摘要：當(dāng)前，盾構(gòu)由于具有對(duì)地層的廣泛適應(yīng)性、施工安全系數(shù)高等優(yōu)點(diǎn)已廣泛應(yīng)用于城市地下隧道開(kāi)挖工程中，盾構(gòu)施工技術(shù)已具先進(jìn)水平。但因地質(zhì)情況千變?nèi)f化、施工環(huán)境的復(fù)雜性，在盾構(gòu)施工中往往會(huì)實(shí)現(xiàn)施工事故，對(duì)于這些事故如何預(yù)防，如何解決成為盾構(gòu)施工者研究的重點(diǎn)。本文就地鐵盾構(gòu)法施工過(guò)程中較易出現(xiàn)的一些問(wèn)題提出了施工預(yù)防或處理解決的措施。

　　關(guān)鍵詞：科學(xué)技術(shù)與工程,盾構(gòu),施工事故,預(yù)防,處理

　　一、盾構(gòu)施工引起的沉降

　　盾構(gòu)施工必然擾動(dòng)地層土體,引發(fā)地層損失、隧道周?chē)�受擾動(dòng)或受剪切破壞,這是構(gòu)成地面沉降的根本原因。在軟土地層中用盾構(gòu)法施工隧道,因地層損失和土體擾動(dòng), 必然引起地表變形。表現(xiàn)在盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)的前方和頂部會(huì)產(chǎn)生微量的隆起,盾構(gòu)機(jī)部分通過(guò)地表開(kāi)始下沉, 盾尾脫離后地表下沉加快,并形成一定寬度的沉降槽地帶,下沉的速率隨時(shí)間而逐漸衰減,且與盾構(gòu)經(jīng)過(guò)的地質(zhì),施工工況和地表荷載等有密切的關(guān)系,并表現(xiàn)出相當(dāng)大的差異性。土體的擾動(dòng)或擾動(dòng)土多是針對(duì)原狀土而言，大體是指由于外界機(jī)械作用造成的土的應(yīng)力釋放，體積、含水量或孔隙水壓力的變化，特別是土體結(jié)構(gòu)或組構(gòu)的破壞和變化等。

　　措施：

　　1、優(yōu)化盾構(gòu)推進(jìn)參數(shù)

　　盾構(gòu)推進(jìn)至復(fù)合層之后，盾構(gòu)機(jī)總推力增大，為了減小沉降，原先主要的推進(jìn)參數(shù)如土壓力、推進(jìn)速度、刀盤(pán)轉(zhuǎn)速都需要優(yōu)化重新設(shè)定，并根據(jù)沉降監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及時(shí)反饋調(diào)整，以期獲得滿意的效果。

　　2、合理選擇土壓力

　　土壓平衡盾構(gòu)擠土?xí)�引起地面隆起和深層土體向遠(yuǎn)離隧道的方向移動(dòng)。一方面地面隆起可以部分抵消后期沉降，另一方面，土體受到擠壓后土體會(huì)變密實(shí)，在盾尾通過(guò)的瞬間，會(huì)減少隧道周?chē)�土體向空隙處的塌落，使同步注漿得以順利進(jìn)行，從而減小了土體損失的產(chǎn)生。因此，為了增大開(kāi)挖面支護(hù)壓力，一定要合理選擇土壓力。

　　3、適當(dāng)降低推進(jìn)速度

　　土壓平衡盾構(gòu)推進(jìn)速度應(yīng)與出土量、開(kāi)挖面土壓力值以及同步注漿相協(xié)調(diào)。為盡可能減少對(duì)土體的擾動(dòng)， 從而達(dá)到控制沉降的目的，要對(duì)比不同推進(jìn)速度下的沉降值，適當(dāng)降低推進(jìn)速度有利于減小沉降。

　　4、適當(dāng)增加同步注漿量、改善漿液配比和控制注漿壓力等

　　同步注漿對(duì)于控制沉降具有十分重要和顯著的作用。為了實(shí)現(xiàn)同步注漿的目的， 注入漿液應(yīng)迅速、 充分充填盾尾空隙。

　　二、盾構(gòu)機(jī)螺旋輸送器噴涌

　　許多地下巖層由于基巖裂隙水發(fā)育，且得到水系的補(bǔ)給，進(jìn)入土倉(cāng)的渣土不具有一定的塑性，承壓水與無(wú)塑性渣土容易形成螺旋輸送器噴涌。針對(duì)這種情況采用下列措施:

　　1、隧道下坡并處于硬巖含水地層中必須切斷管片與圍巖間隙匯集的地下水與開(kāi)挖面的水力聯(lián)系，管片處于硬巖含水層中長(zhǎng)度越長(zhǎng)，管片背后存儲(chǔ)的水力和壓力就越大，這就要求同步注漿效果必須達(dá)到完全封閉襯砌空隙并阻水，避免土倉(cāng)與管片背后形成水力通道。

　　2、采取土壓平衡模式掘進(jìn)，嚴(yán)格控制進(jìn)尺、出土量，保證盾構(gòu)機(jī)連續(xù)均衡快速通過(guò)該區(qū)域。

　　3、及時(shí)對(duì)盾尾密封刷添加足量的油脂，確保盾尾的密封性，防止因盾尾密封性不好發(fā)生涌水、涌沙現(xiàn)象。

　　4、如果發(fā)現(xiàn)有涌水現(xiàn)象，將螺旋輸送器前端退出土倉(cāng)，并關(guān)閉土倉(cāng)閘門(mén)。啟用保壓泵，將渣土直接泵送至渣土車(chē)。在關(guān)閉螺旋輸送器的情況下繼續(xù)掘進(jìn)，讓切削下來(lái)的土體擠出土倉(cāng)內(nèi)的水，但要預(yù)防倉(cāng)內(nèi)壓力過(guò)高，造成盾構(gòu)機(jī)前方隆起、冒漿和擊穿盾尾密封等事故。

　　5、加強(qiáng)地面監(jiān)測(cè)，及時(shí)進(jìn)行信息反饋。

　　三、盾構(gòu)機(jī)與簾布板間的漏水

　　盾構(gòu)機(jī)頂上工作面后，盾尾未完全進(jìn)入洞門(mén)前仍然存在漏水情況的隱患，特別是盾構(gòu)機(jī)外側(cè)注漿管的保護(hù)套穿越簾布板時(shí)，由于簾布板與盾構(gòu)機(jī)外殼接觸不會(huì)太緊密，當(dāng)盾構(gòu)機(jī)外側(cè)水壓過(guò)大時(shí)有可能從注漿管外殼與簾布板之間發(fā)生漏水，發(fā)生漏水后要首先檢查流水有無(wú)帶砂現(xiàn)象，并確認(rèn)流水有無(wú)異味。

　　1、當(dāng)水流較小時(shí)，派專(zhuān)人觀察漏水情況，但水流保持恒定或有減小趨勢(shì)時(shí)，保持盾構(gòu)機(jī)正常推進(jìn)。

　　2、當(dāng)水流較大出現(xiàn)帶砂現(xiàn)象并無(wú)異味時(shí)，可以初步判段為地下承壓水，需要馬上采取堵漏措施，減小漏水，以減少地層損失引起地面沉降，堵漏方法可采用快硬水泥加引流管的方法進(jìn)行，然后利用洞門(mén)預(yù)留注漿孔或直接插入注漿管的方法，壓注聚氨酯。壓注聚氨酯時(shí)，盾構(gòu)掘進(jìn)須暫停;聚氨酯的壓注須注意少量多次，直至漏水大幅度減小，盾構(gòu)恢復(fù)掘進(jìn);在盾構(gòu)恢復(fù)掘進(jìn)后如遇洞門(mén)再次漏水，則反復(fù)采用壓注聚氨酯的方法，直至盾尾全部進(jìn)入洞圈為止。

　　3、當(dāng)水流較大有異味但無(wú)帶砂現(xiàn)象，可以初步判斷為潛水，需要采取堵漏措施，減小漏水，堵漏方法可采用快硬水泥加引流管的方法進(jìn)行，然后同樣使用地面袖閥管進(jìn)行注漿，以減少漏水量，然后加快推進(jìn)速度，直至盾構(gòu)機(jī)尾部進(jìn)入洞門(mén)后10m，采取隧道內(nèi)二次注雙液漿直至漏水停止，最后正常推進(jìn)。

　　四、管片破損造成頓尾滲漏

　　當(dāng)前，在地鐵隧道盾構(gòu)法施工中,往往出現(xiàn)泥水平衡盾構(gòu)機(jī)盾尾滲漏，給盾構(gòu)掘進(jìn)施工帶來(lái)不便,現(xiàn)從管片裂縫造成泥水平衡盾構(gòu)機(jī)盾尾滲漏出現(xiàn)的原因就對(duì)策進(jìn)行分析。

　　原因：

　　1、管片生產(chǎn)過(guò)程發(fā)生裂縫。

　　2、管片模具精度偏差，引起管片環(huán)面不平整，千斤頂推力過(guò)大，引起新裝的管片與隧道掘進(jìn)反方向的縱向出現(xiàn)裂紋，常常出現(xiàn)于拼裝的倒數(shù)第二環(huán)K塊對(duì)應(yīng)的位置。

　　3、管片配筋不合理。由于盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)差，盾尾間隙非常小，管片與盾尾剛性接觸造成。

　　措施：

　　1、管片生產(chǎn)過(guò)程調(diào)整好配合比，通過(guò)試驗(yàn)針對(duì)性地選擇砼配合比使其與氣候條件、鋼模和施工工藝參數(shù)有機(jī)結(jié)合，優(yōu)化施工工藝; 2、蒸養(yǎng)時(shí)特別注意蒸養(yǎng)溫度的調(diào)節(jié)，冬季生產(chǎn)特別注意入池溫差控制。

　　3、提高管片尺寸精度，同時(shí)采取有彈性襯墊減緩管片環(huán)面不平所產(chǎn)生的應(yīng)力集中問(wèn)題。

　　4、提高管片主筋的鋼度和配筋率 。

　　5、對(duì)有裂紋的管片，必須采取化學(xué)灌漿封堵裂紋，防止地下水長(zhǎng)期作用造成管片鋼筋生銹，管片混凝土膨脹破壞。

　　6、掘進(jìn)姿態(tài)控制和推力控制。

　　五、螺旋機(jī)被卵石卡死解決方法

　　隨著盾構(gòu)掘進(jìn)螺旋機(jī)葉輪磨損，其和螺旋筒內(nèi)壁之間的間隙增加，卵石很容易在在葉輪和螺旋筒之間，最終導(dǎo)致螺旋輸送機(jī)不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)螺旋機(jī)卡死難以脫困時(shí)應(yīng)采用以下方式解決。

　　1、輸入潤(rùn)滑劑

　　在螺旋機(jī)上預(yù)留ø50mm管路接口等裝置，通過(guò)盾構(gòu)機(jī)泡沫系統(tǒng)往螺旋輸送機(jī)內(nèi)輸入泡沫劑、膨潤(rùn)土漿液、工業(yè)洗衣粉等潤(rùn)滑物質(zhì)，當(dāng)輸入適量的潤(rùn)滑物質(zhì)后，可通過(guò)正/反轉(zhuǎn)螺旋進(jìn)行試脫困，應(yīng)逐漸增加螺旋機(jī)扭矩，防止因螺旋機(jī)扭力增大導(dǎo)致螺旋桿斷裂。

　　2、通過(guò)在掘進(jìn)前往土倉(cāng)加入5—6m3高質(zhì)量膨潤(rùn)土漿液，然后通過(guò)泡沫系統(tǒng)往土倉(cāng)加入泡沫劑(稀釋液中所含發(fā)泡劑原液比例取值2%—5%，F(xiàn)ER=15—20,FIR=60%—100%)，使渣土改良達(dá)到最佳效果，預(yù)防刀盤(pán)在開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)被卡住。

　　3、刀盤(pán)被大粒徑卵石卡住通過(guò)加快刀盤(pán)轉(zhuǎn)速，反復(fù)進(jìn)行刀盤(pán)正/反轉(zhuǎn)進(jìn)行試脫困。

　　4、通過(guò)鉸接裝置來(lái)協(xié)助刀盤(pán)脫困，由于部分盾構(gòu)機(jī)采用是主動(dòng)鉸接裝置，此種盾構(gòu)機(jī)可通過(guò)鉸接伸縮10—30mm，同時(shí)加快刀盤(pán)轉(zhuǎn)速進(jìn)行試脫困。

　　5、人工輔助

　　打開(kāi)螺旋輸送機(jī)上矩形蓋板，利用人工清理螺旋機(jī)里卵石，然后按上述步驟進(jìn)行脫困。

　　結(jié)束語(yǔ)

　　盾構(gòu)機(jī)在地鐵施工過(guò)程中，由于地質(zhì)復(fù)雜會(huì)遇到許多問(wèn)題，如在水底或富水地段施工時(shí)，盾構(gòu)隧道的防水成為關(guān)鍵;在砂質(zhì)地層中，防地表沉陷成為關(guān)鍵;在砂卵石地層中螺旋機(jī)被卡死、盾尾滲漏等成為預(yù)防關(guān)鍵。針對(duì)諸多施工狀況在施工中必須在認(rèn)真分析原因后，對(duì)施工方法、措施的及時(shí)調(diào)整,以確保工程施工的進(jìn)度與質(zhì)量。

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