盾构掘进中的九大问题
土压平衡盾构施工中常见问题及措施
接触盾构机半年多了,对盾构机常见的问题有了一定的认识和体会,总结下以供参考学习!1 盾构机身滚动问题盾构机身滚动是由于刀盘切削开挖面土体产生的扭矩大于盾构机壳体与隧道洞壁之间的摩擦力矩而产生的。
在两地层分界面掘进时,由于岩性差别太大且岩层稳定性较好,此时扭矩很大,而盾构机壳体与洞壁之间只有部分产生摩擦力,当摩擦力矩无法平衡刀盘切削土体产生的扭矩时将引起盾构机身的滚动,过大的滚动会影响管片的拼装,也会引起隧道轴线的偏斜。
一般情况下,当滚动偏差超过0.5°时,应及时采用以下方法进行纠正。
1)针对性地加注泡沫减小刀盘扭矩。
2)及时注浆,确保注浆量,采用活性浆液等措施增大盾构周边摩擦力。
3)改变刀盘旋转方向,放慢推进速度。
2 泥饼问题盾构机穿越粘性土层时,由于刀盘面需维持较高的压力,而且温度一般也很高。
这样粘性土在高温、高压作用下易压实固结产生泥饼,特别是在刀盘的中心部位。
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。
施工中主要采取下列措施。
1)在到达这种地层之前把刀盘上的部分滚刀换成刮刀,增大刀盘的开口率。
2)适量增加泡沫的注入量,减小碴土的黏附性,降低泥饼产生的几率。
3)刀盘背面和土仓压力隔板上设搅拌棒,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。
4)必要时螺旋输送机内也要加入泡沫,以增加碴土的流动性,利于碴土的排出。
5)采用2/3仓土加气压模式掘进。
6)一旦产生泥饼,可空转刀盘使泥饼在离心力的作用下脱落。
确保开挖面稳定的情况下也可采用人工进仓清除。
3 螺旋输送机喷涌问题当基岩裂隙水发育时,隔水层厚度不一致且常缺失。
在这种地层中,如果盾构机没有连续掘进或掘进间歇,以及同步注浆不密实形成流水通道,水压较大,土质不良,进入土仓的渣土不具有一定的塑性(粘土矿物质含量少,密水性差),那么承压水与无塑性渣土容易形成螺旋输送器喷涌。
盾构机掘进及土工安全问题总结讲解
2、推力大小(也可用土仓压力),影响地面沉降或隆起。 推力大小(也可用土仓压力),影响地面沉降或隆起。 ),影响地面沉降或隆起
3、在黏土中推进时,会在盾尾粘上较多的黏土堆,从而进一 在黏土中推进时,会在盾尾粘上较多的黏土堆, 步加大后面建筑间隙。如下图所示: 步加大后面建筑间隙。如下图所示:
5、注浆也会影响地面升降。 注浆也会影响地面升降。
NO.3地层位移的影响因素
1、隧道埋深的影响 实践表明:隧道埋深对地层位移的影响因地层情况各异。 具体有个公式,不多述。 2、隧道介质种类和环境的影响 盾构法施工地面沉陷槽宽度主要取决于最接近隧道 拱顶的那一层土的状况,从另一方面来说:如果隧道完 全位于地下水位下,那么紧挨隧道上方的承压水土层对 沉陷槽有重大影响。
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盾构机介绍及盾构掘进 土工问题
地铁分站
目录
盾构机的介绍
盾构机施工中的土工安全问题
一、盾构机介绍
盾构机的机型
1.敞开式盾构(采用自然支护和机械支护) 2.压缩盾构(压缩空气支护式) 3.泥水盾构(泥水支护式) 4.土压平衡盾构(土压平衡支护式)
盾构选型依据
工程地质、 粒度分布、抗压强度、含水率、 砾径、液限、塑限、内摩擦角、 水文、隧 土粒相对密度、孔隙比等。. 道长度 盾构类 型选择 周围环境、 地上地下建筑物分布、管线分布 工程筹划、 ,河流、交通、气候、水电等等 工期 。.
宜用的辅 助工法、 技术经济
易用性、适用性
二、盾构施工过程中的土工安全问题
1、以泥水压力来抵搞抗开挖面的土压力和水压力以保 持开挖面稳定,同时,挖制开挖面变形和地基沉降。 2、在开挖面形成弱透水性泥膜,保持泥水压力有效作 用于开挖面。
(二)为保证开挖面稳定,泥水需具用的特性: 为了保持开挖面稳定,泥水和开挖面交界处 必须可靠面迅速地形泥膜!泥水应具有以下特性。 1、泥水密度:理论上讲密度越靠近开挖土体密度越 好。但对开挖效率不利。故需找到一个最佳的泥水 密度,一般为1.05-1.30g/平方厘米。 2、含砂量:因为开挖表面相当于有一个筛子,分3 种情况:1、筛孔大(相当于砂砾土)泥水全部向开 挖面渗,不形成泥膜。2、筛孔中等(砂质土)泥水 部分向开挖面渗,部分形成泥膜。3、筛孔小(黏性 土层),泥水全部形成泥膜。
盾构施工中常见的问题及处理措施
盾构施工中常见的问题及处理措施前言盾构施工工法在国内近年流行的机械化施工作业,由于盾构工法较传统的矿山法施工作业安全、自动化程度高、工人劳动强度低,越来越受施工单位欢迎。
盾构工法经过在国内多年的施工实践,盾构工法逐步被人们所认识和了解,虽然盾构工法有很多的优点,但其缺点也不少,如盾构施工中发生错台、管片破损等质量问题,没法返工,留下工程永久性的质量缺陷,质量问题重点为预控。
因此,施工过程中的风险管理越来越受人们所重视,不断探索施工风险预控制技术,不但可以提供施工质量水平和企业的技术管理水平,同时有利于避免质量、安全事故,降低施工成本。
风险管理关键在于发现问题,分析问题,采取应对措施和预防措施,总结经验,不断提高工程风险的管理。
现本文以表格的形式对盾构施工过程中的一些质量问题分类概述,并找出问题产生的原因,进而提出处理措施。
见下表:质量问题产生的原因处理措施出洞段拆除封门时出现涌水、流砂封门外侧加固土体强度低1.创造条件使盾构尽快进入洞口,并对洞门圈进行加固封堵,如双液注浆、直接冻结等2.加强监测,观测封门附近、工作井和周围环境的变化。
3.加强工作井的支护结构体系地下水发生变化封门外土体暴露时间太长洞口土体流失洞口土体加固效果不好1.洞口土体加固应提高施工质量,保证加固后土体强度和均匀性;2.洞门密封圈安装要准确,在盾构推进的过程中要注意观察,防止盾构刀盘的周边刀割伤橡胶密封圈;密封圈可涂牛油增加润滑性;洞门的扇形钢板要及时调整,改善密封圈的受力状况;3.在设计、使用洞门密封时要预先考虑到盾壳上的凸出物体,在相应位置设置可调节的构造,保证密封的性能;洞口密封装置失效掘进面土体失稳盾构推进轴线偏离设计轴线盾构基座变形1.盾构基座中心夹角轴线应与隧道设计轴线方向保持一致,当洞口段隧道设计轴线处于曲线状态时,可考虑盾构基座沿隧道设计曲线的切线方向放置,切点必须取洞口内侧面处;2.对基座框架结构的强度和刚度进行验算,以满足出洞时盾构穿越加固土体所产生的推力要求;3.控制盾构姿态,尽量使盾构轴线与盾构基座中心夹角轴线保持一致;4.盾构基座的底面与始发井的底板之间要垫平垫实,保证接触面积满足要求;5.在推进过程中合理控制盾构的总推力,使千斤顶合理编组,避免出现不均匀受力盾构后靠支撑发生位移或变形出洞推进时盾构轴线上浮后盾系统出现失稳反力架失效1.对体系的各构件必须进行强度、刚度校验,对受压构件一定要作稳定性验算。
盾构法施工质量通病及防治
盾构法施工质量通病及防治(二)第二节盾构掘进盾构掘进是盾构法隧道施工旳重要工序, 要保证隧道旳实际轴线和设计轴线相吻合, 并保证管片圆环拼装质量, 使隧道不漏水, 地面不产生大旳变形。
1、土压平衡式盾构正面阻力过大1.1、现象盾构推进过程中, 由于正面阻力过大导致盾构推进困难和地面隆起变形。
1.2、原因分析⑴盾构刀盘旳进土开口率偏小, 进土不畅通;⑵盾构正面地层土质发生变化;⑶盾构正面遭遇较大块状旳障碍物;⑷推进千斤顶内泄漏, 达不到其自身旳最高额定油压;⑸正面平衡压力设定过大;⑹刀盘磨损严重。
1.3、防止措施⑴合理设计进土孔旳尺寸, 保证出土畅通;⑵隧道轴线设计前, 应对盾构穿越沿线作详细旳地质勘查, 摸清沿线影响盾构推进旳障碍物旳详细位置、深度, 以使轴线设计考虑到这一状况;⑶详细理解盾构推进断面内旳土质状况, 以便及时优化调整土压设定值、推进速度等施工参数;⑷常常检修刀盘和推进千斤顶, 保证其运行良好;⑸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。
1.4、治理措施⑴采用辅助技术, 尽量采用在工作面内进行障碍物清理, 在条件许可旳状况下, 也可采用大开挖施工法清理正面障碍物;⑵增添千斤顶, 增长盾构总推力。
2、泥水加压平衡式盾构正面阻力过大2.1、现象盾构推进过程中, 由于正面阻力过大导致盾构推进困难。
2.2、原因分析⑴泥水平衡系统不能建立或泥水压力过大;⑵盾构刀盘旳进土开口率偏小, 进土不畅通;⑶盾构正面地层土质发生变化;⑷盾构正面遭遇较大块状旳障碍物;⑸推进千斤顶内泄漏, 达不到其自身旳最高额定油压。
2.3、防止措施⑴严格控制泥水质量, 精确设定泥水平衡压力、推进速度等施工参数, 同步保证泥水输送系统旳正常运行;⑵详细理解盾构推进断面内旳土质状况, 以便及时优化调整平衡压力设定值、推进速度等施工参数, 同步配制与土质相适应旳泥水;⑶在盾构穿越沿线做好详尽旳地质勘查, 事先清除障碍物或调整设计轴线;⑷常常检修推进千斤顶, 保证其运行良好。
盾构施工中常遇到的问题
1.盾构始发时怎样避免盾构机头扎头?始发推进后,在盾构抵达撑子面及脱离加固区时由于盾构下半部土体受到扰动,承载力降低容易出现盾构叩头现象。
应抬高盾构始发姿态,盾构机机头在安置时应设置一个仰角。
在掘进过程中头部周期性下降产生原因:盾构机在推进过程中,由于泥土仓实际土压力值低于理论值,使盾构机头部周期性地下降。
造成盾构机“磕头”。
处理方法:实际操作中,应使泥土仓土压力值略高于理论值,并在推进时按工况条件和地质情况在盾构机正面加入发泡剂、膨润土和水等改良土体的添加剂,改良开挖面的土体。
施工过程中要根据隧道的埋深、所在位置的土层状况和地层变形量等信息的反馈,对土压力设定值、推进速度和注浆量等施工参数及时地进行调整。
2.在盾构过程中如何解决机身滚动问题?盾构机身滚动是由于刀盘切削开挖面土体产生的扭矩大于盾构机壳体与隧道洞壁之间的摩擦力矩而产生的。
解决方法是1)针对性地加注泡沫减小刀盘扭矩。
2)及时注浆,确保注浆量,采用活性浆液等措施增大盾构周边摩擦力。
3)改变刀盘旋转方向,放慢推进速度。
.3.盾构过程中产生泥饼问题?盾构机在粘性土层中施工时,由于粘性土具有内摩擦角小、粘性大和流动困难等特点,使得粘性土体粘附在刀盘上。
被刀盘从开挖面上切削下来的粘土,通过刀盘渣槽进入泥土仓后,在泥土仓上压力的作用下容易被压实固结,首先将刀盘支撑臂中心充满填实,并很快地堵死了刀盘中心的渣槽,使刀盘中心正面的土体不能通过中心刀渣槽进入泥土仓,而是在刀盘挤压力的作用下从刀盘四周的渣槽进入泥土仓。
逐渐地,整个泥土仓内全部被压实固结的土体充满并堵塞。
当刀盘继续旋转切削土体时,固结土体的刀盘和开挖面土体之间产生很大的摩擦力,相互摩擦产生大量的热量,刀盘温度不断升高,使刀盘和泥土仓内的土体不断地被烧结固化,最终在刀盘和整个泥土仓内形成坚硬的“泥饼”。
“泥饼”形成后,刀盘扭矩和盾构机推进阻力均迅速增大,螺旋输送机无法出土,盾构机不能往前推进。
盾构施工中常见问题分析及防治措施
盾构施工中常见问题分析及防治措施随着城市的不断拓展和市场的不断扩大,盾构工程日益受到重视,成为城市建设中的重要组成部分。
然而,在盾构施工过程中,也时常会出现一些问题,如何有效地分析和解决这些问题,是保证盾构工程进展顺利和安全的关键之一。
本文将对盾构施工中常见问题进行分析,并提出相应的防治措施。
1. 盾构机故障盾构机是盾构施工中不可或缺的设备之一。
然而,在实际施工中,盾构机故障是比较常见的情况。
盾构机故障可能导致施工进度延误、安全事故等问题的发生。
1.1 故障原因•设备故障:盾构机本身设计出现缺陷或部件损坏等。
•操作不当:盾构机的操作人员在操作过程中出现失误或者质量不合格等问题。
•环境因素:如地质情况不稳定、施工区域的气候环境等因素均有可能导致盾构机故障。
1.2 防治措施•设备保养:对盾构机进行定期维护和保养,预防盾构机本身的故障。
•员工培训:对盾构机操作人员进行专业培训,提高员工的专业技能和操作水平,减少操作不当造成的故障。
•环境管理:对施工环境进行科学合理的管理,结合具体环境类型进行不同的措施,提高施工效率的同时减少盾构机故障的发生。
2. 施工质量问题盾构施工质量是工程质量的重要组成部分。
若施工质量存在问题,则会直接影响到工程安全和工程质量。
2.1 问题原因•施工人员技能不足:盾构施工需要相应的专业技能和经验,如果施工人员对于施工过程中的技术要求不熟练,则很容易出现质量问题。
•环境因素影响:施工过程中,环境因素会对施工质量产生一定的影响。
•材料质量问题:质量不达标的材料会对施工质量产生影响。
2.2 防治措施•员工培训:加强员工技术培训,保障员工对施工过程的掌握和熟练操作,提高施工质量。
•严格现场管理:加强现场施工管理,对施工现场进行密切的监管和管理,确保施工质量。
•细化施工标准:建立规范的施工标准,明确施工过程中的每一个环节,严格按照标准进行操作,提高施工质量。
3. 安全事故问题盾构施工涉及到大量的工程设备,涉及到工人的安全问题,因此安全事故问题时刻不能忽视。
盾构施工目前问题及措施
盾构施工目前存在的问题第一区域(井上)1.盾构队部分人员是新员工,尤其特工作业(门吊,电瓶车,司索等)部分为实习阶段,所以作业安全问题不可忽视,要加强关键岗位培训、学习及安全操作交底。
2.设备人员(机修,电工)大部分实习生或工作时间不长,设备的维保存在效率问题,应加强设备维保人员的力量,提高维保人员的技能以保证设备完好率。
3.地面场地存在盾构施工与主体施工交叉作业,所以应加强对地面人员交叉作业安全意识。
4.场地的文明施工要加强,尤其渣池处应添加防护,避免泥巴掉落在管片及场地上。
5.龙门吊问题a 大车限位器有时不灵敏,需进行纠正。
b 扁担两侧渣斗吊钩目前为钢板式,需进行更换成链条式。
c 扁担主钩目前为16吨的,需更换为45吨挂钩。
d 对门吊大车及小车限位,钢丝绳,刹车设备人员需定期检查其完好性,保证门吊的运输安全。
e门吊称重仪表读数不准确,需进行标定。
第二区域(井下)1.场地卫生及安全防护要加强。
2.加强水平运输及垂直运输的安全责任意识,进行特种作业岗位专项交底。
第三区域(隧道)1.操作手及土木工程师在岗时间不长,部分还在实习阶段,所以要经常进行培训学习,提高工作能力和管理能力。
对于操作手、土木工程师要实行导师带徒计划,由导师进行现场指导及理论学习相结合的培养方式,尽快让操作手成长起来。
定期对其进行培训,提高他们的安全,质量意识,对于关键量如:出土量,注浆量,土压,渣土改良等能够有效的把控。
在实际的管片选型过程中,我们要综合考虑盾尾间隙、油缸行程差以及错缝拼装等条件进行管片选型。
在选型过程中我们的目的是同时将盾尾间隙和油缸行程差调整至最佳状态,如果二者不能同时满足时,则优先考虑调整盾尾间隙。
管片选型是一项复杂的工作,因此管片选型者应熟悉管片的结构特点、线路情况、以及盾构机性能等,选择出最佳的管片类型,建造出完美的隧道。
目前只有一台盾构机下井,但后续还有两台即将陆续下井,以目前人员情况必定缺少很多,需要储备操作手及土木工程师,所以从现在开始要培养其他两台机操作手及土木工程师,提前了解地层情况与施工班组间的磨合,提高操作手在掘进过程中异常问题的警觉性和处理方式如:a油温上升快可能的原因:刀盘扭矩或推力过大,或设备系统故障(如冷却系统)应立即停机检查或调整掘进参数。
大学生在盾构实习中遇到的问题
大学生在盾构实习中遇到的问题
盾构施工实习中遇到的问题如下:始发推进后,在盾构抵达撑子面及脱离加固区时由于盾构下半部土体受到扰动,承载力降低容易出现盾构叩头现象。
在掘进过程中头部周期性下降。
产生原因:盾构机在推进过程中,由于泥土仓实际土压力值低于理论值,使盾构机头部周期性地下降。
造成盾构机“磕头”。
处理方法:实际操作中,应使泥土仓土压力值略高于理论值,并在推进时按工况条件和地质情况在盾构机正面加入发泡剂、膨润土和水等改良土体的添加剂。
拓展
在盾构过程中如何解决机身滚动问题?
盾构机身滚动是由于刀盘切削开挖面土体产生的扭矩大于盾构机壳体与隧道洞壁之间的摩擦力矩而产生的。
解决方法是
1)针对性地加注泡沫减小刀盘扭矩。
2)及时注浆,确保注浆量,采用活性浆液等措施增大盾构周边摩擦力。
3)改变刀盘旋转方向,放慢推进速度。
盾构施工过程中难点及解决方案分析
盾构施工过程中难点及解决方案分析盾构施工过程中的难点及解决方案分析盾构施工是地下工程中常用的一种施工方法,通过在地下隧道中推进盾构机来进行隧道的开挖和支护。
在盾构施工过程中,常会面临各种各样的难点,本文将从地层条件、地下水、地下设施、设备故障等方面进行分析,并提出相应的解决方案。
一、地层条件地层条件是盾构施工中最重要的因素之一。
地层的复杂性和不均匀性会给盾构施工带来困难。
例如,当遇到坚硬的岩层或极软的土壤时,盾构机容易遭遇顶板坍塌、地面沉降或停机等问题。
解决方案:1.前期的地质勘探调查是保证盾构施工顺利进行的关键。
通过充分了解地层情况,合理调整施工方案,选用更适合的盾构机和刀盘,以应对不同地层的挑战。
2.在遇到困难的地层时,可以采用人工喷砼支护、预压法或管片补偿等措施来增强地层的稳定性。
二、地下水地下水是盾构施工中另一个常见的难点。
地下水的涌入会导致隧道顶板下沉、设备损坏等问题。
解决方案:1.在盾构机施工前,进行充分的水文地质调查,预测地下水涌入量,合理设计施工方案,采取相应的水封措施。
2.在进入地下水较多的地层时,可以采用压气式盾构机,通过内部施加高压空气,形成气囊,阻止地下水涌入。
三、地下设施盾构施工可能会穿越或靠近各种地下设施,如地铁、管道、电缆等,这会给施工带来一定的风险。
解决方案:1.在施工前,充分了解区域内的地下设施分布情况,采取相应的措施,如选择避开或加固周围的设施。
2.借助先进的无损探测技术,如激光雷达扫描、地质雷达探测等,精确识别地下设施的位置,保障施工的安全进行。
四、设备故障盾构机在施工过程中可能会出现故障,这会导致施工的延误和成本的增加。
解决方案:1.定期进行盾构机的检修和维护,确保设备的正常运行。
2.在施工过程中,设立专门的设备监控和故障预警系统,及时发现设备问题并采取措施,避免故障对施工的影响。
总结:在盾构施工过程中,地层条件、地下水、地下设施和设备故障都是常见的难点。
盾构施工过程质量通病分析及预防
盾构施工过程质量通病分析及预防1 施工过程质量通病分析1.1 土压平衡式盾构盾构推进困难和地面隆起变形原因分析: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。
1.2 盾构机后退盾构停止推进,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。
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。
1.3 盾尾密封装置泄漏原因分析: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。
1.4 沿隧道轴线地层变形量过大原因分析:1、盾构开始掘进后,如不能同步地进行注浆或注浆效果差,则会产生地面沉降;2、盾尾密封效果不好,注浆压力又偏高,浆液从盾尾渗入隧道,造成有效注浆量不足:3、浆液质量不好,强度达不到要求,不能起到支护作用,造成地层变形量过大;4、注浆过程不均匀,推进过程中有时注浆压力大,注浆量足,有时注浆量少,甚至不注浆,造成对土体结构的扰动和破坏,使地层变形量过大。
1.5 同步注浆浆管堵塞原因分析:1、停止注浆的时间太长,留在浆管中的浆液结硬,引起堵塞;2、浆液中的砂含量太高,沉淀在浆管中,使浆管通径逐渐减小,引起堵塞;3、浆管的三通部位在压浆过程中有浆液积存,时间长了就沉淀凝固。
地铁盾构施工中的安全问题与应对措施
盾构施工具有自动化程度高、 施工速度快、对周围环境影响 小等优点,但也存在一定的安
全风险
地铁盾构施工中的安全问题
1. 盾构机故障
盾构机作为核心设备,其运行状态直接关系到施工安全。盾构机故障可能导致推进力不足 、密封失效等问题,影响施工进度和质量,严重时可能引发安全事故
地铁盾构施工中的安全问题
应对措施
2. 地质勘察与 风险评估
在盾构施工前,应对 工程地质进行详细勘 察,全面了解地层分 布、岩石性质、地下 水位等信息。基于勘 察数据,进行风险评 估,制定针对性的安 全措施,如调整盾构 机参数、优化掘进方 案等
3. 提高施工人 员安全意识
加强对施工人员的安 全教育和培训,确保 其掌握必要的安全知 识和应急处置能力。 同时,严格执行安全 操作规程,杜绝违规 行为,保障人员安全
参考文献
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应急预案
01
预案应包括危险源辨 识、风险评估、应急 响应程序等内容,确 保在紧急情况下能够 迅速启动应急响应
02
同时,定期组织应急 演练,提高施工人员 的应急处置能力,降 低事故发生时的损失
03
加强施工管理
1
施工管理是保障盾构施工安全的重要环节
2
建立健全的施工管理体系,明确各级管理人员
职责,确保各项安全措施得到有效执行
在地铁盾构施工中,培育安全文化是至关重要的。安全文化是指全体员工共同遵守和认同 的安全价值观、行为准则和习惯。通过建立和完善安全文化体系,提高员工的安全意识, 形成"安全第一"的工作氛围,使安全成为每个人的自觉行动。具体措施包括:开展安全教 育培训、组织安全文化活动、建立安全奖励机制等
盾构施工中的常见问题
盾构施工中的常见问题摘要:从1825年在英国泰晤士河下首次用一个矩形盾构建设隧道到现在盾构法进行地下隧道施工已经有170余年的历史。
在这170多年里,盾构机随着现代科学的发展自动化程度越来越高,根据不同的地质条件所使用的盾构机种类也越来越多。
现在,盾构法施工已经成为了现代城市地下快速轨道交通隧道和过江隧道施工方法中进度最快,效率最高的的方法。
尽管盾构法施工在盾构法施工中有很多优点,在很多资料上也提到这些,但是盾构施工中也有很多问题,今天我介绍的就是一些常见的问题和解决方法。
关键词:盾构法施工,常见问题,解决方法一盾构法施工的主要内容图1 盾构施工概貌1-盾构;2-盾构千斤顶;3-盾构正面网格;4-出土转盘;5-出土皮带运输机;6-管片拼装机;7-管片;8-压浆泵;9-压浆孔;10-出土机;11-由管片组成的隧道衬砌结构;12-在盾尾空隙的压浆;13-后盾管14-竖井。
如图1所示构成盾构法施工的主要内容是:先在隧道某段的一端建造竖井或基坑,以供盾构安装就位。
盾构从竖井或基坑的墙壁开孔处出发,在地层中沿着设计轴线,向另一竖井或基坑的设计孔洞推进。
盾构推进中所受到的地层阻力,通过盾构千斤顶传至盾构尾部已拼装的预制隧道衬砌结构,再传到竖井或基坑的后靠壁上,盾构是这种施工方法中最主要的独特的施工机具。
它是一个能支承地层压力而又能在地层中推进的圆形或矩形或马蹄形等特殊形状的钢筒结构,在钢筒的前面设置各种类型的支撑和开挖土体的装置,在钢筒中段周圈内面安装顶进所需的千斤顶,钢筒尾部是具有一定空间的壳体,在盾尾内可以拼装一至二环预制的隧道衬砌环。
盾构每推进一环距离,就在盾尾支护下拼装一环衬砌,并及时向紧靠盾尾后面的开挖坑道周边与衬砌环外周之间的空隙中压注足够的浆体,以防止隧道及地面下沉。
在盾构推进过程中不断从开挖面排出适量的土方。
二盾构法施工的优点1.除竖井施工外,施工作业均在地下进行,噪音、振动引起的公害小,既不影响地面交通,又可减少对附近居民的噪音和振动影响。
盾构施工常见问题及治理
隧道盾构掘进施工盾构掘进是盾构法隧道施工的主要工序,要保证隧道的实际轴线和设计轴线相吻合,并确保圆环拼装质量,使隧道不漏水,地面不产生大的变形。
总结了盾构掘进施工九大常见问题及预防措施,方便大家在实际施工中比对防治。
一、土压平衡式盾构正面阻力过大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。
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;(6) 刀盘磨损严重预防措施(1) 合理设计土孔的尺寸,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察,摸清沿线影响盾构推进障碍物的具体位置、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,以便及时调整土压设定值、推进速度等施工参数;(4) 经常检修刀盘和推进千斤顶,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。
治理办法(1) 采取辅助技术,尽量采取在工作面内进行推进障碍物清理,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。
二、土压平衡盾构正面压力过量波动现象在盾构推进及管片拼装的过程中,开挖面的平衡上压力发生异常的波动,与理论力值或设定应力值发生较大的偏差。
原因分析(1) 推进速度与螺旋机的旋转速度不匹配;(2) 当盾构在砂土土层中施工时,螺旋机摩擦力大或形成土塞而被堵住,出土不畅,使开挖面平衡压力急剧上升;(3) 盾构后退,使开挖面平衡压力下降;(4) 土压平衡控制系统出现故障造成实际上压力与设定土压力的偏差。
预防措施(1) 正确设定盾构推进的施工参数,使推进设速度与螺旋机的出土能力相匹配;(2) 当土体强度高,螺旋机排土不畅时,在螺旋机或土仓中适量地家注水或泡沫等润滑剂,提高出土的效率。
盾构施工中常遇到的问题
盾构施工中常遇到的问题(总4页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One 1■CAL■本页仅作为文档封面,使用请直接删除1.盾构始发时怎样避免盾构机头扎头?始发推进后,在盾构抵达撑子面及脱离加固区时山于盾构下半部土体受到扰动,承载力降低容易出现盾构叩头现象。
应抬高盾构始发姿态,盾构机机头在安置时应设置一个仰角。
在掘进过程中头部周期性下降产生原因:盾构机在推进过程中,由于泥上仓实际上压力值低于理论值,使盾构机头部周期性地下降。
造成盾构机"磕头”。
处理方法:实际操作中,应使泥土仓土压力值略高于理论值,并在推进时按工况条件和地质情况在盾构机正面加入发泡剂、膨润土和水等改良土体的添加剂,改良开挖面的土体。
施工过程中要根据隧道的埋深、所在位置的土层状况和地层变形量等信息的反馈,对土压力设定值、推进速度和注浆量等施工参数及时地进行调整。
2.在盾构过程中如何解决机身滚动问题?盾构机身滚动是山于刀盘切削开挖面土体产生的扭矩大于盾构机壳体与隧道洞壁之间的摩擦力矩而产生的。
解决方法是1)针对性地加注泡沫减小刀盘扭矩。
2)及时注浆,确保注浆量,釆用活性浆液等措施增大盾构周边摩擦力。
3)改变刀盘旋转方向,放慢推进速度。
.3.盾构过程中产生泥饼问题?盾构机在粘性上层中施工时,由于粘性丄具有内摩擦角小、粘性大和流动困难等特点,使得粘性上体粘附在刀盘上。
彼刀盘从开挖而上切削下来的粘土,通过刀盘渣槽进入泥上仓后,在泥上仓上压力的作用下容易被压实固结,首先将刀盘支撑臂中心充满填实,并很快地堵死了刀盘中心的渣槽,使刀盘中心正而的丄体不能通过中心刀渣槽进入泥上仓,而是在刀盘挤压力的作用下从刀盘四周的渣槽进入泥丄仓。
逐渐地,整个泥土仓内全部被压实固结的上体充满并堵塞。
当刀盘继续旋转切削上体时,固结上体的刀盘和开挖而土体之间产生很大的摩擦力,相互摩擦产生大量的热量,刀盘温度不断升高,使刀盘和泥上仓内的上体不断地被烧结固化,最终在刀盘和整个泥土仓内形成坚硬的“泥饼”。
盾构施工队伍存在问题汇总
盾构施工队伍存在问题汇总
1.施工队长未与盾构工区现场管理人员沟通,直接给队伍下达施工指令;
2.工区下达的部分施工任务落实不及时;
3.现场维保工人维保工作不到位或不及时,跟班维保人员不能固定跟班,经常被施工队伍安排从事其它工作;
4.擅自变动固定岗位作业人员,未与工区现场管理人员沟通;
5.未与现场管理人员沟通,私自安排固定岗位人员从事其它工作,导致本职工作延误;
6.施工作业人员工作期间做与工作无关的事情(门吊司机等);
7.领取的材料存在乱丢乱弃的现象,剩余材料及工机具使用完毕后,未及时归还入库;
8.现场氧气、乙炔瓶乱放,不符合项目部安全管理规定;
9.电瓶车、龙门吊司机等特种工证件不全;
10.未上报相关作业人员名单;(按照劳务合同规定的固定跟班维保人员、地面施工班长2人、隧道内施工班长4人、具有管片选型、拼装操作等专业能力的管片拼装手4人、隧道内施工主管2人)
11.隧道内人为垃圾(剩饭剩菜)乱丢,文明施工不到位。
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盾构掘进是盾构法隧道施工的主要工序,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1.1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。
1.2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;(6)刀盘磨损严重。
1.3预防措施(1)合理设计土孔的尺寸,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察,摸清沿线影响盾构推进障碍物的具体位置、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,以便及时调整土压设定值、推进速度等施工参数;(4)经常检修刀盘和推进千斤顶,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。
1.4治理办法(1)采取辅助技术,尽量采取在工作面内进行推进障碍物清理,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 土压平衡盾构正面压力的过量波动2.1现象在盾构推进及管片拼装的过程中,开挖面的平衡上压力发生异常的波动,与理论力值或设定应力值发生较大的偏差。
2.2原因分析(1)推进速度与螺旋机的旋转速度不匹配;(2)当盾构在砂土土层中施工时,螺旋机摩擦力大或形成土塞而被堵住,出土不畅,使开挖面平衡压力急剧上升;(3)盾构后退,使开挖面平衡压力下降;(4)土压平衡控制系统出现故障造成实际上压力与设定土压力的偏差。
2.3预防措施(1)正确设定盾构推进的施工参数,使推进设速度与螺旋机的出土能力相匹配;(2)当土体强度高,螺旋机排土不畅时,在螺旋机或土仓中适量地家注水或泡沫等润滑剂,提高出土的效率。
当土体很软,排土很快影响正面压力的建立时,适当关小螺旋机的闸门,保证平衡土压力的建立;(3)管片拼装作业,要正确伸缩千斤顶,严格控制油压和伸出千斤顶的数量,确保拼装时盾构不后退;(4)正确设定平衡土压力值以及控制系统的控制参数;(5)加强设备维修保养,保证设备完好率,确保千斤顶没有内漏泄现象。
2.4治理方法(1)向切削面注入泡沫、水、澎润土等物质,改善切削进入土仓内的土体的性能,提高螺旋机的排土能力,稳定正面土压;(2)维修好设备,减少液压系统的泄漏;(3)对控制系统的参数重新进行设定,满足使用要求。
3 土压平衡盾构螺旋机出土不畅3.1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。
3.2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,也不能出土;(2)螺旋机螺杆安装于壳体不同心,运转过程中壳体磨损,使叶片与壳体间隙增大,出土效率低;(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,因为长时间高负荷工作,过热或油压过高而停止工作。
3.3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,运作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,螺旋机的电动机的负荷降低;(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。
3.4治理方法(1)打开螺旋机的盖板,清理螺旋机被堵塞的部位;(2)将磨损的螺旋机螺杆更换。
水压力+土压力=土仓压力4 盾构掘进轴线偏差4.1现象盾构掘进过程中,盾构推进轴线过量偏离隧道设计轴线,影响成环管片的轴线;4.2原因分析(1)盾构超挖或欠挖,造成盾构在土体内的姿态不好,导致盾构轴线产生过量的偏离;(2)盾构测量误差导致轴线的偏差;(3)盾构纠偏不及时或纠偏不到位;(4)盾构处于不均匀土层中,即处于两种不同土层相交的地带时,两种土的压缩性、抗压强度、抗剪强度等指标不同;(5)盾构处于非常软弱的土层中如果推进停止的间隙过长当正面平衡压力损失时,会导致盾构下沉;(6)拼装管片时,拱底块部位盾壳内清理不干净,有杂质夹杂在相邻两环管片的接缝内,就使管片的下部超前,轴线产生向上的趋势,影响盾构推进轴线的控制;(7)同步注浆量不够或浆液质量不好,泌水后引起隧道沉降,而影响推进轴线的控制;(8)浆液不固结使隧道在大的推力作用下引起变形。
4.3预防措施(1)正确设定平衡压力,使盾构的出土量与理论值接近,减少超挖与欠挖现象,控制好盾构的姿态;(2)盾构施工过程中经常校正、复测及复核测量基站;(3)发现盾构姿态出现偏差时应及时纠偏,使盾构正确的沿着隧道设计轴线前进;(4)盾构处于不均匀土层中时,适当控制推进速度,多用刀盘刻削土体,减少推进时的不均匀阻力。
也可以采用向开挖面注入泡沫或膨润土的办法,改善土体使推进更加顺畅;(5)当盾构在极其软弱的土层中施工时,应掌握推进速度与进土量的关系,控制正面土体的流失;(6)拼装拱底块管片前应对盾壳底部的垃圾进行清理,防止杂质夹杂在管片间,影响隧轴线;(7)在施工中按质保量做好注浆工作,保证浆液的搅拌质量和注入方量。
4.4治理方法(1)调整盾构的千斤顶编组或调整各区域油压及时纠正盾构轴线;(2)对开挖面做具部的超挖,使盾构沿着被超挖的一侧前进;(3)盾构的轴线受到管片位置的阻碍不能进行纠偏时,采用楔子环管片调整环面与隧道设计轴线的垂直度,改善盾构后座面。
5 盾构过量的自转5.1、现象盾构推进中盾构发生过量的旋转,造成盾构与车架连接不好,设备运行不稳定,增加测量、封顶快拼装等困难。
5.2、原因分析(1)盾构内设备布置重量不平衡,盾构的重心不在垂直的中心线上而产生了旋转力矩;(2)盾构所处的土层不均匀,两侧的阻力不一致,造成推进过程中受到附加的旋转力矩;(3)在施工过程中刀盘或旋转设备连续同一转向,导致盾构在推进运动中旋转;(4)在纠偏时左右千斤顶推力不同及盾构安装时千斤顶轴线与盾构轴线不平行。
5.3、预防措施(1)安装于盾构内的设备作合理布置,并对各设备的重量和位置进行验算,使盾构重心与中线上或配置配重调整重心位置于中心线上;(2)经常纠正盾构转角,使盾构自转于允许范围内;(3)根据盾构的自转角,经常改变旋转设备的工作转向。
5.4、治理方法(1)可通过改变刀盘拿或旋转设备的转向或改变管片的拼装顺序来调节盾构的自转角度;(2)盾构自转量较大时,可采用单侧压重的方法纠正盾构转角。
6 盾构后退6.1、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。
6.2、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,并且没有控制好应有的防后退顶力。
6.3、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至规定值;(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。
6.4、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。
7盾尾密封装置泄漏7.1、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。
7.2、原因分析(1)管片与盾尾不同心,使盾尾和管片间的间隙局部过大,超过密封装置的密封界限;(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,盾尾钢刷内浸入了浆液并固结,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,使刷毛反转,盾尾刷变形而密封性能下降;(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。
7.3、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、均匀的压注盾尾油脂;(3)控制盾构姿态,避免盾构产生后退现象;(4)采用优质的油脂要求有足够的粘度、流动性、润滑性、密封性能;7.4、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入海绵,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钢刷更换,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。
8盾构切口前方底层过量变形8.1、现象在盾构推进过程中,切口前方地面出现超量沉降或隆起8.2、原因分析(1)地质状况发生突变;(2)施工参数设定不当,如平衡土压力设定值偏低或偏高,推进速度过快或过慢;(3)盾构切削土体时超挖或欠挖。
8.3、预防措施(1)详细了解地质状况,及时调整施工参数;(2)尽快摸索出施工参数的设定规律,严格控制平衡压力及推进进度设定值,避免其波动范围过大;(3)按理论出土量和施工实际工况定出合理出土量。
8.4、治理方法根据地面监测情况,及时调整盾构施工参数、如推进速度、平衡压力、出土量等。