盾构掘进中的九大问题

接触盾构机半年多了，对盾构机常见的问题有了一定的认识和体会，总结下以供参考学习！1 盾构机身滚动问题盾构机身滚动是由于刀盘切削开挖面土体产生的扭矩大于盾构机壳体与隧道洞壁之间的摩擦力矩而产生的。

在两地层分界面掘进时，由于岩性差别太大且岩层稳定性较好，此时扭矩很大，而盾构机壳体与洞壁之间只有部分产生摩擦力，当摩擦力矩无法平衡刀盘切削土体产生的扭矩时将引起盾构机身的滚动，过大的滚动会影响管片的拼装，也会引起隧道轴线的偏斜。

一般情况下，当滚动偏差超过0.5°时，应及时采用以下方法进行纠正。

1）针对性地加注泡沫减小刀盘扭矩。

2）及时注浆，确保注浆量，采用活性浆液等措施增大盾构周边摩擦力。

3）改变刀盘旋转方向，放慢推进速度。

2 泥饼问题盾构机穿越粘性土层时，由于刀盘面需维持较高的压力，而且温度一般也很高。

这样粘性土在高温、高压作用下易压实固结产生泥饼，特别是在刀盘的中心部位。

当产生泥饼时，掘进速度急剧下降，刀盘扭矩也会上升，大大降低开挖效率，甚至无法掘进。

施工中主要采取下列措施。

1）在到达这种地层之前把刀盘上的部分滚刀换成刮刀，增大刀盘的开口率。

2）适量增加泡沫的注入量，减小碴土的黏附性，降低泥饼产生的几率。

3）刀盘背面和土仓压力隔板上设搅拌棒，以加强搅拌强度和范围，并通过土仓隔板上搅拌棒的泡沫孔向土仓中注射泡沫，改善渣土和易性，增大渣土流动性。

4）必要时螺旋输送机内也要加入泡沫，以增加碴土的流动性，利于碴土的排出。

5）采用2/3仓土加气压模式掘进。

6）一旦产生泥饼，可空转刀盘使泥饼在离心力的作用下脱落。

确保开挖面稳定的情况下也可采用人工进仓清除。

3 螺旋输送机喷涌问题当基岩裂隙水发育时，隔水层厚度不一致且常缺失。

在这种地层中，如果盾构机没有连续掘进或掘进间歇，以及同步注浆不密实形成流水通道，水压较大，土质不良，进入土仓的渣土不具有一定的塑性（粘土矿物质含量少，密水性差），那么承压水与无塑性渣土容易形成螺旋输送器喷涌。

盾构施工中常见的问题及处理措施前言盾构施工工法在国内近年流行的机械化施工作业，由于盾构工法较传统的矿山法施工作业安全、自动化程度高、工人劳动强度低，越来越受施工单位欢迎。

盾构工法经过在国内多年的施工实践，盾构工法逐步被人们所认识和了解，虽然盾构工法有很多的优点，但其缺点也不少，如盾构施工中发生错台、管片破损等质量问题，没法返工，留下工程永久性的质量缺陷，质量问题重点为预控。

因此，施工过程中的风险管理越来越受人们所重视，不断探索施工风险预控制技术，不但可以提供施工质量水平和企业的技术管理水平，同时有利于避免质量、安全事故，降低施工成本。

风险管理关键在于发现问题，分析问题，采取应对措施和预防措施，总结经验，不断提高工程风险的管理。

现本文以表格的形式对盾构施工过程中的一些质量问题分类概述，并找出问题产生的原因，进而提出处理措施。

见下表：质量问题产生的原因处理措施出洞段拆除封门时出现涌水、流砂封门外侧加固土体强度低1.创造条件使盾构尽快进入洞口，并对洞门圈进行加固封堵，如双液注浆、直接冻结等2.加强监测，观测封门附近、工作井和周围环境的变化。

3.加强工作井的支护结构体系地下水发生变化封门外土体暴露时间太长洞口土体流失洞口土体加固效果不好1.洞口土体加固应提高施工质量，保证加固后土体强度和均匀性；2.洞门密封圈安装要准确，在盾构推进的过程中要注意观察，防止盾构刀盘的周边刀割伤橡胶密封圈；密封圈可涂牛油增加润滑性；洞门的扇形钢板要及时调整，改善密封圈的受力状况；3.在设计、使用洞门密封时要预先考虑到盾壳上的凸出物体，在相应位置设置可调节的构造，保证密封的性能；洞口密封装置失效掘进面土体失稳盾构推进轴线偏离设计轴线盾构基座变形1.盾构基座中心夹角轴线应与隧道设计轴线方向保持一致，当洞口段隧道设计轴线处于曲线状态时，可考虑盾构基座沿隧道设计曲线的切线方向放置，切点必须取洞口内侧面处；2.对基座框架结构的强度和刚度进行验算，以满足出洞时盾构穿越加固土体所产生的推力要求；3.控制盾构姿态，尽量使盾构轴线与盾构基座中心夹角轴线保持一致；4.盾构基座的底面与始发井的底板之间要垫平垫实，保证接触面积满足要求；5.在推进过程中合理控制盾构的总推力，使千斤顶合理编组，避免出现不均匀受力盾构后靠支撑发生位移或变形出洞推进时盾构轴线上浮后盾系统出现失稳反力架失效1.对体系的各构件必须进行强度、刚度校验，对受压构件一定要作稳定性验算。

盾构法施工质量通病及防治（二）第二节盾构掘进盾构掘进是盾构法隧道施工旳重要工序, 要保证隧道旳实际轴线和设计轴线相吻合, 并保证管片圆环拼装质量, 使隧道不漏水, 地面不产生大旳变形。

1、土压平衡式盾构正面阻力过大1.1、现象盾构推进过程中, 由于正面阻力过大导致盾构推进困难和地面隆起变形。

1.2、原因分析⑴盾构刀盘旳进土开口率偏小, 进土不畅通；⑵盾构正面地层土质发生变化；⑶盾构正面遭遇较大块状旳障碍物；⑷推进千斤顶内泄漏, 达不到其自身旳最高额定油压；⑸正面平衡压力设定过大；⑹刀盘磨损严重。

1.3、防止措施⑴合理设计进土孔旳尺寸, 保证出土畅通；⑵隧道轴线设计前, 应对盾构穿越沿线作详细旳地质勘查, 摸清沿线影响盾构推进旳障碍物旳详细位置、深度, 以使轴线设计考虑到这一状况；⑶详细理解盾构推进断面内旳土质状况, 以便及时优化调整土压设定值、推进速度等施工参数；⑷常常检修刀盘和推进千斤顶, 保证其运行良好；⑸合理设定平衡压力, 加强施工动态管理, 及时调整控制平衡压力值。

1.4、治理措施⑴采用辅助技术, 尽量采用在工作面内进行障碍物清理, 在条件许可旳状况下, 也可采用大开挖施工法清理正面障碍物；⑵增添千斤顶, 增长盾构总推力。

2、泥水加压平衡式盾构正面阻力过大2.1、现象盾构推进过程中, 由于正面阻力过大导致盾构推进困难。

2.2、原因分析⑴泥水平衡系统不能建立或泥水压力过大；⑵盾构刀盘旳进土开口率偏小, 进土不畅通；⑶盾构正面地层土质发生变化；⑷盾构正面遭遇较大块状旳障碍物；⑸推进千斤顶内泄漏, 达不到其自身旳最高额定油压。

2.3、防止措施⑴严格控制泥水质量, 精确设定泥水平衡压力、推进速度等施工参数, 同步保证泥水输送系统旳正常运行；⑵详细理解盾构推进断面内旳土质状况, 以便及时优化调整平衡压力设定值、推进速度等施工参数, 同步配制与土质相适应旳泥水；⑶在盾构穿越沿线做好详尽旳地质勘查, 事先清除障碍物或调整设计轴线；⑷常常检修推进千斤顶, 保证其运行良好。

1.盾构始发时怎样避免盾构机头扎头?始发推进后,在盾构抵达撑子面及脱离加固区时由于盾构下半部土体受到扰动,承载力降低容易出现盾构叩头现象。

应抬高盾构始发姿态,盾构机机头在安置时应设置一个仰角。

在掘进过程中头部周期性下降产生原因:盾构机在推进过程中,由于泥土仓实际土压力值低于理论值,使盾构机头部周期性地下降。

造成盾构机“磕头”。

处理方法:实际操作中,应使泥土仓土压力值略高于理论值,并在推进时按工况条件和地质情况在盾构机正面加入发泡剂、膨润土和水等改良土体的添加剂,改良开挖面的土体。

施工过程中要根据隧道的埋深、所在位置的土层状况和地层变形量等信息的反馈,对土压力设定值、推进速度和注浆量等施工参数及时地进行调整。

2.在盾构过程中如何解决机身滚动问题?盾构机身滚动是由于刀盘切削开挖面土体产生的扭矩大于盾构机壳体与隧道洞壁之间的摩擦力矩而产生的。

解决方法是1)针对性地加注泡沫减小刀盘扭矩。

2)及时注浆,确保注浆量,采用活性浆液等措施增大盾构周边摩擦力。

3)改变刀盘旋转方向,放慢推进速度。

.3.盾构过程中产生泥饼问题?盾构机在粘性土层中施工时,由于粘性土具有内摩擦角小、粘性大和流动困难等特点,使得粘性土体粘附在刀盘上。

被刀盘从开挖面上切削下来的粘土,通过刀盘渣槽进入泥土仓后,在泥土仓上压力的作用下容易被压实固结,首先将刀盘支撑臂中心充满填实,并很快地堵死了刀盘中心的渣槽,使刀盘中心正面的土体不能通过中心刀渣槽进入泥土仓,而是在刀盘挤压力的作用下从刀盘四周的渣槽进入泥土仓。

逐渐地,整个泥土仓内全部被压实固结的土体充满并堵塞。

当刀盘继续旋转切削土体时,固结土体的刀盘和开挖面土体之间产生很大的摩擦力,相互摩擦产生大量的热量,刀盘温度不断升高,使刀盘和泥土仓内的土体不断地被烧结固化,最终在刀盘和整个泥土仓内形成坚硬的“泥饼”。

“泥饼”形成后,刀盘扭矩和盾构机推进阻力均迅速增大,螺旋输送机无法出土,盾构机不能往前推进。

盾构施工中常见问题分析及防治措施随着城市的不断拓展和市场的不断扩大，盾构工程日益受到重视，成为城市建设中的重要组成部分。

然而，在盾构施工过程中，也时常会出现一些问题，如何有效地分析和解决这些问题，是保证盾构工程进展顺利和安全的关键之一。

本文将对盾构施工中常见问题进行分析，并提出相应的防治措施。

1. 盾构机故障盾构机是盾构施工中不可或缺的设备之一。

然而，在实际施工中，盾构机故障是比较常见的情况。

盾构机故障可能导致施工进度延误、安全事故等问题的发生。

1.1 故障原因•设备故障：盾构机本身设计出现缺陷或部件损坏等。

•操作不当：盾构机的操作人员在操作过程中出现失误或者质量不合格等问题。

•环境因素：如地质情况不稳定、施工区域的气候环境等因素均有可能导致盾构机故障。

1.2 防治措施•设备保养：对盾构机进行定期维护和保养，预防盾构机本身的故障。

•员工培训：对盾构机操作人员进行专业培训，提高员工的专业技能和操作水平，减少操作不当造成的故障。

•环境管理：对施工环境进行科学合理的管理，结合具体环境类型进行不同的措施，提高施工效率的同时减少盾构机故障的发生。

2. 施工质量问题盾构施工质量是工程质量的重要组成部分。

若施工质量存在问题，则会直接影响到工程安全和工程质量。

2.1 问题原因•施工人员技能不足：盾构施工需要相应的专业技能和经验，如果施工人员对于施工过程中的技术要求不熟练，则很容易出现质量问题。

•环境因素影响：施工过程中，环境因素会对施工质量产生一定的影响。

•材料质量问题：质量不达标的材料会对施工质量产生影响。

2.2 防治措施•员工培训：加强员工技术培训，保障员工对施工过程的掌握和熟练操作，提高施工质量。

•严格现场管理：加强现场施工管理，对施工现场进行密切的监管和管理，确保施工质量。

•细化施工标准：建立规范的施工标准，明确施工过程中的每一个环节，严格按照标准进行操作，提高施工质量。

3. 安全事故问题盾构施工涉及到大量的工程设备，涉及到工人的安全问题，因此安全事故问题时刻不能忽视。

盾构施工目前存在的问题第一区域（井上）1.盾构队部分人员是新员工，尤其特工作业（门吊，电瓶车，司索等）部分为实习阶段，所以作业安全问题不可忽视，要加强关键岗位培训、学习及安全操作交底。

2.设备人员（机修，电工）大部分实习生或工作时间不长，设备的维保存在效率问题，应加强设备维保人员的力量，提高维保人员的技能以保证设备完好率。

3.地面场地存在盾构施工与主体施工交叉作业，所以应加强对地面人员交叉作业安全意识。

4.场地的文明施工要加强，尤其渣池处应添加防护，避免泥巴掉落在管片及场地上。

5.龙门吊问题a 大车限位器有时不灵敏，需进行纠正。

b 扁担两侧渣斗吊钩目前为钢板式，需进行更换成链条式。

c 扁担主钩目前为16吨的，需更换为45吨挂钩。

d 对门吊大车及小车限位，钢丝绳，刹车设备人员需定期检查其完好性，保证门吊的运输安全。

e门吊称重仪表读数不准确，需进行标定。

第二区域（井下）1.场地卫生及安全防护要加强。

2.加强水平运输及垂直运输的安全责任意识，进行特种作业岗位专项交底。

第三区域（隧道）1.操作手及土木工程师在岗时间不长，部分还在实习阶段，所以要经常进行培训学习，提高工作能力和管理能力。

对于操作手、土木工程师要实行导师带徒计划，由导师进行现场指导及理论学习相结合的培养方式，尽快让操作手成长起来。

定期对其进行培训，提高他们的安全，质量意识，对于关键量如：出土量，注浆量，土压，渣土改良等能够有效的把控。

在实际的管片选型过程中，我们要综合考虑盾尾间隙、油缸行程差以及错缝拼装等条件进行管片选型。

在选型过程中我们的目的是同时将盾尾间隙和油缸行程差调整至最佳状态，如果二者不能同时满足时，则优先考虑调整盾尾间隙。

管片选型是一项复杂的工作，因此管片选型者应熟悉管片的结构特点、线路情况、以及盾构机性能等，选择出最佳的管片类型，建造出完美的隧道。

目前只有一台盾构机下井，但后续还有两台即将陆续下井，以目前人员情况必定缺少很多，需要储备操作手及土木工程师，所以从现在开始要培养其他两台机操作手及土木工程师，提前了解地层情况与施工班组间的磨合，提高操作手在掘进过程中异常问题的警觉性和处理方式如：a油温上升快可能的原因：刀盘扭矩或推力过大，或设备系统故障（如冷却系统）应立即停机检查或调整掘进参数。

大学生在盾构实习中遇到的问题
盾构施工实习中遇到的问题如下：始发推进后，在盾构抵达撑子面及脱离加固区时由于盾构下半部土体受到扰动，承载力降低容易出现盾构叩头现象。

在掘进过程中头部周期性下降。

产生原因：盾构机在推进过程中，由于泥土仓实际土压力值低于理论值，使盾构机头部周期性地下降。

造成盾构机“磕头”。

处理方法：实际操作中，应使泥土仓土压力值略高于理论值，并在推进时按工况条件和地质情况在盾构机正面加入发泡剂、膨润土和水等改良土体的添加剂。

拓展
在盾构过程中如何解决机身滚动问题？
盾构机身滚动是由于刀盘切削开挖面土体产生的扭矩大于盾构机壳体与隧道洞壁之间的摩擦力矩而产生的。

解决方法是
1）针对性地加注泡沫减小刀盘扭矩。

2）及时注浆,确保注浆量，采用活性浆液等措施增大盾构周边摩擦力。

3)改变刀盘旋转方向，放慢推进速度。

盾构施工过程中难点及解决方案分析盾构施工过程中的难点及解决方案分析盾构施工是地下工程中常用的一种施工方法，通过在地下隧道中推进盾构机来进行隧道的开挖和支护。

在盾构施工过程中，常会面临各种各样的难点，本文将从地层条件、地下水、地下设施、设备故障等方面进行分析，并提出相应的解决方案。

一、地层条件地层条件是盾构施工中最重要的因素之一。

地层的复杂性和不均匀性会给盾构施工带来困难。

例如，当遇到坚硬的岩层或极软的土壤时，盾构机容易遭遇顶板坍塌、地面沉降或停机等问题。

解决方案：1.前期的地质勘探调查是保证盾构施工顺利进行的关键。

通过充分了解地层情况，合理调整施工方案，选用更适合的盾构机和刀盘，以应对不同地层的挑战。

2.在遇到困难的地层时，可以采用人工喷砼支护、预压法或管片补偿等措施来增强地层的稳定性。

二、地下水地下水是盾构施工中另一个常见的难点。

地下水的涌入会导致隧道顶板下沉、设备损坏等问题。

解决方案：1.在盾构机施工前，进行充分的水文地质调查，预测地下水涌入量，合理设计施工方案，采取相应的水封措施。

2.在进入地下水较多的地层时，可以采用压气式盾构机，通过内部施加高压空气，形成气囊，阻止地下水涌入。

三、地下设施盾构施工可能会穿越或靠近各种地下设施，如地铁、管道、电缆等，这会给施工带来一定的风险。

解决方案：1.在施工前，充分了解区域内的地下设施分布情况，采取相应的措施，如选择避开或加固周围的设施。

2.借助先进的无损探测技术，如激光雷达扫描、地质雷达探测等，精确识别地下设施的位置，保障施工的安全进行。

四、设备故障盾构机在施工过程中可能会出现故障，这会导致施工的延误和成本的增加。

解决方案：1.定期进行盾构机的检修和维护，确保设备的正常运行。

2.在施工过程中，设立专门的设备监控和故障预警系统，及时发现设备问题并采取措施，避免故障对施工的影响。

总结：在盾构施工过程中，地层条件、地下水、地下设施和设备故障都是常见的难点。

盾构施工过程质量通病分析及预防1 施工过程质量通病分析1.1 土压平衡式盾构盾构推进困难和地面隆起变形原因分析:1、盾构刀盘的进土开口率偏小,进土不畅通;2、盾构正面地层土质发生变化;3、盾构正面遭遇较大块状的障碍物;4、推进千斤顶内泄漏,达不到其本身的最高额定油压;5、正面平衡压力设定过大。

1.2 盾构机后退盾构停止推进,尤其是拼装管片的时候,产生后退的现象,使开挖面压力下降,地面产生下沉变形。

而且盾构后退过多会严重损害盾尾密封装置寿命。

原因分析:1、盾构千斤顶自锁性能不好,千斤顶回缩;2、千斤顶安全溢流阀压力设定过低,使千斤顶无法顶住盾构正面的土压力;3、盾构拼装管片时千斤顶缩回的个数过多,并且没有控制好最小应有的防后退顶力。

1.3 盾尾密封装置泄漏原因分析:1、管片与盾尾不同心,使盾尾和管片间的空隙局部过大,超过密封装置的密封功能界限:2、密封装置受偏心的管片过度挤压后,产生塑性变形,失去弹性,密封性能下降;3、盾尾密封油脂压注不充分,盾尾钢刷内侵入了注浆的浆液并固结,盾尾刷的弹性丧失,密封性能下降;4、盾构后退,造成盾尾刷与管片间发生刷毛方向相反的运动,使刷毛反卷,盾尾刷变形而密封性能下降,严重影响盾尾密封寿命;5、盾尾密封油脂的质量不好,对盾尾钢丝刷起不到保护的作用,或因油脂中含有杂质堵塞泵,使油脂压注量达不到要求。

1.4 沿隧道轴线地层变形量过大原因分析:1、盾构开始掘进后,如不能同步地进行注浆或注浆效果差,则会产生地面沉降;2、盾尾密封效果不好,注浆压力又偏高,浆液从盾尾渗入隧道,造成有效注浆量不足:3、浆液质量不好,强度达不到要求,不能起到支护作用,造成地层变形量过大;4、注浆过程不均匀,推进过程中有时注浆压力大,注浆量足,有时注浆量少,甚至不注浆,造成对土体结构的扰动和破坏,使地层变形量过大。

1.5 同步注浆浆管堵塞原因分析:1、停止注浆的时间太长,留在浆管中的浆液结硬,引起堵塞;2、浆液中的砂含量太高,沉淀在浆管中,使浆管通径逐渐减小,引起堵塞;3、浆管的三通部位在压浆过程中有浆液积存,时间长了就沉淀凝固。