盾構(gòu)掘進九大常見問題及預(yù)防措施

1、盾構(gòu)掘進九大常見問題及預(yù)防措施盾構(gòu)掘進是盾構(gòu)法隧道施工的主要工序，要保證隧道的實際軸線和設(shè)計軸線相吻合，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)正面阻力過大1.1現(xiàn)象盾構(gòu)推進過程中，由于正面阻力過大造成盾構(gòu)推進困難和地面隆起變形。1.2原因分析（1）盾構(gòu)刀盤的進土開口率偏小，進土不暢通；（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）推進千斤頂內(nèi)泄漏，達不到其本身的最高額定油壓；（5）正面平衡壓力設(shè)定過大；（6）刀盤磨損嚴(yán)重1.3預(yù)防措施（1）合理設(shè)計土孔的尺寸，保證出土?xí)惩ǎ唬?）隧道軸線設(shè)計前應(yīng)對盾構(gòu)穿越沿線作詳細(xì)的地質(zhì)勘察，摸清沿線

2、影響盾構(gòu)推進障礙物的具體位置、深度、以使軸線設(shè)計考慮到這一狀況；（3） 詳細(xì)了解盾構(gòu)推進斷面內(nèi)的土質(zhì)狀況，以便及時調(diào)整土壓設(shè)定值、推進速度等施工參數(shù)；（4）經(jīng)常檢修刀盤和推進千斤頂，確保其運行良好；（5）合理設(shè)定平衡壓力，加強施工動態(tài)管理，及時調(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)進行推進障礙物清理，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。2 土壓平衡盾構(gòu)正面壓力的過量波動2.1現(xiàn)象在盾構(gòu)推進及管片拼裝的過程中，開挖面的平衡上壓力發(fā)生異常的波動，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）推進速

3、度與螺旋機的旋轉(zhuǎn)速度不匹配；（2）當(dāng)盾構(gòu)在砂土土層中施工時，螺旋機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)推進的施工參數(shù)，使推進設(shè)速度與螺旋機的出土能力相匹配；（2） 當(dāng)土體強度高，螺旋機排土不暢時，在螺旋機或土倉中適量地家注水或泡沫等潤滑劑，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，適當(dāng)關(guān)小螺旋機的閘門，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，確保拼裝時盾構(gòu)不后退；（

4、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。2.4治理方法（1） 向切削面注入泡沫、水、澎潤土等物質(zhì)，改善切削進入土倉內(nèi)的土體的性能，提高螺旋機的排土能力，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 控制系統(tǒng)的參數(shù)重新進行設(shè)定，滿足使用要求。3 土壓平衡盾構(gòu)螺旋機出土不暢3.1現(xiàn)象螺旋機螺桿形成“土棍”，螺旋機無法出土，或螺旋機內(nèi)形成阻塞負(fù)荷增大，電動機無法帶動螺旋機轉(zhuǎn)動，不能出土。3.2原因分析（1） 盾構(gòu)開挖面平衡壓力過低，無法在螺旋機內(nèi)形成足夠壓力，螺旋機不能正常進土，也不能出土；（2）螺旋機螺桿安裝

5、于殼體不同心，運轉(zhuǎn)過程中殼體磨損，使葉片與殼體間隙增大，出土效率低；（3）盾構(gòu)在砂性土及強度較高的黏性土中推進時，土與螺旋機殼體間的摩擦力大，螺旋機的旋轉(zhuǎn)阻力加大，電動機無法轉(zhuǎn)動；（4）大塊的漂礫進入螺旋機，卡住螺桿；（5）螺旋機驅(qū)動電動機，因為長時間高負(fù)荷工作，過熱或油壓過高而停止工作。3.3預(yù)防措施（1） 螺旋機打滑時，把盾構(gòu)開挖面平衡壓力的設(shè)定值提高，盾構(gòu)的推進速度提高，使螺旋機正常進土；（2）螺旋機安裝時要注意精度，運作過程中加強對軸承的潤滑；（3）降低推進速度，使單位時間內(nèi)螺旋機的進土量降低，螺旋機的電動機的負(fù)荷降低；（4）在螺旋機中加注水、泥漿或泡沫等潤滑劑，使土與螺旋機外殼的摩擦

6、力降低，減少電動機的負(fù)荷。3.4治理方法（1）打開螺旋機的蓋板，清理螺旋機被堵塞的部位；（2）將磨損的螺旋機螺桿更換。水壓力+土壓力=土倉壓力4 盾構(gòu)掘進軸線偏差4.1現(xiàn)象盾構(gòu)掘進過程中，盾構(gòu)推進軸線過量偏離隧道設(shè)計軸線，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)生過量的偏離；（2）盾構(gòu)測量誤差導(dǎo)致軸線的偏差；（3）盾構(gòu)糾偏不及時或糾偏不到位；（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，兩種土的壓縮性、抗壓強度、抗剪強度等指標(biāo)不同；（5） 盾構(gòu)處于非常軟弱的土層中如果推進停止的間隙過長當(dāng)正面平衡壓力損失時，會導(dǎo)致盾構(gòu)下沉

7、；（6） 拼裝管片時，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，影響盾構(gòu)推進軸線的控制；（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)施工過程中經(jīng)常校正、復(fù)測及復(fù)核測量基站；（3）發(fā)現(xiàn)盾構(gòu)姿態(tài)出現(xiàn)偏差時應(yīng)及時糾偏，使盾構(gòu)正確的沿著隧道設(shè)計軸線前進；（4） 盾構(gòu)處于不均勻土層中時，適當(dāng)控制推進速度，多用刀盤刻削土體，減少推進時的不均勻阻力。也

8、可以采用向開挖面注入泡沫或膨潤土的辦法，改善土體使推進更加順暢；（5） 當(dāng)盾構(gòu)在極其軟弱的土層中施工時，應(yīng)掌握推進速度與進土量的關(guān)系，控制正面土體的流失；（6） 拼裝拱底塊管片前應(yīng)對盾殼底部的垃圾進行清理，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)域油壓及時糾正盾構(gòu)軸線；（2）對開挖面做具部的超挖，使盾構(gòu)沿著被超挖的一側(cè)前進；（3）盾構(gòu)的軸線受到管片位置的阻礙不能進行糾偏時，采用楔子環(huán)管片調(diào)整環(huán)面與隧道設(shè)計軸線的垂直度，改善盾構(gòu)后座面。5 盾構(gòu)過量的自轉(zhuǎn)5.1、現(xiàn)象盾構(gòu)推進中盾構(gòu)發(fā)生過

9、量的旋轉(zhuǎn)，造成盾構(gòu)與車架連接不好，設(shè)備運行不穩(wěn)定，增加測量、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，造成推進過程中受到附加的旋轉(zhuǎn)力矩；（3） 在施工過程中刀盤或旋轉(zhuǎn)設(shè)備連續(xù)同一轉(zhuǎn)向，導(dǎo)致盾構(gòu)在推進運動中旋轉(zhuǎn)；（4） 在糾偏時左右千斤頂推力不同及盾構(gòu)安裝時千斤頂軸線與盾構(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，并對各設(shè)備的重量和位置進行驗算，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)

10、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調(diào)節(jié)盾構(gòu)的自轉(zhuǎn)角度；（2）盾構(gòu)自轉(zhuǎn)量較大時，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，尤其是拼裝管片的時候，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。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)定過低，使千斤頂無法頂住盾構(gòu)正面的土壓力；（3） 盾構(gòu)拼裝管片時千斤頂縮回的個數(shù)過多，并且沒有控制好應(yīng)有的防后退頂力。6.3、預(yù)防措施（1）加強盾構(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

11、溢流閥的壓力調(diào)至規(guī)定值；（3）拼裝時不多縮千斤頂，管片拼裝到位及時伸出千斤頂?shù)揭?guī)定壓力。6.4、治理方法盾構(gòu)發(fā)生后退，應(yīng)及時采取預(yù)防措施，防止后退的情況進一步加劇，如因盾構(gòu)后退而無法拼裝，可進行二次推進。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入盾尾的盾殼和隧道內(nèi)，嚴(yán)重影響工程進度和施工質(zhì)量，甚至對工程安全 帶來災(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大，超過密封裝置的密封界限；（2） 密封裝置受偏心的管片過度擠壓后，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

12、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動，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，對盾尾鋼絲刷起不到保護的作用，或因油脂中含有雜質(zhì)堵塞泵，使油脂壓注量達不到要求。7.3、預(yù)防措施（1） 嚴(yán)格控制盾構(gòu)推進的糾偏量，盡量使管片四周的盾尾空隙均勻一致，減少管片對盾尾密封刷的擠壓程度；（2）及時、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、流動性、潤滑性、密封性能；7.4、治理方法（1）對已經(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）管片拼裝時在管片背面塞入海

13、綿，將泄漏部位堵?。唬?）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。8盾構(gòu)切口前方底層過量變形8.1、現(xiàn)象在盾構(gòu)推進過程中，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，推進速度過快或過慢；（3）盾構(gòu)切削土體時超挖或欠挖。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進度設(shè)定值，避免其波動范圍過大；（3）按理論出土量和施工實際工況定出合理出土量。8.4、治理方法根據(jù)地面監(jiān)測情況，及時調(diào)整盾構(gòu)施工參數(shù)、如推進速度、平衡壓力、出土量等。9 運輸過程中管片受損9.1現(xiàn)象在管片垂直運輸與水平運輸過程中，將管片邊角撞壞。9.2原因分析（1） 行車吊運管片時，管片由于晃動而碰撞行車支腿或其他物件，造成邊角損壞；（2）管片翻身時碰擦邊角，引起損壞；（3）管片堆放時墊木沒有放置妥當(dāng)；（4）用鋼絲繩起吊管片時鋼絲繩將管片的棱邊勒壞；（5）運輸管片的平板車顛簸跳動，造成管片損壞；（6）在管片吊放時，放下動作過大，使管片損壞。9.3、預(yù)防措施（1）行車操作要平穩(wěn)，防止過大的晃動；（2