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。
1 土壓平衡式盾構(gòu)正面阻力過(guò)大
1.1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。
1.2原因分析
(1)盾構(gòu)刀盤的進(jìn)土開(kāi)口率偏小,進(jìn)土不暢通;
(2)盾構(gòu)正面地層土質(zhì)發(fā)生變化;
(3)盾構(gòu)正面遭遇較大塊的障礙物;
(4)推進(jìn)千斤頂內(nèi)泄漏,達(dá)不到其本身的Z高額定油壓;
(5)正面平衡壓力設(shè)定過(guò)大;
(6)刀盤磨損嚴(yán)重。
1.3預(yù)防措施
(1)合理設(shè)計(jì)土孔的尺寸,保證出土?xí)惩ǎ?/p>
(2)隧道軸線設(shè)計(jì)前應(yīng)對(duì)盾構(gòu)穿越沿線作詳細(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。
1.4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(kāi)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。
2 土壓平衡盾構(gòu)正面壓力的過(guò)量波動(dòng)
2.1現(xiàn)象
在盾構(gòu)推進(jìn)及管片拼裝的過(guò)程中,開(kāi)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。
2.2原因分析
(1)推進(jìn)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(kāi)挖面平衡壓力急劇上升;
(3)盾構(gòu)后退,使開(kāi)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。
2.3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)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(méi)有內(nèi)漏泄現(xiàn)象。
2.4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。
3 土壓平衡盾構(gòu)螺旋機(jī)出土不暢
3.1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。
3.2原因分析
(1)盾構(gòu)開(kāi)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?荷工作,過(guò)熱或油壓過(guò)高而停止工作。
3.3預(yù)防措施
(1)螺旋機(jī)打滑時(shí),把盾構(gòu)開(kāi)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)的負(fù)荷。
3.4治理方法
(1)打開(kāi)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=土倉(cāng)壓力
4 盾構(gòu)掘進(jìn)軸線偏差
4.1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;
4.2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。
4.3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(kāi)挖面注入泡沫或膨潤(rùn)土的辦法,改善土體使推進(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。
4.4治理方法
(1)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;
(2)對(duì)開(kāi)挖面做具部的超挖,使盾構(gòu)沿著被超挖的一側(cè)前進(jìn);
(3)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。
5 盾構(gòu)過(guò)量的自轉(zhuǎn)
5.1、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、封頂快拼裝等困難。
5.2、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。
5.3、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。
5.4、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。
6 盾構(gòu)后退
6.1、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(kāi)挖面壓力下降,地面產(chǎn)生下沉變形。
6.2、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)?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(méi)有控制好應(yīng)有的防后退頂力。
6.3、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。
6.4、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)。
7 盾尾密封裝置泄漏
7.1、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。
7.2、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。
7.3、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;
(2)及時(shí)、保量、均勻的壓注盾尾油脂;
(3)控制盾構(gòu)姿態(tài),避免盾構(gòu)產(chǎn)生后退現(xiàn)象;
(4)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;
7.4、治理方法
(1)對(duì)已經(jīng)產(chǎn)生泄漏的部位集中壓注盾尾油脂,恢復(fù)密封的性能;
(2)管片拼裝時(shí)在管片背面塞入海綿,將泄漏部位堵;
(3)有多道盾尾鋼絲刷的盾構(gòu)可將Z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。
8 盾構(gòu)切口前方底層過(guò)量變形
8.1、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
8.2、原因分析
(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。
8.3、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。
8.4、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。
9 運(yùn)輸過(guò)程中管片受損
9.1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。
9.2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;
(2)管片翻身時(shí)碰擦邊角,引起損壞;
(3)管片堆放時(shí)墊木沒(méi)有放置妥當(dāng);
(4)用鋼絲繩起吊管片時(shí)鋼絲繩將管片的棱邊勒壞;
(5)運(yùn)輸管片的平板車顛簸跳動(dòng),造成管片損壞;
(6)在管片吊放時(shí),放下動(dòng)作過(guò)大,使管片損壞。
9.3、預(yù)防措施
(1)行車操作要平穩(wěn),防止過(guò)大的晃動(dòng);
(2)管片使用翻身架翻身,或用專用吊具翻身,保證管片翻身過(guò)程中的平穩(wěn);
(3)地面堆放管片時(shí),上下兩塊管片之間要墊上墊木;
(4)設(shè)計(jì)吊運(yùn)管片的專用吊具,使鋼絲繩在吊運(yùn)管片的過(guò)程中不碰撞管片的邊角;
(5)采用運(yùn)輸管片的專用平板車,加設(shè)避震設(shè)置;疊放的管片之間墊好墊木;
(6)工作面儲(chǔ)存管片的地方放置枕木將管片墊高,使存放的管片與隧道不產(chǎn)生碰撞。
9.4、治理措施
已經(jīng)碰撞損壞的管片應(yīng)及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ),損壞較重的管片運(yùn)回地面進(jìn)行整修,更換新的管片。
(來(lái)源:百度文庫(kù))