）經(jīng)常檢修刀盤和推進(jìn)千斤頂，確保其運(yùn)行良好； 5）合理設(shè)定平衡壓力，加強(qiáng)施工動(dòng)態(tài)管理，及時(shí)調(diào)整控制平衡壓力值。治理辦法1）采取輔助技術(shù)， 盡量采取在工作面內(nèi)進(jìn)行推進(jìn)障礙物清理，在條件許可的情況下，也可采取大開挖施工法清理正面障礙物；2）增添千斤頂，增加盾構(gòu)總推力。二、土壓平衡盾構(gòu)正面壓力過(guò)量波動(dòng)現(xiàn)象在盾構(gòu)推進(jìn)及管片拼裝的過(guò)程中， 開挖面的平衡上壓力發(fā)生異常 的波動(dòng)，與理論力值或設(shè)定應(yīng)力值發(fā)生較大的偏差。原因分析1）推進(jìn)

3、速度與螺旋機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度不匹配； 2）當(dāng)盾構(gòu)在砂土土層中施工時(shí)，螺旋機(jī)摩擦力大或形成土塞而被堵住，出土不暢，使開挖面平衡壓力急劇上升；3）盾構(gòu)后退，使開挖面平衡壓力下降； 4）土壓平衡控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障造成實(shí)際上壓力與設(shè)定土壓力的偏差。預(yù)防措施1）正確設(shè)定盾構(gòu)推進(jìn)的施工參數(shù)，使推進(jìn)設(shè)速度與螺旋機(jī)的出土能力相匹配；2）當(dāng)土體強(qiáng)度高，螺旋機(jī)排土不暢時(shí)，在螺旋機(jī)或土倉(cāng)中適量地家注水或泡沫等潤(rùn)滑劑，提高出土的效率。當(dāng)土體很軟，排土很 快影響正面壓力的建立時(shí)， 適當(dāng)關(guān)小螺旋機(jī)的閘門， 保證平衡土壓力 的建立；3）管片拼裝作業(yè)，要正確伸縮千斤頂，嚴(yán)格控制油壓和伸出千斤頂?shù)臄?shù)量，確保拼裝時(shí)盾構(gòu)不后退；4）正確設(shè)

4、定平衡土壓力值以及控制系統(tǒng)的控制參數(shù)； 5）加強(qiáng)設(shè)備維修保養(yǎng)，保證設(shè)備完好率，確保千斤頂沒有內(nèi)漏泄現(xiàn)象。治理方法1）向切削面注入泡沫、水、澎潤(rùn)土等物質(zhì)，改善切削進(jìn)入土倉(cāng)內(nèi)的土體的性能，提高螺旋機(jī)的排土能力，穩(wěn)定正面土壓；2）維修好設(shè)備，減少液壓系統(tǒng)的泄漏； 3）對(duì) 控制系統(tǒng)的參數(shù)重新進(jìn)行設(shè)定，滿足使用要求。三、土壓平衡盾構(gòu)螺旋機(jī)出土不暢現(xiàn)象螺旋機(jī)螺桿形成“土棍”， 螺旋機(jī)無(wú)法出土， 或螺旋機(jī)內(nèi)形成阻 塞負(fù)荷增大，電動(dòng)機(jī)無(wú)法帶動(dòng)螺旋機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，不能出土。原因分析(1) 盾構(gòu)開挖面平衡壓力過(guò)低，無(wú)法在螺旋機(jī)內(nèi)形成足夠壓力,螺旋機(jī)不能正常進(jìn)土，也不能出土;(2) 螺旋機(jī)螺桿安裝于殼體不同心，運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中殼

5、體磨損，使葉片與殼體間隙增大，出土效率低;(3) 盾構(gòu)在砂性土及強(qiáng)度較高的黏性土中推進(jìn)時(shí)，土與螺旋機(jī)殼體間的摩擦力大，螺旋機(jī)的旋轉(zhuǎn)阻力加大，電動(dòng)機(jī)無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng);(4) 大塊的漂礫進(jìn)入螺旋機(jī)，卡住螺桿;(5) 螺旋機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間高負(fù)荷工作，過(guò)熱或油壓過(guò)高而停止工作。預(yù)防措施(1) 螺旋機(jī)打滑時(shí)，把盾構(gòu)開挖面平衡壓力的設(shè)定值提高，盾構(gòu)的推進(jìn)速度提高，使螺旋機(jī)正常進(jìn)土;(2) 螺旋機(jī)安裝時(shí)要注意精度，運(yùn)作過(guò)程中加強(qiáng)對(duì)軸承的潤(rùn)滑;(3) 降低推進(jìn)速度，使單位時(shí)間內(nèi)螺旋機(jī)的進(jìn)土量降低，螺旋機(jī)的電動(dòng)機(jī)的負(fù)荷降低;(4) 在螺旋機(jī)中加注水、泥漿或泡沫等潤(rùn)滑劑，使土與螺旋機(jī)外殼的摩擦力降低，減少電動(dòng)機(jī)的

6、負(fù)荷。治理方法(1) 打開螺旋機(jī)的蓋板，清理螺旋機(jī)被堵塞的部位;(2) 將磨損的螺旋機(jī)螺桿更換。水壓力+ 土壓力二土倉(cāng)壓力四、盾構(gòu)掘進(jìn)軸線偏差現(xiàn)象盾構(gòu)掘進(jìn)過(guò)程中， 盾構(gòu)推進(jìn)軸線過(guò)量偏離隧道設(shè)計(jì)軸線， 影響成 環(huán)管片的軸線。原因分析1）盾構(gòu)超挖或欠挖，造成盾構(gòu)在土體內(nèi)的姿態(tài)不好，導(dǎo)致盾構(gòu)軸線產(chǎn)生過(guò)量的偏離；2）盾構(gòu)測(cè)量誤差導(dǎo)致軸線的偏差； 3）盾構(gòu)糾偏不及時(shí)或糾偏不到位； 4）盾構(gòu)處于不均勻土層中，即處于兩種不同土層相交的地帶時(shí)，兩種土的壓縮性、抗壓強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度等指標(biāo)不同；5）盾構(gòu)處于非常軟弱的土層中如果推進(jìn)停止的間隙過(guò)長(zhǎng)當(dāng)正面平衡壓力損失時(shí)，會(huì)導(dǎo)致盾構(gòu)下沉；6）拼裝管片時(shí)，拱底塊部位盾殼內(nèi)清

7、理不干凈，有雜質(zhì)夾雜在相鄰兩環(huán)管片的接縫內(nèi)， 就使管片的下部超前， 軸線產(chǎn)生向上的趨 勢(shì)，影響盾構(gòu)推進(jìn)軸線的控制；7）同步注漿量不夠或漿液質(zhì)量不好，泌水后引起隧道沉降，而影響推進(jìn)軸線的控制；8）漿液不固結(jié)使隧道在大的推力作用下引起變形。預(yù)防措施(1)正確設(shè)定平衡壓力，使盾構(gòu)的出土量與理論值接近，減少超挖與欠挖現(xiàn)象，控制好盾構(gòu)的姿態(tài);(2)盾構(gòu)施工過(guò)程中經(jīng)常校正、復(fù)測(cè)及復(fù)核測(cè)量基站;(3) 發(fā)現(xiàn)盾構(gòu)姿態(tài)出現(xiàn)偏差時(shí)應(yīng)及時(shí)糾偏，使盾構(gòu)正確的沿著隧道設(shè)計(jì)軸線前進(jìn);(4) 盾構(gòu)處于不均勻土層中時(shí)，適當(dāng)控制推進(jìn)速度，多用刀盤刻削土體，減少推進(jìn)時(shí)的不均勻阻力。也可以采用向開挖面注入泡沫 或膨潤(rùn)土的辦法，改善

8、土體使推進(jìn)更加順暢;(5) 當(dāng)盾構(gòu)在極其軟弱的土層中施工時(shí)，應(yīng)掌握推進(jìn)速度與進(jìn)土量的關(guān)系，控制正面土體的流失;(6) 拼裝拱底塊管片前應(yīng)對(duì)盾殼底部的垃圾進(jìn)行清理，防止雜質(zhì)夾雜在管片間，影響隧軸線;(7) 在施工中按質(zhì)保量做好注漿工作，保證漿液的攪拌質(zhì)量和注入方量。治理方法調(diào)整盾構(gòu)的千斤頂編組或調(diào)整各區(qū)域油壓及時(shí)糾正盾構(gòu)軸線;對(duì)開挖面做具部的超挖，使盾構(gòu)沿著被超挖的一側(cè)前進(jìn);盾構(gòu)的軸線受到管片位置的阻礙不能進(jìn)行糾偏時(shí)，采用楔子環(huán)管片調(diào)整環(huán)面與隧道設(shè)計(jì)軸線的垂直度，改善盾構(gòu)后座面。五、盾構(gòu)過(guò)量的自轉(zhuǎn)現(xiàn)象盾構(gòu)推進(jìn)中盾構(gòu)發(fā)生過(guò)量的旋轉(zhuǎn)， 造成盾構(gòu)與車架連接不好， 設(shè) 備運(yùn)行不穩(wěn)定，增加測(cè)量、封頂快拼裝

9、等困難。原因分析1）盾構(gòu)內(nèi)設(shè)備布置重量不平衡，盾構(gòu)的重心不在垂直的中心線上而產(chǎn)生了旋轉(zhuǎn)力矩；2）盾構(gòu)所處的土層不均勻，兩側(cè)的阻力不一致，造成推進(jìn)過(guò)程中受到附加的旋轉(zhuǎn)力矩；3）在施工過(guò)程中刀盤或旋轉(zhuǎn)設(shè)備連續(xù)同一轉(zhuǎn)向，導(dǎo)致盾構(gòu)在推進(jìn)運(yùn)動(dòng)中旋轉(zhuǎn)；4）在糾偏時(shí)左右千斤頂推力不同及盾構(gòu)安裝時(shí)千斤頂軸線與盾構(gòu)軸線不平行。預(yù)防措施1）安裝于盾構(gòu)內(nèi)的設(shè)備作合理布置，并對(duì)各設(shè)備的重量和位置進(jìn)行驗(yàn)算，使盾構(gòu)重心與中線上或配置配重調(diào)整重心位置于中心線 上；2）經(jīng)常糾正盾構(gòu)轉(zhuǎn)角，使盾構(gòu)自轉(zhuǎn)于允許范圍內(nèi)； 3）根據(jù)盾構(gòu)的自轉(zhuǎn)角，經(jīng)常改變旋轉(zhuǎn)設(shè)備的工作轉(zhuǎn)向。治理方法1）可通過(guò)改變刀盤拿或旋轉(zhuǎn)設(shè)備的轉(zhuǎn)向或改變管片的拼裝順序

10、來(lái)調(diào)節(jié)盾構(gòu)的自轉(zhuǎn)角度；2）盾構(gòu)自轉(zhuǎn)量較大時(shí)， 可采用單側(cè)壓重的方法糾正盾構(gòu)轉(zhuǎn)角。六、盾構(gòu)后退現(xiàn)象盾構(gòu)停止推進(jìn)， 尤其是拼裝管片的時(shí)候，產(chǎn)生后退的現(xiàn)象，使開 挖面壓力下降，地面產(chǎn)生下沉變形。原因分析1）盾構(gòu)千斤頂自鎖性能不好，千斤頂回縮；、 2）千斤頂大腔的安全溢流閥壓力設(shè)定過(guò)低，使千斤頂無(wú)法頂住盾構(gòu)正面的土壓力；3）盾構(gòu)拼裝管片時(shí)千斤頂縮回的個(gè)數(shù)過(guò)多，并且沒有控制好應(yīng)有的防后退頂力。預(yù)防措施1）加強(qiáng)盾構(gòu)千斤頂?shù)木S修保養(yǎng)工作，防止產(chǎn)生內(nèi)泄漏； 2）安全溢流閥的壓力調(diào)至規(guī)定值； 3）拼裝時(shí)不多縮千斤頂，管片拼裝到位及時(shí)伸出千斤頂?shù)揭?guī)定壓力。治理方法盾構(gòu)發(fā)生后退， 應(yīng)及時(shí)采取預(yù)防措施， 防止后退的情

11、況進(jìn)一步加 劇，如因盾構(gòu)后退而無(wú)法拼裝，可進(jìn)行二次推進(jìn)。七、盾尾密封裝置泄漏現(xiàn)象地下水、泥及同步注漿漿液從盾尾的密封裝置滲漏進(jìn)入盾尾的盾 殼和隧道內(nèi)，嚴(yán)重影響工程進(jìn)度和施工質(zhì)量，甚至對(duì)工程安全 帶來(lái) 災(zāi)難。原因分析1）管片與盾尾不同心，使盾尾和管片間的間隙局部過(guò)大，超過(guò)密封裝置的密封界限；2）密封裝置受偏心的管片過(guò)度擠壓后，產(chǎn)生塑性變形，失去彈性，密封性能下降；3）盾尾密封油脂壓注不充分， 盾尾鋼刷內(nèi)浸入了漿液并固結(jié)，盾尾刷的彈性喪失，密封性能下降；4）盾構(gòu)后退，造成盾尾刷與管片間發(fā)生刷毛方向相反的運(yùn)動(dòng)，使刷毛反轉(zhuǎn)，盾尾刷變形而密封性能下降；5）盾尾密封油脂的質(zhì)量不好，對(duì)盾尾鋼絲刷起不到保護(hù)的

12、作用，或因油脂中含有雜質(zhì)堵塞泵，使油脂壓注量達(dá)不到要求。預(yù)防措施1）嚴(yán)格控制盾構(gòu)推進(jìn)的糾偏量，盡量使管片四周的盾尾空隙均勻一致，減少管片對(duì)盾尾密封刷的擠壓程度；及時(shí)、保量、均勻的壓注盾尾油脂； 控制盾構(gòu)姿態(tài)，避免盾構(gòu)產(chǎn)生后退現(xiàn)象； 采用優(yōu)質(zhì)的油脂要求有足夠的粘度、流動(dòng)性、潤(rùn)滑性、密封性能。治理方法對(duì)已經(jīng)產(chǎn)生泄漏的部位集中壓注盾尾油脂，恢復(fù)密封的性厶匕能；管片拼裝時(shí)在管片背面塞入海綿，將泄漏部位堵??； 有多道盾尾鋼絲刷的盾構(gòu)可將最里面的一道鋼刷更換，以保證盾尾刷的密封性；4）從盾尾內(nèi)清除密封裝置鋼刷內(nèi)雜物。八、盾構(gòu)切口前方底層過(guò)量變形現(xiàn)象在盾構(gòu)推進(jìn)過(guò)程中，切口前方地面出現(xiàn)超量沉降或隆起。原因分析

13、1）地質(zhì)狀況發(fā)生突變； 2）施工參數(shù)設(shè)定不當(dāng)，如平衡土壓力設(shè)定值偏低或偏高，推進(jìn)速度過(guò)快或過(guò)慢；3）盾構(gòu)切削土體時(shí)超挖或欠挖。預(yù)防措施1）詳細(xì)了解地質(zhì)狀況，及時(shí)調(diào)整施工參數(shù)； 2）盡快摸索出施工參數(shù)的設(shè)定規(guī)律，嚴(yán)格控制平衡壓力及推進(jìn)進(jìn)度設(shè)定值，避免其波動(dòng)范圍過(guò)大；3）按理論出土量和施工實(shí)際工況定出合理出土量。治理方法根據(jù)地面監(jiān)測(cè)情況，及時(shí)調(diào)整盾構(gòu)施工參數(shù)、如推進(jìn)速度、平衡 壓力、出土量等。九、運(yùn)輸過(guò)程中管片受損現(xiàn)象在管片垂直運(yùn)輸與水平運(yùn)輸過(guò)程中，將管片邊角撞壞。原因分析1）行車吊運(yùn)管片時(shí)，管片由于晃動(dòng)而碰撞行車支腿或其他物件，造成邊角損壞；管片翻身時(shí)碰擦邊角，引起損壞； 管片堆放時(shí)墊木沒有放置妥當(dāng)； 用鋼絲繩起吊管片時(shí)鋼絲繩將管片的棱邊勒壞； 運(yùn)輸管片的平板車顛簸跳動(dòng)，造成管片損壞； 在管片吊放時(shí)，放下動(dòng)作過(guò)大，使管片損壞。預(yù)防措施1）行車操作要平穩(wěn)，防止過(guò)大的晃動(dòng)； 2）