盾构机司机培训

Segment Axis
Erector
Main Shield Cutter Head
STL
K1
K2
K3
RL AL
Tail Shield
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（八） 纠正以下不良习惯
（1）操作习惯不好，造成土仓压力波动大
主要是几个阶段： 盾构机开机阶段，土仓内加入泡沫，但螺旋同时未能及时出土，造成土 仓压力过大。 盾构机停机拼装管片阶段，时间过长，土仓内的泡沫气体逃逸，造成土 压降低。 盾构遇到富水地段，螺旋机闸门频繁开关，土仓压力来回波动。
（3）岩土交界面水量大，并有一定的承压水特点。在燕梅推进过程中在 左线银利街位置通过管片吊装孔安装压力表测试水压0.35Mpa。
（4）往往实际遇到的岩面高于勘察报告提供的岩面。
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南同区间右线同和端头 20
燕梅区间左线燕塘端头
（二）岩溶地区
岩溶（又称喀斯特）是可溶性岩石在水的溶蚀作用下，产生的各种地 质作用，形态和现象的总称。岩溶发育的条件： 一是具有可溶性的岩层；二是具有有溶解能力（含CO2）和足够流量的水
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（二）土压平衡盾构开挖面稳定机理 土压平衡盾构开挖面的稳定由下列各因素的综合作用
而维持： （1）土仓内的土压力平衡地层压力和水压力。 （2）推进速度调整调节进土量。 （3）螺旋输送机调节排土量。 （4）适当保持泥土的流动性，根据需要调节添加剂
的注入量。
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控制排土量的排土操作控制模式，改变螺旋输送机的转速 控制排土量，以维持开挖面土压稳定的控制模式。此时盾构的 推进速度人工事先给定。
（2）综合管理送排泥状态、泥水压力及泥水处理设 备运转状况的综合管理系统；
（3）泥水分离处理系统； 泥水盾构有两种体系。泥水盾构根据泥水密封仓构 造形式和对泥浆压力的控制方式的不同又分为直接控 制型和间接控制型两种，前者主要是日本盾构机设计 理念，后者主要是德国盾构机设计理念。
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（四） 盾构机滚刀破岩机理
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9，检查测量系统是否工作正常，没有方向测量不能掘进； 10，检查注浆是否准备就绪，没有注浆或者注浆量不能保证， 不能掘进。 11，检查盾构机指令是否合理，是否需要修改或者调整盾构参 数，严格保持土压。 12，检查是否存在当前错误或报警，若有，应及时处理。
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（三） 开机的注意事项
1，首先将面板的螺旋输送机转速调整旋钮、刀盘转速调节旋 钮、推进油缸压力、速度调节旋钮调至最小值； 2，依次启动工业水泵、冷却水泵、冷却过滤油泵、润滑油脂 泵、齿轮油泵、补油泵、先导油泵、主驱动泵及螺旋输送机驱 动泵、推进泵、注浆泵、刀盘密封油脂泵、泡沫系统及盾尾油 脂泵等。 3，启动皮带，启动皮带一定是否安全（很多旧机都没有报警 装置了），检查皮带是否正常，是否有跑偏的现象； 4，启动刀盘，要根据滚动角，选择刀盘转向，启动时要慢慢 旋转刀盘转速按钮，使刀盘转速到合适的设定值，切记不能过 快的升速； 5，启动刀盘过程，注意泡沫的参数和流量，切记防止土仓压 力过高；
但具体到每处，我们最关心的是否有溶洞，溶洞的位置、发育程 度等，通过目前的岩土工程勘察技术手段，尚无法全部查明地下溶、 土洞的发育情况及其连通性。
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2.灰岩面起伏很大、上软下硬地层难以避免。 岩溶发育的特点，造成岩面起伏很大，如桂林山水。 如九号线在设计阶段，“根据在石灰岩岩溶发育区域的工程经验 ，为规避工程安全风险，区间隧道采用浅埋，盾构区间覆土距顶板不 小于一倍盾构隧道直径，尽量不进入灰岩岩层的设计原则”，但由于 岩面起伏很大，线路无法完全规避上软下硬地层，各标段均有盾构在 上软下硬地层掘进、全断面岩层掘进。全线仍有单线长度5.3km为上部 为砂层，下部为石灰岩的“上软下硬”地段，很多地段中间缺失粘性 土隔水层，是工程实施安全高风险地段
震旦系混合花岗岩：呈灰、灰白等色，中细粒结构，块状构造，裂 隙稍发育～发育，岩石坚硬，较完整，岩芯多呈短柱状、长柱状，少量 块状，锤击声脆。岩石质量指标RQD值为65～95%，岩石天然抗压强度范 围值fc=31.7～215.6MPa。
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存在风化深槽和球状风化体：
岩石风化不均匀形成的风化深槽和球状风化，而且风化深槽和球
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（2）配套设施未到位，盲目掘进 浆液未到位或者注浆管堵塞，注浆不及时盾构机还
盲目掘进。 泡沫未能及时补充，渣土改良不到位盾构机依然掘
进。 自动测量系统故障或者测量异常，盾构机盲目掘进。
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（3）盾构机纠偏过急 、推进油缸行程差过大、铰接行程过大
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（4）遇到喷涌、水大的地层，来回频繁开关螺旋输送机的闸门
状风化体（孤石）无规律性，不确定性大。
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花岗岩地层上软下硬的特点
（1）岩面起伏大，变化快。由于风化不均匀，稳定岩层岩面埋深在纵 横向上变化大，很不稳定，部分地段风化深度剧增，形成风化深槽现象。
（2）花岗岩风化程度的特点，地层经常出现强风化层或者中风化层缺失 的现象。同一断面上，软硬强度差异特别大。
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（五） 掘进报告的填写
除了日常的报表外，应该按要求填写掘进报告。 1，对于在掘进过程中发生的设备故障应有详细的记录， 并向维保人员交底； 2，对于掘进参数异常，应有分析，并找出原因，提出建 议； 3，对于简单停机要在掘进报告中简单说明；
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红层的特点
1、强度一般不高，但自稳性较好。 2、泥钙质胶结，容易结泥饼。 3、浸水后软化易散，尤其是强风化和全风化地层。
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（四）砂层 常见的砂层主要包括粉细砂、中粗砂、砾砂等层。标贯一般为6-28
击。砂层自稳性差，渗透性好，富水地层极易喷涌，多出土。
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（五）淤泥层（淤泥层、淤泥质土、淤泥质砂层等） 1、标贯低，南沙的有些只有1-3击，容易沉降。 2、推力小，不易控制盾构机姿态 3、周边施工对既有隧道有影响 4、沉降控制难，对周边影响范围大
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二 理解原理、纠正习惯
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（一） 地层沉降机理
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土仓压力大于水压力及土压 力之和，地面隆起
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土仓压力小于水压力及土 压力之和，地面下陷
土仓压力（切口压力）的计算
根据铁路隧道设计规范：
深浅埋隧道判定的原则
Hp=（2-2.5）×hq
Hp--深浅埋隧道分界深度 B—隧道宽度 S—围岩类别
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（五） 盾构总推力计算
盾构的推力主要由以下五部分组成：
F=F1+F2+F3+F4+F5 F1：盾构外壳与土体之间的摩擦力 ； F2：刀盘上的水平推力引起的推力 F3：切土所需要的推力； F4：盾尾与管片之间的摩阻力 F5：后方台车的阻力 （判断掘进的有效推力）
推力大的原因：开挖直径不够引起摩阻力加大
三是具有地表水下渗、地下水流动的途径。
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岩溶地区的特点
1.探明具体的溶洞较困难 岩溶发育有一定的规律，岩溶的发育与岩性、地质构造、新构造
运动、地形、气候都有关系影响很大，如碳酸盐类岩层发育较慢，硫 酸盐类岩层岩溶发展速度较快；质纯层厚的岩层，岩溶发育强烈，规 模较大；含泥质或者其他杂质的岩层，岩溶发育较弱。可溶性岩与非 可溶性岩接触带或不整合面岩溶往往发育，等等规律。
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3.砂层分布广泛，砂层往往直接覆盖在灰岩面上，地下水丰富，局部 与岩溶水、裂隙水连通，地下水活动较剧烈。
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4.岩质较硬脆，钻探时岩芯易碎裂。
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（三）红层 红层主要指侏罗纪、白垩纪及三叠纪及早古近纪形成的，主色调
为红色的砾岩、砂岩、粉砂岩、粘土质粉砂岩、粘土岩或泥质页岩等 岩性的一套陆相及浅水湖相沉积物。
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三 熟悉设备、遵守规程
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（一） 盾构机操作要充分合理的应用盾构机的各种 功能，要严格执行盾构机说明书上的各项使用要求 ，严禁违章操作。
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（二） 开机前必须进行以下检查或者准备工作
1，检查延伸水管、电缆连接是否正常，是否充足； 2，检查供电是否正常（包括变压器噪声/动力及控制电压/功率 因数补偿工作等是否正常） 3，检查循环水压，冷却水是否正常，水管有无渗漏情况； 4，检查滤清器是否正常，是否存在堵塞情况； 5，检查皮带机、皮带是否正常，是否有跑偏； 6，检查空压机运行是否正常； 7，检查泡沫剂液位是否正常； 8，检查出渣系统是否准备就绪；
做一名合格的盾构机司机
2016.8
盾构机常见的事故和问题
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一、螺旋输送机涌水涌沙导致盾构机被埋
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二、刀盘刀具严重磨损
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三、铰接密封、盾尾密封漏水、漏砂
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四、泥饼、喷涌
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四、泥饼、喷涌
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五、出土量控制不好，造成地面建筑物下沉
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五、出土量控制不好，造成地面建筑物下沉
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六、姿态控制不好、管片错台
“责任、专业、果断”
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一、认清地质、判断风险 二、理解原理、纠正习惯 三、熟悉设备、遵守规程 四、面对险情、果敢应对
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一 认清地质、判断风险
（主要几种地质特点，盾构掘进的主要对策）
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（一）花岗岩地层
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花岗岩残积土的特点
花岗岩残积土具有很强的结构性,很容易因各种扰动因素,导致结构
性损伤。花岗岩残积土,经浸水饱和后,承载力降低,压缩性增大;在具有
刀具磨损，破岩能力不够
盾构机姿态不好，管片和盾构机摩擦力增加
刀盘面有泥饼，无贯入度
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遇到硬岩或者岩面变高、变硬
（六）盾构的扭矩计算
M=M1+M2+M3+M4+M5+M6+M7+M8+M9 M1：刀具的切削扭矩； M2：刀盘自重产生的旋转力矩 M3：刀盘的推力荷载产生的旋转扭矩； M4：密封装置产生的摩擦力矩 M5：刀盘前表面上的摩擦力矩 ； M6：刀盘圆周面上的摩擦力矩 M7：刀盘背面的摩擦力矩 ； M8：刀盘开口槽的剪切力矩 M9：刀盘土腔室内的搅动力矩 扭矩变化的原因：
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七、盾构机卡壳
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八、盾构机扭转
12来自百度文库
盾构机司机是盾构法技术的最终执行者，集地 质、土建、机械、电气、液压为一体，责任重大， 操作不当，会引发前面讲到各种事故，处理得当， 甚至可能避免一场灾难，是盾构工程能否顺利的一 个重要的环节。如何做好盾构机司机？什么专业适 合做盾构机司机？（广义、狭义）
控制进土量的推进操作控制模式，控制盾构千斤顶的推进 速度，以维持开挖面土压稳定的控制模式。此时螺旋输送机的 转速人工事先给定。
推进过程中要充分考虑添加剂的加入量，尤其是泡沫的加 入，气体量大往往引起土仓压力波动量大。
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（三）泥水盾构泥浆处理的原理
（1）可调整泥浆物性，并将其送至开挖面，保持开 挖面稳定的泥水循环系统；
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6，慢慢的开启螺旋输送机的后仓门到合适的开度，启动螺旋 输送机，再把转速从零缓慢增加到合适的速度（根据土仓压力 来确定），禁止过快的升速； 7，慢慢地提高盾构机的推进速度，并且注意总体推进速度调 节和油缸分组速度调节的相互协调，同时调整盾构机的姿态。
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（四） 掘进结束的注意事项
土斗快满时（或者掘进快到设计行程时），就开始准备停 止掘进，应按以下顺序停止掘进： 1，逐步降低螺旋输送机的转速到零，停止螺旋输送机； 2，关闭螺旋输送机后舱门； 3，停止推进系统； 4，停止皮带机； 5，刀盘应原位转动，将刀盘驱动油压将至合适的一定值后， 再慢慢减小刀盘转速至零，停止刀盘转动。 6，依次停止泡沫泵、补油泵、螺旋输送机泵等； 7，安装管片，继续开启推进系统油泵和辅助油泵，启动管片 拼装机泵，激活管片拼装模式；
临空面的浸水条件下,花岗岩残积土会因软化崩解而坍塌。
花岗岩硬岩的特点
花岗岩微风化花岗岩地层的特点：岩石强度高、岩石完整性好，岩 面起伏大。
燕山期花岗岩：呈深灰、灰白色，中细粒结构，块状构造，岩石坚 硬，较完整，岩芯多呈短柱状、长柱状，少量块状，锤击声脆。岩石质 量指标RQD值为60～95%，岩石天然抗压强度范围值fc=46.4～200MPa。
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（七） 盾构机姿态控制
（影响盾构机姿态的因素：设计轴线、推进油缸的行
程差、铰接油缸的行程差、管片的选型、盾尾的间隙）
K1
STR K2
S3
S1
AR
TG ELS Target
Steering Jacks
Main Jacks Laser Beam
RR
101 100 99 98
T2
T3
T1
3
S2
2
4
T4 1
hq—坍方平均高度=0.45 ×2B-Sω
ω=1+i(B-5)
i是B每增加1米时，围岩压力的增减率
当B<5m时取i=0.2 B>5m取i=0.1
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浅埋隧道的土仓压力 q=γh+t q1= q+kγD
深埋隧道的土仓压力 q=γH H=0.41 ×1.79s
H—围岩压力的计算高度 s—围岩级别 γ—取土的容重