盾構下穿掘進控制措施

1、盾構掘進控制措施1、土倉壓力控制通過試驗段確定盾構參數(shù)，嚴格按照掘進設定參數(shù)結合監(jiān)控量測數(shù)據(jù)控制土倉壓力， 采取土壓結合氣壓控制，掘進速度和出土螺旋機轉速相匹配。在上軟下硬地層段，尤其注意土倉保壓。2、掘進速度控制盾構下穿田三村和排高速橋過程中，嚴格控制掘進速度在設定范圍內，采取刀盤低轉速、小擾動勻速通過。3、注漿控制精細同步注漿，注漿時必須4 條管路同步開啟，在下部管路達到設定注漿壓力2.02.5bar后停止，上部管路達到注漿壓力后稍晚于下部管路停止。每環(huán)同 步注漿采用雙指標控制，一是達到設定注漿壓力，二是達到設定注漿量。注漿壓力為2.02.5bar,注漿量不少于6m3。當注漿異常時及時進行

2、管路檢查和問題分 析。及時進行二次注漿，每 2 環(huán)進行一次二次注漿，在盾尾后面填充形成阻水環(huán)，避免過水通道水流向刀盤。管片脫出盾尾35環(huán)后立即進行二次注漿。注漿水灰比采用1:1,水泥漿與水玻璃配比1:0.5,注漿壓力控制在0.30.4MPa。二次 注漿采用單指標控制，以達到注漿壓力為注漿終止條件。4、出渣量控制掘進速度和螺旋機轉速嚴格匹配，嚴格控制出土量。每環(huán)理論出土量為Q虛方=KQ實方= 1.3 X46.5 = 60 （常）。一旦出現(xiàn)超出渣情況，立即報工點應 急領導小組，封閉刀盤前后5 米區(qū)域， 加大周邊地表監(jiān)測頻率，同時嚴格把控同步注漿方量和壓力，同步注漿壓力要達到設定值。在盾尾通過超出渣

3、區(qū)域后，立即進行二次注漿補充填充。5、連續(xù)掘進控制盾構下穿田三村和排高速橋過程中，要確保連續(xù)掘進避免長時間停機，做好以下措施：（ 1）配備經(jīng)驗豐富的盾構維養(yǎng)人員，配備充足盾構設備零配件，維養(yǎng)人員必須跟班作業(yè)，每天對設備進行檢查和維養(yǎng)，避免設備帶病作業(yè)和做到機械故障及時搶修處理。（ 2）配備充足盾構施工材料，如管片、管片螺栓、軌道、軌枕等其他盾構施工配套材料。（ 3） 規(guī)劃備用存土場，場內暗挖施工場地作為備用臨時存土場，可存土 500方，避免因為渣土無法外運而導致盾構停機等待。（ 4） 優(yōu)化配置人員，下穿建構筑物過程中安排人員24 小時巡視，共分為白晚班，每班2 人。（ 5）在全斷面硬巖掘進時，

4、巖石強度高，地層條件好，每天或隔天常壓開倉對刀具進行檢查，避免刀具損壞嚴重而出現(xiàn)掉刀等現(xiàn)象。4.3 防方向偏差及盾構卡殼措施1、在上軟下硬不均地層中掘進，局部巖石硬度較高，硬巖處刀盤的滾刀受力較大， 而軟巖部分只需對掌子面進行切削即可破壞土層，但局部硬巖對刀具即刀盤的損傷較大，應適當降低刀盤轉速，控制貫入度減小刀具受到的瞬時沖擊荷載。2、由于局部存在的硬巖對刀具的磨損很嚴重，應減少刀具在連續(xù)工作時受到的沖擊力來保護刀具。刀盤扭矩就是刀具在受到?jīng)_擊力后的直接體現(xiàn)，所以降低刀盤扭矩實際是減少刀具所受沖擊力。在軟硬不均的地層中刀盤扭矩的最大值應保持在1200kN/m,推力在1000t之間。3、加強盾

5、構姿態(tài)控制，在盾構掘進時，盾構機始終保持抬頭姿態(tài)，盾構機垂直姿態(tài)始終保持+5左右。4、遵循“及時、連續(xù)、限量”的原則，逐環(huán)、小量糾偏對盾構姿態(tài)進行調整， 避免糾偏過猛引起盾構機蛇形前進，加劇刀具磨損、損壞已拼裝管片和盾尾密封。5、在軟硬不均的地層中掘進時，刀盤會與硬巖發(fā)生周期性的碰撞，盾構操作手應關注土艙內及盾殼的聲音，注意掘進參數(shù)的變化，防止“卡殼”。4.4 防噴涌措施由于隧頂為富水卵石層和開挖面為強風化花崗巖層，存在基巖裂隙水，盾構掘進過程中容易產(chǎn)生噴涌，噴涌主要發(fā)生在螺旋機出土口或盾尾和管片縫隙。1、采用土壓平衡模式掘進參數(shù)；嚴格控制盾構掘進方向和鉸接油缸的行程差，以確保鉸接密封效果。加

6、強盾構機鉸接密封檢查，保證不漏水漏砂。2、經(jīng)常填加油脂，確保密封刷狀態(tài)良好。3、若出現(xiàn)噴涌現(xiàn)象，立即關閉螺旋輸送機的后門，適當向前掘進，使土倉內建立平衡，通過刀盤的轉動，將土倉內的土體攪拌均勻。然后才將螺旋輸送機的后門慢慢打開，開門度為30%，邊掘邊出土，始終保持土倉內壓力穩(wěn)定。4、向土倉中加入膨潤土或發(fā)泡劑，改善土倉內土質的和易性，使土倉內渣土可塑形成土塞效應，避免噴涌。5、每2 環(huán)進行一次二次注漿，在盾尾后面填充形成阻水環(huán)，避免過水通道水流向刀盤。管片脫出盾尾35環(huán)后立即進行二次注漿。注漿水灰比采用1:1,水泥漿與水玻璃配比1:0.5,注漿壓力控制在0.30.4MPa。4.5 防管片上浮措

7、施1、為預留管片上浮量，盾構機掘進軸線較設計軸線下調3cm。2、精細同步注漿及二次注漿。同步注漿時必須4 條管路同步開啟，在下部管路達到設定注漿壓力2.02.5bar后停止，上部管路達到注漿壓力后稍晚于下部管路停止。同步注漿時禁止下部管路單獨注漿和下部管路注漿壓力過大，避免造成管片上浮。每環(huán)同步注漿采用雙指標控制，一是達到設定注漿壓力，二是達到設定注漿量。每 2 環(huán)管片進行一次二次注漿，一是防止地面沉降，二是確保管片背后空隙填充飽滿并加快填充漿液的固結速度，防止管片上浮。管片脫出盾尾35環(huán)后立即進行二次注漿。注漿水灰比采用1:1，水泥漿與水玻璃配比1:0.5，注漿壓力控制在0.30.4MPa,

8、注漿部位為管片上部180度。3、合理分配推力。而管片上浮主要是受向上部的分力后加之同步注漿漿液浮力共同作用導致的浮動。因此在盾構推進過程中在保證盾構機不發(fā)生栽頭現(xiàn)象的前提下，盡量降低上下部推力的差值從而降低向上的分力的作用，上下部油缸壓力差不大于300T。4.6 防止刀具損壞措施1、合理控制盾構推力，適當降低刀盤轉速，控制貫入度減小刀具受到的瞬時沖擊荷載。2、減少刀具在連續(xù)工作時受到的沖擊力來保護刀具。刀盤扭矩就是刀具在 受到?jīng)_擊力后的直接體現(xiàn)，所以降低刀盤扭矩實際是減少刀具所受沖擊力。3、根據(jù)掘進參數(shù)變化、盾構施工周邊環(huán)境和工程地質，合理選擇地點開倉檢查或更換刀具，在自穩(wěn)能力好的地層或換刀加

9、固點開倉，做到刀具及時檢查和更換。4、本區(qū)間大部分為硬巖地層，盾構刀具選擇適應本地層的合金刀具，充分考慮刀具的硬度和耐磨性。4.7 防地面沉陷措施1、根據(jù)設定的盾構參數(shù)掘進，通過地面監(jiān)控兩側和盾構施工參數(shù)相結合，及時分析和調整盾構掘進模式和參數(shù)。2、盾構下穿道路或建筑物時，勻速、緩慢通過，速度控制在20-30mm/min,根據(jù)選擇的掘進速度，合理的控制出土量，不能出現(xiàn)超挖或者欠挖的情況。每環(huán)理論出土量為46m3,不同地層松散系數(shù)取值不同，在強風化、中風化和微風化 花崗巖地層，松散系數(shù)按照1.15考慮，現(xiàn)場實際出土裝渣斗車為52m3;全風化 花崗巖和粘土層，松散系數(shù)按照1.3考慮，現(xiàn)場實際出土6

10、0m3。3、盾構推進時，須對盾構外徑及襯砌外徑間的環(huán)形空隙同步注漿同步注漿量應根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)動態(tài)調整，一般宜控制在盾尾空隙的180%,約6方。考慮基巖裂隙發(fā)育情況，每環(huán)注漿采用雙指標控制，一是注漿量達到理論注漿量，二是注漿壓力達到2.02.5bar。4、掘進過程中，嚴格控制刀盤轉速，減小對刀盤前土體擾動。嚴格控制土倉壓力，防止刀盤前方水土流失。5、建立嚴格的隧道沉降量測控制網(wǎng)，及時定期進行監(jiān)測，以掌握隧道施工時過程中和隧道后期沉降的規(guī)律，出現(xiàn)沉降值連續(xù)增長時，補充進行二次注漿。6、及時進行二次注漿填充管片背后空隙，并形成隔水環(huán)。每2 環(huán)管片進行一次二次注漿，管片脫出盾尾35環(huán)后立即進行二次注漿。

11、注漿水灰比采用1:1, 水泥漿與水玻璃配比1:0.5,注漿壓力控制在0.30.4MPa,注漿部位為管片上部 180 度。7、加強盾構姿態(tài)控制，嚴禁糾偏過急，單環(huán)糾偏量不得大于0.5cm,防止盾尾刷擠壓損壞。合理油脂使用和做好管片選型，控制盾尾間隙各點位不得小于5cm,防止盾尾漏水漏漿。4.8 防排高速橋樁擠壓或剪切破壞措施1、詳細收集排高速本段橋樁資料，現(xiàn)場探明承臺位置推斷橋樁位置與資料位置進行比對。2、對于高速橋樁與隧道凈距小于3m 段，采取2 排袖閥管注漿預加固，加固深度為隧底至地面，采用1:1單液漿，注漿壓力為1.01.5MPa。3、在盾構通過排高速橋樁前，設置盾構掘進試驗段，根據(jù)設定盾

12、構參數(shù)，嚴密關注刀盤扭矩、出土量、盾構翻轉量、盾構姿態(tài)控制情況、注漿壓力、地面沉陷及隆起。根據(jù)各參數(shù)及時進行盾構參數(shù)調整，減小掘進對地層擾動，控制地面沉陷和隆起。4、盾構通過時，勻速、緩慢通過，速度控制在20-30mm/min,根據(jù)選擇的掘進速度，合理的控制出土量，不能出現(xiàn)超挖或者欠挖的情況。5、通過前調整盾構姿態(tài)，盾構右偏3，盾尾左偏1，規(guī)范允許范圍內偏移遠離樁基。掘進過程中做到小糾偏、勤糾偏。6、嚴格控制掘進參數(shù)，加強施工監(jiān)測，實現(xiàn)信息化施工，加密監(jiān)測頻率，做好監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析，及時反饋結果，指導現(xiàn)場施工。7、合理資源配置，制定值班表，安排專人24 小時對排高速橋面、梁和墩柱進行巡視。4.9 防結泥餅措施由于隧道范圍內和隧頂為強風化和全風化花崗巖層及粘土層，土質具有內摩擦角小、 粘性大和流動困難等特點，使得粘性土體粘附在刀盤上。當?shù)侗P繼續(xù)旋轉切削土體時，固結土體的刀盤和開挖面土體之間產(chǎn)生很大的摩擦力，相互摩擦產(chǎn)生大量的熱量，刀盤溫度不斷升高，使刀盤和壓力艙內的土體不斷地被燒結固化，最終在刀盤和整個壓力艙內形成堅硬的“泥餅”。1、加強盾構掘進時的地質預測和泥土管理，特別是在強風化巖、全風化巖石和粘土層中掘進時，更加密切注意開挖面的地質情況和刀盤的工作狀態(tài)。2、在強風化和全風化巖中掘進，采用較小或中等發(fā)泡倍率的泡沫劑，在粘土層中掘進