某区间盾构工程施工技术总结-secret

某区间盾构工程施工技术总结某区间盾构工程施工技术总结 某区间盾构工程某段是本区间的重点之一 盾构机在此区段内两次通过 某江 先过 80 米北某江到达海心沙 经海心沙后 从 610 环开始经过 315 米 的某江主航道到达某塔站 项目部从 4 月 27 日进行过北某江准备 5 月 12 日开始正式掘进 6 月 22 日通过海心沙 进行检修换刀为过某江主航道作准 备 7 月 10 日恢复掘进 8 月 8 日盾构机已完全通过某江到达某塔北 准备 过站 根据我部人员及 XX 人员的操作实践 对此段工程的施工作如下总结 一 掘进参数的选择及应用 1 推进参数的选择及应用 根据此段的地质情况分析 以 8 号地层为主 7 9 号地层相 对较少 岩质相对较硬 并根据两次开仓检查掌子面的土质分析 存在硬 岩 但也夹有少量松散的沙砾层 故选择推力时一般不应过大 超过 1300t 刀盘扭矩受中风化粉沙质泥岩的影响 应该较大 一般选择在 170 220t 之间 最大值调在 225bar 根据推进 500 环距离的情况看 正 常推进时 扭矩一般波动在 200bar 左右 瞬间最大扭矩超过 225bar 推进 速度在 10 50mm min 之间 最大达 76mm min 以上 最小亦在 10mm min 左 右 具体见下表 地层 推力 t 扭矩 bar 速度 mm min 土仓压力 bar 7 8 1000 160 19040 500 6 0 8 8 7 9 1150 170 21035 400 5 0 7 9 8 1300 190 22510 200 2 0 3 2 掘进模式的选择 根据地质勘查资料及几次开仓检查对掌子面地质情况的综合分析 土质 有较好的稳定性 不会坍塌 在过江段地质裂隙发育 裂隙水比较多 隧道通 过地层始终夹有松散砂砾层 可以形成渗水通道 故此段渗水量较大 渗透系 数达 k 0 8 1 1 但因为砂质泥岩为不透水层 可以判断此水为裂隙水 与 某江无直接水力联系 综合以上资料 掘进模式选择为半敞开式 保持上部有 部分土压 一般为 0 5 0 8bar 之间 在停机期间 适当提高土压至 0 9 1 0bar 经过此段掘进 效果较理想 3 推进油缸的控制 推进油缸的行程原则上控制在 1700 1800mm 之间 行程差控制在 0 50mm 之间 行程过大 则盾尾刷容易露出 管片脱离盾尾较多 变形较大 易导致管片姿态变差 行程差过大 易盾体与盾尾之间夹角增大 铰接油缸行 程差加大 盾构机推力增大 同时造成管片选型困难 行程差过大时 通过管 片选型校正 铰接油缸行程为 40 80mm 行程差为 0 30mm 为防止铰接漏水 在江底掘进时 可将行程调整为 10 40mm 4 碴土的改良及出土控制 为加快工程进度 提高工程质量 在掘进时对碴土必须进行改良 碴土 改良主要通过加入发泡剂及水进行 以下结合出土控制 根据不同情况进行分 析 在某掘进段内 出土方面主要控制两种情况的产生 一是喷碴现象 在 硬岩地段 掘进速度慢 隧道围岩渗水量大 同时夹有松散砂砾层 碴土的和 易性不好 水土易分离 输送皮带不能及时带走碴土 造成土仓内土压过大 达到 1 1bar 以上时 打开仓门泥水就会从仓门喷出 产生喷碴现象 在实际 操作中 采取减少泡沫供应量 主要是减少水量 暂停掘进 逐渐从出土口 放水降低土压至 0 7 0 8bar 以后 在恢复正常掘进及出碴 同时 为避免流 向土仓的水量过大 把注浆管 上部 1 或 4 拆下一根放水 以降低来自管 片后部的水压 使土仓内的碴土不至于成泥水状 造成出土困难 但此时 泡 沫系统不能关闭 液体流量可控制在 30L min 以下甚至关闭 但气体流量要保 持 250 300L min 左右 防止堵管现象发生 二是土质过粘 螺旋机出土口出 土困难 在这种情况下 根据推进速度 可加 1 4 管水进土仓 并加入足够 的发泡剂 比例为 2 左右 流量最大为 52L min 根据出土情况调整 利用 泡沫降低土体之间的粘聚力 加水后通过刀盘转动的搅拌效应分散土体 使之 不能形成大块土体堵塞仓门 并且上皮带后易于输送 采取以上措施后 掘进 中喷碴及仓门堵塞的现象很少发生 同时 在有喷碴现象发生时 应尽可能在刀盘扭矩允许的条件下 提高 掘进速度 以期多削土体吸收水分 而在土质较干的情况下 尽管加水亦不足 以改善土质时 应放慢掘进速度 一般情况下 V 20 50mm min 时 加水会 有较好效果 当速度 V 60 70mm min 及以上时 即使水及发泡剂全部加到最 大 在粉砂质泥岩较多的情况下 土质的改善效果也不理想 只能降低掘进速 度 5 螺旋机的调整 与掘进速度相适应 螺旋机的转速亦应作相应调整 具体原则是与土仓 压力 5 相结合 保证土仓压力 一般敞开式 0 0 3bar 半敞开式 0 4 0 7bar 左右 同时 扭矩也反映了土仓内土质的干湿程度 一般在 35 50bar 之间时 表明土质正常 如果超过 50bar 以上 表明土质较干 需 要多加泡沫并要在土仓内加水 以改善土质 保证出土顺畅 在喷碴的情况下 可停止螺旋机 等从仓门排放出一定的泥水卸压后 再转动螺旋机排出块状土 体 二 盾尾及铰接的防水 1 盾尾主要出现漏浆及漏水现象 并且一般两者总是先后发生 漏浆 发生后 油脂注入不充分时 肯定会漏水 漏水时 注浆一定会漏浆 首先再 始发时一定要把盾尾密封刷的油脂涂满 否则密封效果一定受影响 其次 掘 进过程中 尤其是过江段地下水丰富 水头压力较大 要加大油脂注入量 平 均按 4 环 桶 每漏浆 水 一次后 及时补注油脂 漏浆 水 停止后 继 续注 10 20 个冲程 并且下一环需按 3 环 桶注脂 2 铰接的防水紧急情况下可启用紧急密封止水 但一般情况下 铰接 油缸的伸长可由正常情况下的 40 80mm 减小到不大于 50mm 即增加铰接部分 的衔接量 密封止水性也将提高 同时 也要减小土仓压力 当密封漏水后 土仓上部压力再次到 1 2 1 3bar 时 如管片后部水量较大 压力较高 则铰 接会再次渗漏 故半敞开式掘进时 上部土压要控制再不大于 1 3bar 为好 三 管片姿态的控制 管片姿态的控制主要有三个方面 1 掘进时盾构机姿态的控制 2 同 步注浆量的保证 3 二次注浆的稳定效果 1 为保证管片姿态不超限 根据这个区段地下水较大的实际情况 实 际操作时 盾构机的姿态控制在 竖直方向 40 60 之间 水平方向 20 之间 基本满足成型管片的姿态精度要求 在水量大的地段 上浮的幅度大 则加大下沉量 取 60mm 其他取 40mm 对于水平姿态 主要根据不同的转 弯条件控制 平面直线段 20mm 左右转弯段分别取 30 和 30mm 既能满足要 求 但应尽量向轴线靠拢 为保证管片受力均匀 滚动角应控制在 10 之间 超过后 要及时调整 数值过大 造成管片轴向受力大 脱离盾尾后卸力也会造成管片姿态变形 2 同步注浆量的保证 同步注浆量的多少 对管片的姿态影响极大 在硬岩地段 夹沙层 需 保证 1 3 1 8 倍注浆量 即 5 7m3 环 软岩 粘土 1 0 1 4 倍注浆量 即 4 2 5 5 m3 环 即使管片上浮 亦能保证不超限 注浆压力的设定根据隧道埋深而定 但不超过 3bar 在含水量达的地段 浆液被稀释 粘滞力变差 初凝时间延长 更容易引起管片上浮 同时 管片 后部的水向土仓流动 造成上下部的压力差加大 也要加大注浆量 需要注 意的是 盾尾漏浆时 应暂停注浆 马上加注油脂 漏浆止住后 才能补注浆 直到达到要求为止 3 管片背后二次注浆 管片背后二次注浆主要有三个作用 一是补充注浆 填满管片后空隙 防止管片上浮 二是浆液为纯水泥浆加速凝剂 可加快管片背后土体及流动体 的凝结 使管片迅速稳定 三是加速管片背后空隙处土体的凝结 阻塞水流通 道 形成止水环 防止水进入土仓 造成出土困难 背后注浆的原则以注浆压力设定 一般为 3 5bar 直到达到设定压力 为止 位置的选择以盾尾 10 20 环为宜 太远 管片已经上浮 即使注浆 效果不明显 太近 大部浆液将流向土仓 造成浪费 四 管片存在的问题及处理方法 1 管片选型的原则 最基本的原则是根盾尾保持一致 盾尾间隙允许范围 40 90mm 中值为 70mm 考虑管片成圆度的影响 间隙最大值达到 100mm 时 管片极有可能被刮 裂 而当间隙在 60 80mm 时 管片轴线与盾尾轴线极好拟和 便于调整姿态 故在管片供应条件允许的情况下 应尽可能根据千斤顶的行程及盾尾间隙选择 管片 一般情况下 考虑转弯型管片主要以盾尾间隙及千斤顶行程为依据 铰 接供参考 如盾尾间隙一侧小于 40mm 时 应以盾尾间隙为主要依据 调整间 隙达到 60 80mm 后 在调整推进油缸的行程差 此时决不能以调整推进油缸 行程差为主 如盾尾间隙正常 而推进油缸行程差达到 80 100mm 则考虑转 弯型管片调整 使其差值减小到 50mm 以下 因每环管片的最大楔形量为 38mm 而在实际应用时最大值只能达到约 26mm 左右 故调整推进油缸的行程 差一般需 2 4 环才能调整过来 在选型上 尽管以多选 K 块在上部的型为主 便于安装管片 但为做到最好调整姿态 下部型必须考虑 更重要的是 选型应根据实际情况 不能强制选某型管片 尤其是管片 型号供应不及时的情况下 2 管片存在的问题及处理方法 成型的管片主要存在以下几方面的问题 渗漏水 管片破损 吊装孔脱 落及错台 这些主要与拼装质量有关 渗漏水是在拼装管片时 管片未对正即压紧管片 为使螺栓穿上而上下 左右移动管片 造成止水条脱落或断裂 在角部挤成一堆 而相邻部位却压不 紧 管片脱出盾尾后 逐渐卸力 在背水压力的作用下引起 解决的方法是运 输及吊装管片时注意不能损伤止水条 拼装管片时 一定先对正管片 才能顶 紧管片 K 块的位置要注意 不能太小 如位置不够 则应先放松相邻千斤顶 的力 把 K 块插入后 再全部顶紧 管片破损有两个原因 其一是在运输及吊装 时碰撞造成 其二是在拼 装时动作过猛或千斤顶已经顶住管片时 调整管片挤压造成边角破损及吊装孔 脱落 这些在操作中都应该避免 如果上一环管片相邻管片环未能处在同一平 面 即某一管片环的一角突出 则下一环管片拼装困难 千斤顶施力后 很可 能管片边角甚至径向破裂 原因是止水条部位有泥沙 主要是下部管片环 解 决的办法是安装管片前必须清净盾尾及管片上的泥沙 对破损的止水条进行处 理后 才能安装管片 管片错台主要为拼装时造成 未能使管片与成型环完全对正 加强操作 完全可避免 另外 在掘进时 滚动角的控制亦能影响管片错台 当滚动角较 大时 管片受环向力作用 管片成型一段时间后逐渐卸掉应力 并受浮力的作 用 导致管片环在最大受力方向上错台 掘进时 随时注意滚动角的变化 及 时调整刀盘的转动方向 可使之影响减到最小 二次注浆压力过高或管片间螺 栓未完全拧紧 也能引起错台 及时调整注浆压力 复紧螺栓是解决的方法 五 对地质