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

（1）盾構(gòu)刀盤(pán)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)不到其本身的最高額定油壓；

（5）正面平衡壓力設(shè)定過(guò)大；

（6）刀盤(pán)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?/span>

（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(pán)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(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。

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(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。

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。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(mén)，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。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。

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(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(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。

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

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

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。

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)；

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(pán)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。

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。

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(chē)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。

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(pán)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(pán)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。

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(kāi)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；

（2）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。

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)。

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；

（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。

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，將泄漏部位堵住；

（3）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。

盾構(gòu)切口前方底層過(guò)量變形

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

（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)；

（1）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。

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(chē)吊運(yùn)管片時(shí)，管片由于晃動(dòng)而碰撞行車(chē)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(chē)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。

預(yù)防措施

（1）行車(chē)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(zhuān)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(zhuān)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(zhuān)用平板車(chē)，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。

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。

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