盾构法施工过程中的常见问题及防治措施

盾构法施工过程中的常见问题及防治措施

【摘要】随着我们国经济的快速发展，近几年地下交通运输发展形势越来越好，其施工安全问题得到广泛的关注。因此盾构法隧道施工安全得到了一定的关注，本文主要阐述了有关盾构法施工过程中的常见问题及防治措施的一系列问题。

【关键词】盾构法，施工过程，问题，防治措施

一.前言

盾构推进过程中掘削参数的变化会对地层产生扰动影响，诸多物理影响是相当程度上的干扰，如果不能及时进行改善调整，周围的居民以及各种建筑物都会受到危害。在地下工程中，盾构法起到了相当大的作用，在科技发展下，也要不断更新技术，提高盾构法施工技术水平，让交通更加便利，安全可靠。

二.盾构法的优点

盾构法施工的主要优点有：①除竖井施工外，施工作业均在地下进行，既不影响地面交通，又可减少对附近居民的噪声和振动影响：②盾构推进、出土、拼装衬砌等主要工序循环进行，施工易于管理，施工人员也较少，土方量较少；③在土质差水位高的地方建设埋深较大的隧道，有较高的经济技术优势。

三.盾构法施工过程中出现的问题

1.地表沉降

造成地表沉降的主要原因是施工过程中产生的地层损失引起的，地层损失包括建筑空隙及超挖或其它土层流失,具体为：

(一)盾构工作面前方上体的挤入。

（二）盾构上方土体挤入因盾构外壳直径和拼装管片直径不同产生的建筑空隙。

（三）盾构纠偏引起土体超挖。

（四）盾构推进有曲率时造成土体损失。

（五）盾构推进时切口环上的突缘引起超挖。

（六）盾构推进引起土体孔隙水压力变化,或因降水引起地下水位下降,引起土体固结沉降。

2.隧道内漏水

盾构隧道是由一片片独立的管片通过螺栓联接起来,管片接缝部位为防水的薄弱环节,隧道内漏水部位一般出现在管片接缝处。产生漏水的主要原因是:管片拼装过程中偏差、止水条老化或失效。

3.引起管片位移

衬背环形建筑空间：当管片脱出盾尾后，由于盾构掘进过程中的蛇形运动，超挖以及理论间隙，管片与地层间存在一环形建筑空间。在软岩地层中，如果不及时进行同步注浆充环形建筑空间，拱顶围岩极有可能产生变形引起地表过量沉降。在硬岩地层中，管片脱出盾尾后，环形建筑空间在相对长的时间内是稳定的，如不及时填充此空间，脱出盾尾的管片是处于无约束的状态，给管片的位移提供了可能的条件。

硬岩含水地层：在透水地层中盾构机掘进形成的环形建筑空间在充满水或初凝时间很长的浆液的情况下，若隧道管片全部浸泡在盾构掘进形成的“圆形坑道”之中，当管片所受到的浮力大于管片本身的自重，隧道管片在全断面地下水或未凝固的浆液的工况下，管片本身就有上浮的趋势。衬背注浆工艺：

（一）注浆量不足:在盾构机掘进的过程中，实际注浆量应该达到理论建筑空隙量的150%～200%。考虑到运输和管道输送、压注过程中的损失，进入到衬背环形建筑空间的浆液量不能完全填充密实管片与围岩间的建筑空间，尤其是隧道顶部分，这也给管片提供了上浮空间。

（二）注浆压力不足:盾尾注浆孔口的注浆压力应大于隧道埋深处的水土压力，考虑到现场对注浆压力的管理和控制不能完全和理论值吻合，导致衬背浆液不能密实地充填圆形建筑空隙，造成管片上浮。

四.解决措施

1.控制措施

减小地表沉降的控制措施：根据隧道埋深、土层性质和地面超载计算主动和被动土压力值和静水压力，根据计算结果结合初推阶段的施工参数设定土压力值。根据设定的正面土压力控制出土速度和掘进速度。根据不同土层和覆土深度，配合监测信息的分析及时调整土压力值的设定。同时要求推进坡度保持相对稳定，控制一次偏量，减少对土体的扰动。再根据推进速度，出土量和地层变形信息、数据反馈及时调整初始设定的土压力值和注浆量，进而达到对轴线和地层变形在最佳状态下的控制。当盾构机在曲线段掘进时，根据曲线的施工特点调整推力、推进速度、出土量和注浆量，并根据地层变形的信息数据及时调整各种施工参数，以期在尽量短的时间内将土压平衡值和注浆量调至曲线掘进的最佳状态。

2.加强止水条质量管理

（一）隧道采用的遇水膨胀橡胶止水带是在氯丁橡胶密封条上加覆一层遇水膨胀条制成的，由于施工期间常遇到下雨或者隧道低部积水，操作不会使遇水膨胀止水带和螺栓垫圈在拼装前遇水预膨胀或变形，影响止水效果，故应在粘贴止水带的地方做好防雨措施，搭设活动防雨棚和在止水带表面涂缓膨剂。（二）冬季施工时应设置烘房设施，作橡胶止水带加温。（三）角部加贴的自粘贴橡胶薄片厚度长度应符合设计要求，以免影响止水带效果。（四）“F”块插入间隙偏小，摩阻力大，止水带容易延伸拉长，角部形成“疙瘩”，影响压密，所以在拼装前应涂水性润滑剂，以减少封顶块插入时摩阻力。

3.严格控制盾构的施工参数

当盾构脱出建筑物和管线后以注浆量为主要管理指标。严格控制盾构在穿越阶段推进时的纠偏量，减少纠偏对土体的扰动。控制施工进度，做到均衡施工避免中途搁置。采用信息化施工，及时调整施工参数.。

4.防止盾构法结泥饼

盾构机穿越易结泥饼的地层时，盾构机掘进时会在刀盘特别是刀盘的中心部位产生泥饼。当产生泥饼时，掘进速度急剧下降，刀盘扭矩也会上升，大大降低开挖效率，甚至无法掘进。施工中采取的主要技术措施为:在到达这种地层之前把刀盘上的部分滚刀换成齿刀，增大刀盘的开口率。加强盾构掘进时的出土管理，密切注意开挖面的地质情况和刀盘的工作状态。

刀盘前部中心部位布置有数个泡沫注入孔，在这种地层掘进时可以适量增加泡沫的注入量，减小渣土的黏附性，降低泥饼产生的几率。刀盘背面和土仓压力隔板上设有搅拌棒，以加强搅拌强度和范围，并通过土仓隔板上搅拌棒的泡沫孔向土仓中注射泡沫，改善渣土和易性，增大渣土流动性。必要时螺旋输送机内也要加入泡沫，以增加渣土的流动性，利于渣土的排出。一旦产生泥饼，可空转刀盘，使泥饼在离心力的作用下脱落。确保开挖面稳定后，可采用人工进仓处理的方式清除泥饼。

5.注浆管堵塞预防

浆液运输管路的铺设，要避免管路弯曲造成浆液流速缓慢而沉淀。紧凑安排工序，缩短浆液在隧道内的运输时间。在洞口和砂浆车位置设置电源插座，专供砂浆车搅拌电机用，保证砂浆车搅拌器正常连续工作，避免因施工停顿时间过长而引起浆液离析。砂浆车向盾构机储浆罐泵浆时，降低出浆管高度，同时开启搅拌机搅拌浆液。在不影响其它管路及运作空间的前提下，适当改善同步注浆管路，减少弯头、增大管径，避免浆液在管路中沉积、堵塞。保证盾构机及后配套设备的正常连续运行。坚决避免盾构机在推进过程中人为停机，造成同步注浆工序中断使浆液凝固堵塞。

6.施工准备阶段认真准备