中鐵泥水盾構(gòu)施工技術(shù)概述

泥水盾構(gòu)施工交流第一章

泥水平衡盾構(gòu)結(jié)構(gòu)及施工原理第二章

泥水平衡盾構(gòu)施工控制目錄第三章

泥水平衡盾構(gòu)施工事故案例分析專業(yè)制造?專業(yè)服務(wù)第一章

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泥水平衡盾構(gòu)施工事故案例分析專業(yè)制造?專業(yè)服務(wù)泥水平衡盾構(gòu)的基本原理泥水盾構(gòu)掘進(jìn)模式是采用膨潤(rùn)土懸浮液（俗稱泥漿）作為支護(hù)材料，將泥漿送入泥水室，在開(kāi)挖面上形成不透水的泥膜，通過(guò)該泥膜平衡作用于開(kāi)挖面的水土壓力的盾構(gòu)模式。開(kāi)挖的土砂以泥漿形式輸送到地面，通過(guò)泥漿處理設(shè)備進(jìn)行分離，分離后的泥水進(jìn)行重新調(diào)漿，再輸送到開(kāi)挖面。泥水盾構(gòu)適用的地質(zhì)范圍較大，從軟弱砂質(zhì)土層到砂礫層都可以使用。中鐵系列泥水盾構(gòu)應(yīng)用中鐵209/210新加坡中鐵160/161南昌中鐵152武漢專業(yè)制造?專業(yè)服務(wù)泥水/土壓平衡盾構(gòu)適用地層類比專業(yè)制造?專業(yè)服務(wù)泥水/土壓平衡盾構(gòu)優(yōu)缺點(diǎn)專業(yè)制造?專業(yè)服務(wù)泥水盾構(gòu)的主要結(jié)構(gòu)專業(yè)制造?專業(yè)服務(wù)泥水盾構(gòu)分類根據(jù)泥水加壓平衡盾構(gòu)中對(duì)泥水系統(tǒng)的壓力控制方式的不同，泥水加壓平衡盾構(gòu)可劃分為兩種基本類型。專業(yè)制造?專業(yè)服務(wù)兩種泥水盾構(gòu)的主要特點(diǎn)專業(yè)制造?專業(yè)服務(wù)第一章

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泥水平衡盾構(gòu)施工事故案例分析專業(yè)制造?專業(yè)服務(wù)泥水輸送系統(tǒng)介紹泥水輸送系統(tǒng)是將新漿和調(diào)整漿通過(guò)泵與管道輸送至盾構(gòu)開(kāi)挖面。刀盤(pán)切削下來(lái)的干土和水合成的泥漿，通過(guò)泵與管道將泥水送往地面的處理系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整。泥水輸送系統(tǒng)主要由泵、閥、管道及配套部件等組成，通過(guò)泥水監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)化操作。專業(yè)制造?專業(yè)服務(wù)泥水環(huán)流系統(tǒng)泥水環(huán)流系統(tǒng)模式及控制泥水環(huán)流系統(tǒng)共有七種工作模式：掘進(jìn)模式、旁通模式、停機(jī)模式、逆沖洗模式、長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)保壓模式、維修保壓模式和管路延伸模式，模式間的轉(zhuǎn)換需要按照以下模式轉(zhuǎn)換圖進(jìn)行。專業(yè)制造?專業(yè)服務(wù)循環(huán)流量的控制循環(huán)流量對(duì)于泥水環(huán)流系統(tǒng)，循環(huán)流量的目的是攜帶渣土。為能夠攜帶渣土避免沉淀，必須具備一定的流速（臨界流速），對(duì)于不同的地質(zhì)其要求的流速是不同的，與渣土的比重、泥漿的稠度有關(guān)。其流量調(diào)節(jié)的基準(zhǔn)是調(diào)節(jié)出漿泵的轉(zhuǎn)速，確保最低的出漿流量（根據(jù)理論計(jì)算與實(shí)際實(shí)踐相結(jié)合進(jìn)行確定），同時(shí)根據(jù)氣墊倉(cāng)液位的變化，相應(yīng)調(diào)節(jié)進(jìn)漿流量。專業(yè)制造?專業(yè)服務(wù)循環(huán)泥漿的控制漿液性能漿液性能既決定著開(kāi)挖面泥膜行成的效果，又決定渣土輸送過(guò)程中的攜帶渣土能力，所以配制優(yōu)質(zhì)的漿液對(duì)泥水盾構(gòu)的施工至關(guān)重要。泥漿級(jí)配、比重、粘度、PH值和含砂率是泥漿的幾個(gè)重要的物理指標(biāo)，各指標(biāo)對(duì)泥漿性能都只管重要，環(huán)流系統(tǒng)各節(jié)泥漿參數(shù)如下表：專業(yè)制造?專業(yè)服務(wù)泥水處理系統(tǒng)泥水處理系統(tǒng)介紹（1）泥水處理系統(tǒng)的定義通過(guò)盾構(gòu)機(jī)排出的混合泥漿做一系列的處理、調(diào)整使之符合再利用標(biāo)準(zhǔn)及廢棄物排放標(biāo)準(zhǔn)的調(diào)整、處理過(guò)程。（2）泥水處理系統(tǒng)的組成及作用泥水處理系統(tǒng)包括：泥水分離系統(tǒng)、制調(diào)漿系統(tǒng)、壓濾系統(tǒng)。泥水分離系統(tǒng)：將盾構(gòu)機(jī)排出的混合漿分離處理，實(shí)現(xiàn)渣土、砂石與泥漿的分離。制調(diào)漿系統(tǒng)：泥漿的回收和調(diào)制，為泥水盾構(gòu)掘進(jìn)施工提供合格泥漿。壓濾系統(tǒng)：將剩余漿液進(jìn)行固液分離，濾液水循環(huán)再利用，達(dá)到零排放。專業(yè)制造?專業(yè)服務(wù)泥水處理系統(tǒng)泥水分離系統(tǒng)組成泥水分離系統(tǒng)示意圖專業(yè)制造?專業(yè)服務(wù)一級(jí)脫水篩泥漿分離機(jī)二級(jí)脫水篩初篩制調(diào)漿系統(tǒng)工作示意圖效果圖壓濾系統(tǒng)工作示意圖泥水盾構(gòu)始發(fā)注意事項(xiàng)盾構(gòu)始發(fā)施工過(guò)程中：1、洞門破除后應(yīng)立即推進(jìn)盾構(gòu)；2、盾構(gòu)在加固區(qū)內(nèi)的施工，泥水壓建立前應(yīng)嚴(yán)格控制出泥漿流量，防止端頭土體坍塌3、盾構(gòu)始發(fā)在快出加固區(qū)時(shí)應(yīng)將泥水壓建立到略高于正常值，以確保在盾構(gòu)出加固區(qū)后不會(huì)因壓力壓過(guò)低而造成地表塌陷事故；4、密切關(guān)注洞門密封，防止出現(xiàn)泥漿泄漏5、總推力和扭矩控制在反力架及始發(fā)基座所能承受的范圍內(nèi)。泥水盾構(gòu)始發(fā)專業(yè)制造?專業(yè)服務(wù)泥水平衡盾構(gòu)施工控制要點(diǎn)1、反力架加固2、洞門加固體長(zhǎng)度要大于盾體長(zhǎng)度3、始發(fā)時(shí)要控制推力，推力不要大于800噸，防止推力過(guò)大，始發(fā)架變形4、刀盤(pán)通過(guò)洞門的簾布橡膠密封后才能旋轉(zhuǎn)，防止損壞密封5、始發(fā)時(shí)要慢推，轉(zhuǎn)動(dòng)刀盤(pán)6、盾體外側(cè)焊接防扭塊，防止盾構(gòu)在始發(fā)架上自轉(zhuǎn)7、始發(fā)階段注意姿態(tài)控制，防止盾構(gòu)機(jī)栽頭8、洞門密封不嚴(yán)、注漿不實(shí)、地表沉降偏大反力架加固盾構(gòu)機(jī)栽頭3.1.4掘進(jìn)參數(shù)控制：泥水壓力滾動(dòng)角推進(jìn)速度溫度姿態(tài)趨勢(shì)扭矩推力推進(jìn)油缸行程差泥漿流量注漿量鉸接行程差注漿壓力施工掘進(jìn)注意事項(xiàng)：1、不同地質(zhì)條件下掘進(jìn)參數(shù)選擇2、總推進(jìn)力、區(qū)域油壓的調(diào)整3、小曲線半徑掘進(jìn)時(shí)姿態(tài)控制4、預(yù)防管片上浮現(xiàn)象的發(fā)生5、控制出土量，防止超挖、欠挖的情況發(fā)生6、預(yù)防刀盤(pán)結(jié)餅情況的發(fā)生7、合理進(jìn)行管片選型，防止管片錯(cuò)臺(tái)、破損始發(fā)施工控制u泥水壓力的建立對(duì)于泥水平衡盾構(gòu)，泥水壓力的建立一般在盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)全部通過(guò)第二道簾布橡膠密封有效時(shí)才能逐漸升高壓力。u同步注漿的時(shí)間節(jié)點(diǎn)一般建議在中盾體完全進(jìn)入密封后在密封環(huán)周圍注入惰性漿液來(lái)加強(qiáng)洞門密封效果，避免始發(fā)階段泥水外泄。專業(yè)制造?專業(yè)服務(wù)掘進(jìn)姿態(tài)控制：1、通過(guò)區(qū)域油壓調(diào)整姿態(tài)；2、使用超挖刀進(jìn)行區(qū)域超挖；3、通過(guò)二次注漿調(diào)整隧道成型效果4、通過(guò)鉸接油缸調(diào)整姿態(tài)趨勢(shì)5、局部添加輔助油缸調(diào)整姿態(tài)曲線段掘進(jìn)控制小曲率半徑內(nèi)側(cè)管片外弧緊貼盾構(gòu)外殼當(dāng)盾構(gòu)由直線段進(jìn)入曲線段時(shí)，往往會(huì)出現(xiàn)管片超前于盾構(gòu)機(jī)轉(zhuǎn)彎，隧道內(nèi)側(cè)的盾尾間隙就相對(duì)較小，如不采取有效措施將會(huì)造成小曲率半徑內(nèi)側(cè)管片緊貼盾構(gòu)外殼的現(xiàn)象，導(dǎo)致盾尾跟管片間產(chǎn)生擠壓，使管片產(chǎn)生變形、碎裂。由于小曲率半徑內(nèi)側(cè)管片對(duì)盾尾的限制作用，在糾偏時(shí)盾尾平面變化將很小，但這樣也同時(shí)造成了管片外弧面的碎裂，有圖中箭頭為管片對(duì)盾構(gòu)產(chǎn)生的反力作用線。曲線段掘進(jìn)控制措施1.采用超挖刀，對(duì)隧道斷面，小曲率半徑內(nèi)側(cè)部分進(jìn)行超挖，從而達(dá)到盾構(gòu)糾偏的效果。2.采用鉸接油缸，通過(guò)鉸接油缸來(lái)改變盾構(gòu)切口的切削方向，來(lái)達(dá)到盾構(gòu)糾偏的目的。3.對(duì)管片進(jìn)行復(fù)緊，防止因管片縱向螺栓連接不緊密，而被盾構(gòu)外拉，環(huán)縫開(kāi)裂。4.增加管片小曲率半徑外側(cè)的注漿量，防止管片在小曲率半徑內(nèi)側(cè)盾尾擠壓作用下產(chǎn)生整體向外位移。5.盾殼內(nèi)側(cè)涂抹潤(rùn)滑油，通過(guò)對(duì)盾殼內(nèi)側(cè)涂抹潤(rùn)滑油來(lái)減小盾尾與管片間的摩擦力。管片拼裝過(guò)程中常見(jiàn)問(wèn)題1、圓環(huán)管片環(huán)面不平整2、管片環(huán)面與隧道設(shè)計(jì)軸線不垂直3、圓環(huán)整環(huán)旋轉(zhuǎn)破損嚴(yán)重4、管片環(huán)高差過(guò)大5、管片橢圓度過(guò)大6、管片破損嚴(yán)重優(yōu)質(zhì)成型隧道錯(cuò)臺(tái)嚴(yán)重泥餅形成的原因、危害及預(yù)防措施泥餅的成因1、地質(zhì)條件盾構(gòu)掘進(jìn)過(guò)程中易形成泥餅的地層有可塑、硬塑狀的黏土類地層，黏土質(zhì)砂土地層，泥巖、泥質(zhì)粉砂巖，母巖為花崗巖的殘積土層、全風(fēng)化巖層和強(qiáng)風(fēng)化巖層等2、施工條件從施工角度來(lái)說(shuō)，“制造”泥餅的因素有對(duì)地質(zhì)條件的誤判(認(rèn)知問(wèn)題)，設(shè)定過(guò)高的出土壓力，未用或未針對(duì)性使用“渣土改良劑”，盾構(gòu)機(jī)長(zhǎng)期運(yùn)作產(chǎn)生高溫，密封土艙保壓時(shí)長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)等等。泥餅的危害1.泥餅引發(fā)地表塌陷2.泥餅引發(fā)地表隆起3.泥餅引發(fā)江底噴涌4.泥餅引發(fā)盾構(gòu)機(jī)主軸承損壞泥餅的防治措施1.根據(jù)地質(zhì)條件加注泡沫等添加劑以改善土體的“和易性”和“塑性”2.自穩(wěn)性較好時(shí)，宜采用欠土壓平衡模式掘進(jìn)3.若地層穩(wěn)定性較差，但隔氣性較好時(shí)，宜采用輔助氣壓作業(yè)4.采用冷卻措施，避免密封土艙高溫高熱5.避免密封土艙飽滿時(shí)長(zhǎng)期停機(jī)泥水盾構(gòu)到達(dá)扇形壓板盾構(gòu)到達(dá)前必須要完成以下內(nèi)容：1、應(yīng)對(duì)端頭加固效果進(jìn)行檢驗(yàn)；2、在洞門處安裝止水橡膠簾布和扇形壓板；鎖緊用鋼絲繩橡膠簾布3、應(yīng)合理選擇圍護(hù)結(jié)構(gòu)的破除順序，確保破除過(guò)程中端頭處土體的穩(wěn)定；接收鋼套筒4、對(duì)隧道軸線進(jìn)行測(cè)量，精確定位接收基座。專業(yè)制造?專業(yè)服務(wù)泥水盾構(gòu)到達(dá)施工控制1、盾構(gòu)機(jī)進(jìn)入端頭土體加固區(qū)域距洞門連續(xù)墻5m段時(shí)，為保證工作井洞門位和連續(xù)墻的穩(wěn)定，需逐漸降低泥水倉(cāng)壓力、總推力和掘進(jìn)速度、刀盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)速度等；2、最后20環(huán)注漿配合比中適當(dāng)增加水泥用量，同時(shí)增加同步注漿量，每環(huán)注漿要達(dá)到密實(shí)均勻，保證注漿量的同時(shí)也要保證盾尾密封的安全，在掘進(jìn)過(guò)程中根據(jù)注漿壓力和地面監(jiān)測(cè)情況進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，以達(dá)到管片壁后同步注漿充填密實(shí)的效果；3、連續(xù)墻成槽時(shí)可能存在垂直度不夠、塌孔等現(xiàn)象，造成連續(xù)墻出現(xiàn)鼓包等情況、因此在盾構(gòu)接近至此里程時(shí)，應(yīng)密切關(guān)注刀盤(pán)扭矩變化，當(dāng)?shù)侗P(pán)扭矩明顯上升時(shí)，說(shuō)明已抵?jǐn)n連續(xù)墻，應(yīng)立即停止掘進(jìn)。專業(yè)制造?專業(yè)服務(wù)杭州泥水盾構(gòu)場(chǎng)地布置示例泥水處理系統(tǒng)示意圖分體始發(fā)布置圖0＃拖車1＃拖車2＃拖車注漿泵

砂漿儲(chǔ)存罐注漿管刀盤(pán)切口環(huán)盾尾泥漿管反力架軌道始發(fā)基座盾構(gòu)組裝過(guò)程（1）安裝始發(fā)基座、軌道。（2）用履帶吊機(jī)將盾構(gòu)機(jī)切口環(huán)吊入井下就位于始發(fā)基第一章

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泥水平衡盾構(gòu)施工事故案例分析專業(yè)制造?專業(yè)服務(wù)案例一：洞門涌水、涌沙南京二號(hào)線XX項(xiàng)目始發(fā)階段涌水，涌沙；截止至風(fēng)險(xiǎn)得到控制時(shí)，涌水、涌沙量達(dá)到1200m3原因分析：1、型鋼過(guò)早拔除導(dǎo)致承壓水上升，擊穿洞門密封，繼而掏空隧道周邊土體。2、洞門密封固定不牢固。搶險(xiǎn)過(guò)程及處理措施：（１）對(duì)漏水點(diǎn)周邊進(jìn)行堆壓水泥袋封堵，隨后采用聚氨酯注入的方案；（２）地面跟蹤注漿填充；（３）端頭設(shè)置降水井進(jìn)行降水；（４）隧道內(nèi)加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，同時(shí)從隧道內(nèi)壓注雙液漿封堵。案例二：盾尾漏漿、密封刷更換廣州地鐵三號(hào)線XX區(qū)間盾尾刷失效盾尾漏漿、漏水盾尾刷失效原因分析：1、始發(fā)階段油脂涂抹不到位2、始發(fā)階段油脂未完全填充空隙3、施工階段油脂用量不足4、油脂質(zhì)量較差5、施工階段盾尾間隙長(zhǎng)期較差處理措施：洞內(nèi)更換密封刷拆除管片示意圖案例三：超壓注漿造成管片破碎廣州三號(hào)線XX項(xiàng)目部利用管片吊裝孔對(duì)614環(huán)的A3塊3點(diǎn)鐘位置進(jìn)行二次注漿，注漿機(jī)沒(méi)有安裝壓力表，由于漿液壓力過(guò)大造成614環(huán)錯(cuò)臺(tái)55mm，A3管片吊裝孔附近出現(xiàn)5道縱向水平裂縫，裂縫寬度0.1~3.8mm，管片嚴(yán)重破損同時(shí)在1點(diǎn)鐘位置出現(xiàn)大量漏水。A3塊裂縫C塊裂縫管片漏水情況管片錯(cuò)臺(tái)情況處理措施：1、加固隧道采用型鋼及木撐對(duì)管片進(jìn)行臨時(shí)支撐加固處理2、注漿封堵3、拆除支撐恢復(fù)掘進(jìn)案例四：管片上浮福州地鐵1號(hào)線XX項(xiàng)目管片平均上浮量60mm左右，導(dǎo)致管片破損嚴(yán)重、掘進(jìn)姿態(tài)容易向上漂移垂直前點(diǎn)-50后點(diǎn)78管片安裝完無(wú)錯(cuò)臺(tái)，掘進(jìn)過(guò)程中管片脫出盾尾開(kāi)始碎裂管片破損影響掘進(jìn)姿態(tài)調(diào)整原因分析：1、地下水豐富、漿液不能及時(shí)有效凝固2、注漿量偏少，不能有效填充建筑孔隙3、因管片上浮量大，導(dǎo)致盾構(gòu)后點(diǎn)姿態(tài)不易控制，必須保持大幅度栽頭的趨勢(shì)才可以保證姿態(tài)不向上漂移處理措施：1、調(diào)整漿液配比縮短初凝時(shí)間2、適當(dāng)加大注漿量3、進(jìn)行二次注漿形成止水環(huán)封堵地下水4、合理調(diào)整同步注漿點(diǎn)位5、管片開(kāi)孔放水6、管片螺栓復(fù)緊到位，添加管片拉緊鋼板管片開(kāi)孔放水管片拉緊案例五、盾構(gòu)機(jī)漏水天津地鐵3號(hào)線某單位盾構(gòu)管片破裂，造成涌水整條隧道被淹，注漿完成后盾構(gòu)機(jī)挖出。盾構(gòu)機(jī)被挖出油箱進(jìn)水配電柜內(nèi)泥漿管片吊機(jī)電氣元件盾構(gòu)漏水事故分析：事故起因管片一直處于微滲水狀態(tài)，未引起施工單位及現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理工程師重視，隧道單邊長(zhǎng)時(shí)間漏水后，位于管片后部的土體流失嚴(yán)重，造成管片螺栓壓力超限，剪短螺栓，管片破裂，整體隧道被淹沒(méi)。處理措施：采取漿液注入方式將隧道全部注滿，將隧道注實(shí)后，重新開(kāi)挖。后果：盾構(gòu)報(bào)廢，隧道重新管片破損斷開(kāi)挖處理，耽誤工期10個(gè)月。案例六、電瓶車重載溜車XX單位在處于0.5%下坡時(shí)，由于對(duì)電瓶車檢修不及時(shí)，造成電拼車剎車失靈，電瓶車隨之發(fā)生溜車，撞壞盾構(gòu)機(jī),造成盾構(gòu)機(jī)多數(shù)系統(tǒng)及結(jié)構(gòu)件損毀。1#拖車變形螺機(jī)閘門變形拼裝機(jī)變形拖車變形盾構(gòu)溜車事故分析：事故起因該標(biāo)段地下水較豐富，隧道潮濕，電瓶車在重載情況下，動(dòng)力不足，未能將電瓶車停住，造成后退溜車。處理措施：將盾構(gòu)撞擊部位重新修復(fù)。后果：盾構(gòu)修復(fù)停工三月，并且重傷兩人。案例七、隧道坍塌XX單位施工過(guò)程中隧道坍塌，盾構(gòu)機(jī)被埋2#拖車被埋狀況4#拖車被埋狀況6#拖車狀況遠(yuǎn)景照片盾構(gòu)被埋事故分析：事故起因該標(biāo)段盾構(gòu)處以硬巖條件（常說(shuō)的TBM施工）由于對(duì)地質(zhì)分析不準(zhǔn)確，采用施工方法為鉆刨加盾構(gòu)施工方式，結(jié)果造成掌子面坍塌，碎石涌入隧道，盾構(gòu)被埋嚴(yán)重事故。處理措施：前方掌子面通過(guò)旁通隧道的方式，加固原掌子面，盾構(gòu)機(jī)破壞性拆除，改用鉆爆方式完成后續(xù)隧道施工。后果：拆除盾構(gòu)6個(gè)月，旁通隧道施工8個(gè)月，總計(jì)耽誤施工工期14個(gè)月。案例八、測(cè)量事故XX單位在施工作業(yè)過(guò)程中測(cè)量人員導(dǎo)向系統(tǒng)數(shù)據(jù)輸入錯(cuò)誤未及時(shí)發(fā)現(xiàn)，掘進(jìn)60環(huán)之后發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)出錯(cuò)、掘進(jìn)姿態(tài)嚴(yán)重超限，為逃避責(zé)任隱瞞不報(bào)，并私自更改導(dǎo)向系統(tǒng)數(shù)據(jù)直至隧道貫通，造成隧道曲線嚴(yán)重偏離設(shè)計(jì)軸線隧道曲線與設(shè)計(jì)軸線偏差隧道偏移超限過(guò)程①2009年11月16日，第341環(huán)開(kāi)始出現(xiàn)水平左偏超限：-113mm；②2009年11月17日，第350環(huán)達(dá)到水平左偏超限最大值：-278mm；③2009年11月18日，第363環(huán)達(dá)到水平左偏超限最小值：-9mm；④2009年11月19日，第374環(huán)水平右偏超限達(dá)到：+765mm；⑤2009年11月20日~25日，VMT故障，停機(jī)6天；⑥

2009年11月27日，第392環(huán)水平右偏超限達(dá)到最大值：+1793mm；⑦2009年12月2日，第423環(huán)水平右偏超限達(dá)到最小值：+122mm；⑧2009年12月10日，隧道貫通至第432環(huán)，貫通誤差滿足規(guī)范要求。事故原因分析1、DTA數(shù)據(jù)輸入時(shí)，曲線要素輸入錯(cuò)誤，該數(shù)據(jù)未按規(guī)定程序進(jìn)行多級(jí)復(fù)