盾构掘进过程中质量安全问题的应急处理

盾构掘进过程中质量安全问题的应急处理

盾构掘进是盾构法隧道施丁的主要工序，要保证隧道的实际轴线和设计轴线相吻合，并确保管片圆环拼装质量，使隧道不漏水，地面不产生大的变形。

1、土压平衡式盾构正面阻力过大 (1)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。 (2)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。 (3)预防措施

①合理设计进土孔的尺寸，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查，摸清沿线影响盾构推进的障碍物的具体位置、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内的土质状况，以便及时优化调整土压设定值、推进速度等施工参数；

④经常检修推进千斤顶，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。 (4)治理方法

①采取辅助技术，尽量采取在工作面内进行障碍物清理，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。 2、土压平衡盾构螺旋机出土不畅 (1)现象

螺旋机螺杆形成“土棍”，螺旋机无法出土，或螺旋机内形成阻塞，负荷增大，电动机无法带动螺旋机转动，不能出土。

(2)原因分析

①盾构开挖面平衡压力过低，无法在螺旋机内形成足够压力，螺旋机不能正常进土，也就小能出土；

②)螺旋机螺杆安装与壳体不同心，运转过程中壳体磨损，使叶片和壳体间隙增大，出土效率降低；

③盾构在砂性土及强度较高的黏性土中推进时，土与螺旋机壳体间的摩擦力大，螺旋机的旋转阻力加大，电动机无法转动；

④大块的漂砾进入螺旋机，卡住螺杆；

⑤螺旋机驱动电动机因长时间高负荷工作，过热或油压过高而停止工作。 (4)预防措施

①螺旋机打滑时，把盾构开挖面平衡压力的设定值提高，盾构的推进速度提高，使螺旋机正常进土：

②螺旋机安装时要注意精度，运转过程中加强对轴承的润滑；

③降低推进速度，使单位时间内螺旋机的进土量降低，螺旋机电动机的负荷降低； ④在螺旋机中加注水、泥浆或泡沫等润滑剂，使土与螺旋机外壳的摩擦力降低，减少电动机的负荷。

(4)治理方法

①打开螺旋机的盖板，清理螺旋机的被堵塞部位； ②将磨损的螺旋机螺杆更换。 3、盾构后退 (1)现象

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。

(2)原因分析

①盾构千斤顶自锁性能不好，千斤顶回缩；

②千斤顶大腔的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。 (3)预防措施

①加强盾构千斤顶的维修保养工作，防止产生内泄漏； ②安全溢流阀的压力调定到规定值；

③拼装时不多缩千斤顶，管片拼装到位及时伸出千斤顶到规定压力。

(4)治理方法

盾构发生后退，应及时采取预防措施防止后退的情况进一步加剧，如因盾构后退而无法拼装，可进行二次推进。

4、盾尾密封装置泄漏 (1)现象

地下水、泥及同步注浆浆液从盾尾的密封装置渗漏进入盾尾的盾壳和隧道内，严重影响工程进度和施工质量，甚至对工程安全带来灾难。

(2)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。

(3)预防措施

①严格控制盾构推进的纠偏量，尽量使管片四周的盾尾空隙均匀一致，减少管片对盾尾密封刷的挤压程度；

②及时、保量、均匀地压注盾尾油脂； ③控制盾构姿态，避免盾构产生后退现象；

④采用优质的盾尾油脂，要求有足够的粘度、流动性、润滑性、密封性能。 (4)治理方法

①对已经产生泄漏的部位集中压注盾尾油脂，恢复密封的性能； ②管片拼装时在管片背面塞人海绵，将泄漏部位堵住；

③有多道盾尾钢丝刷的盾构，可将最里面的一道盾尾刷更换，以保证盾尾刷的密封性； ④从盾尾内清除密封装置钢刷内杂物。