下载文档原格式
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。
隧道盾构掘进施工盾构掘进是盾构法隧道施工的主要工序，要保证隧道的实际轴线和设计轴线相吻合，并确保圆环拼装质量，使隧道不漏水，地面不产生大的变形。
总结了盾构掘进施工九大常见问题及预防措施，方便大家在实际施工中比对防治。
一、土压平衡式盾构正面阻力过大现象盾构推进过程中，由于正面阻力过大造成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的障碍物；（4）推进千斤顶泄漏，达不到其本身的最高额定油压；（5）正面平衡压力设定过大；（6）刀盘磨损严重预防措施（1）合理设计土孔的尺寸，保证出土畅通；（2）隧道轴线设计前应对盾构穿越沿线作详细的地质勘察，摸清沿线影响盾构推进障碍物的具体位置、深度、以使轴线设计考虑到这一状况；（3）详细了解盾构推进断面的土质状况，以便及时调整土压设定值、推进速度等施工参数；（4）经常检修刀盘和推进千斤顶，确保其运行良好；（5）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。
治理办法（1）采取辅助技术，尽量采取在工作面进行推进障碍物清理，在条件许可的情况下，也可采取大开挖施工法清理正面障碍物；（2）增添千斤顶，增加盾构总推力。
二、土压平衡盾构正面压力过量波动现象在盾构推进及管片拼装的过程中，开挖面的平衡上压力发生异常的波动，与理论力值或设定应力值发生较大的偏差。
原因分析（1）推进速度与螺旋机的旋转速度不匹配；（2）当盾构在砂土土层中施工时，螺旋机摩擦力大或形成土塞而被堵住，出土不畅，使开挖面平衡压力急剧上升；（3）盾构后退，使开挖面平衡压力下降；（4）土压平衡控制系统出现故障造成实际上压力与设定土压力的偏差。
预防措施（1）正确设定盾构推进的施工参数，使推进设速度与螺旋机的出土能力相匹配；（2）当土体强度高，螺旋机排土不畅时，在螺旋机或土仓中适量地家注水或泡沫等润滑剂，提高出土的效率。
当土体很软，排土很快影响正面压力的建立时，适当关小螺旋机的闸门，保证平衡土压力的建立；（3）管片拼装作业，要正确伸缩千斤顶，严格控制油压和伸出千斤顶的数量，确保拼装时盾构不后退；（4）正确设定平衡土压力值以及控制系统的控制参数；（5）加强设备维修保养，保证设备完好率，确保千斤顶没有漏泄现象。
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。
泥水盾构机操作总结泥水盾构机操作的基本原则是：在控制切口环压力在要求范围内稳定和盾构机姿态在设计要求范围内的前提下，实现盾构机正常掘进。
切口环压力的稳定是保证隧道正常、安全掘进的前提条件，而盾构机姿态决定隧道走向是否与设计路线符合，成型隧道符合设计要求的先决条件。
如果在掘进期间，切口环压力不稳定，波动较大的话，轻则沉降较大，重则引起地面塌方。
所以在操作泥水盾构机的时候，每一个操作手必须清楚的明白，保证切口环压力稳定的重要性。
而盾构机姿态是决定我们的施工是否按设计路线施工，如果出现姿态超限，轻则隧道管片出现错胎、崩缺、漏水等质量问题，重则需要联系设计单位和业主，进行调线。
通过几个月的盾构机实际操作，我对自己操作泥水盾构机和质量控制方面的一些想法做如下总结。
（一）泥浆粘度控制在泥水盾构中，泥浆的作用有两种：维持开挖面稳定和运送弃土。
泥水盾构机施工时稳定开挖面的机理为：以泥水压力来抵抗开挖面的土压力和水压力以保持开挖面的稳定，同时，控制开挖面变形和地基沉降；在开挖面形成弱透水性泥膜，保持泥水压力有效作用于开挖面。
泥浆作为一种运输介质将开挖下来的弃土以流体形式输送，经泥水分离处理设备滤除废渣，将泥水分离。
泥浆的比重和粘度等性能决定它稳定开挖面和携带渣土的能力。
（1）泥浆比重为保持开挖面的稳定，即把开挖面的变形控制到最小限度，泥浆比重应比较高。
从理论上讲，泥水比重最好能达到开挖土体的密度。
但是，泥浆比重大会引起泥浆泵超负荷运转以及泥水处理困难；泥浆比重小虽可减轻泥浆泵的负荷，但因泥粒渗走量增加，泥膜形成慢，对开挖面稳定不利。
因此，在选定泥浆比重时，必须充分考虑土体的地层结构，在保证开挖面的稳定的同时也要考虑泥水分离设备的处理能力。
一般情况下，在砂层中，泥浆比重要求偏大一些，在1.20~1.25g/cm3,在粘土层中应当偏小一点，一般在1.10~1.15g/cm3。
（2）泥水粘度泥水必须具有适当的粘性，以收到以下效果：①防止泥水中的粘土、砂粒在土仓内的沉积，保持开挖面稳定；②提高粘性，增大阻力防止逸泥；③使开挖下来的弃土以流体输送，经泥水分离处理设备滤除废渣，将泥水分离。
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，虽然盾构工法有不少的优点，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，非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：拆除封门时浮现涌水、流砂洞口土体流失盾构推进轴线偏离设计轴线封门外侧加固土体强度低地下水发生变化封门外土体暴露时间太长洞口土体加固效果不好洞口密封装置失效掘进面土体失稳盾构基座变形盾构后靠支撑发生位移或者变形出洞推进时盾构轴线上浮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；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，避免浮现不均匀受力后盾系统浮现失稳掘进面土体失稳反力架失效负环管片破坏钢支撑失稳正面土压力选择不当地质条件发生变化施工人员违规操作掘进速度出土速度施工机械浮现故障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。
针对盾构隧道施工中的泥水平衡失控问题的探索与解决盾构隧道施工中的泥水平衡失控问题是一个较为普遍的施工难题，随着城市地下空间的开发和交通建设的进一步推进，针对这一问题的探索与解决具有重要的现实意义。
本文将从技术、管理和环境等方面对该问题进行探讨，并提出一些解决方案。
首先，针对盾构隧道泥水平衡失控问题，应该从技术上进行解决。
一方面，可以采用先进的盾构机技术，如多刀盾构机、泡沫盾构机等，在施工过程中减少泥浆的使用量，降低泥浆排放带来的环境压力。
另一方面，可以采用自动控制系统，实现对泥浆供应和排泥的精确控制，从而避免泥浆的大量浪费和溢出。
其次，在管理方面，应加强对盾构隧道施工的监管和控制。
一方面，应建立健全的施工监测系统，及时掌握施工现场的泥浆使用量和排放情况。
另一方面，应提高施工人员的操作技术和管理能力，确保泥浆的正常使用和处理，防止泥浆溢出和污染环境。
此外，还需从环境保护的角度出发，针对盾构隧道施工中的泥水平衡失控问题，制定合理的环境管理措施。
一方面，可以在施工前进行环境评估，综合考虑施工区域的地质、地形和水文条件，合理规划施工方案，减少泥浆使用和排放对环境的影响。
另一方面，可以采用环境友好型的泥浆处理技术，如土地农田资源化利用、化学浸泡处理、石块固化等，实现泥浆的资源化和减量化处理，减少对环境的破坏。
此外，还可以加强与相关部门和社会各界的合作，开展技术创新和经验交流。
可以邀请相关专家参与解决方案的设计和施工过程的监督，共同探索解决方案。
同时，可以开展行业会议、培训班等活动，促进技术创新和经验分享，提高整个行业的水平。
综上所述，针对盾构隧道施工中的泥水平衡失控问题，我们可以从技术、管理和环境等多个方面进行探索与解决。
在技术方面，采用先进的盾构机技术和自动控制系统可以减少泥浆的使用和排放。
在管理方面，加强对施工过程的监管和控制，提高施工人员的技术和管理能力。
在环境方面，制定合理的环境管理措施，采用环境友好型的泥浆处理技术。
