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)掘進模式是采用膨潤土懸浮液（俗稱泥漿）作為支護材料，將泥漿送入泥水室，在開挖面上形成不透水的泥膜，通過該泥膜平衡作用于開挖面的水土壓力的盾構(gòu)模式。開挖的土砂以泥漿形式輸送到地面，通過泥漿處理設(shè)備進行分離，分離后的泥水進行重新調(diào)漿，再輸送到開挖面。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)整漿通過泵與管道輸送至盾構(gòu)開挖面。刀盤切削下來的干土和水合成的泥漿，通過泵與管道將泥水送往地面的處理系統(tǒng)進行調(diào)整。泥水輸送系統(tǒng)主要由泵、閥、管道及配套部件等組成，通過泥水監(jiān)控系統(tǒng)進行自動化操作。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：掘進模式、旁通模式、停機模式、逆沖洗模式、長時間停機保壓模式、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)理論計算與實際實踐相結(jié)合進行確定），同時根據(jù)氣墊倉液位的變化，相應(yīng)調(diào)節(jié)進漿流量。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挖面泥膜行成的效果，又決定渣土輸送過程中的攜帶渣土能力，所以配制優(yōu)質(zhì)的漿液對泥水盾構(gòu)的施工至關(guān)重要。泥漿級配、比重、粘度、PH值和含砂率是泥漿的幾個重要的物理指標，各指標對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)的定義通過盾構(gòu)機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準及廢棄物排放標準的調(diào)整、處理過程。（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)機排出的混合漿分離處理，實現(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)掘進施工提供合格泥漿。壓濾系統(tǒng)：將剩余漿液進行固液分離，濾液水循環(huán)再利用，達到零排放。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)一級脫水篩泥漿分離機二級脫水篩初篩制調(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)注意事項盾構(gòu)始發(fā)施工過程中：1、洞門破除后應(yīng)立即推進盾構(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)后不會因壓力壓過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1、反力架加固2、洞門加固體長度要大于盾體長度3、始發(fā)時要控制推力，推力不要大于800噸，防止推力過大，始發(fā)架變形4、刀盤通過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)時要慢推，轉(zhuǎn)動刀盤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)機栽頭8、洞門密封不嚴、注漿不實、地表沉降偏大反力架加固盾構(gòu)機栽頭3.1.4掘進參數(shù)控制：泥水壓力滾動角推進速度溫度姿態(tài)趨勢扭矩推力推進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注意事項：1、不同地質(zhì)條件下掘進參數(shù)選擇2、總推進力、區(qū)域油壓的調(diào)整3、小曲線半徑掘進時姿態(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)防刀盤結(jié)餅情況的發(fā)生7、合理進行管片選型，防止管片錯臺、破損始發(fā)施工控制u泥水壓力的建立對于泥水平衡盾構(gòu)，泥水壓力的建立一般在盾構(gòu)機刀盤全部通過第二道簾布橡膠密封有效時才能逐漸升高壓力。u同步注漿的時間節(jié)點一般建議在中盾體完全進入密封后在密封環(huán)周圍注入惰性漿液來加強洞門密封效果，避免始發(fā)階段泥水外泄。專業(yè)制造?專業(yè)服務(wù)掘進姿態(tài)控制：1、通過區(qū)域油壓調(diào)整姿態(tài)；2、使用超挖刀進行區(qū)域超挖；3、通過二次注漿調(diào)整隧道成型效果4、通過鉸接油缸調(diào)整姿態(tài)趨勢5、局部添加輔助油缸調(diào)整姿態(tài)曲線段掘進控制小曲率半徑內(nèi)側(cè)管片外弧緊貼盾構(gòu)外殼當(dāng)盾構(gòu)由直線段進入曲線段時，往往會出現(xiàn)管片超前于盾構(gòu)機轉(zhuǎn)彎，隧道內(nèi)側(cè)的盾尾間隙就相對較小，如不采取有效措施將會造成小曲率半徑內(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)管片對盾尾的限制作用，在糾偏時盾尾平面變化將很小，但這樣也同時造成了管片外弧面的碎裂，有圖中箭頭為管片對盾構(gòu)產(chǎn)生的反力作用線。曲線段掘進控制措施1.采用超挖刀，對隧道斷面，小曲率半徑內(nèi)側(cè)部分進行超挖，從而達到盾構(gòu)糾偏的效果。2.采用鉸接油缸，通過鉸接油缸來改變盾構(gòu)切口的切削方向，來達到盾構(gòu)糾偏的目的。3.對管片進行復(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)涂抹潤滑油，通過對盾殼內(nèi)側(cè)涂抹潤滑油來減小盾尾與管片間的摩擦力。管片拼裝過程中常見問題1、圓環(huán)管片環(huán)面不平整2、管片環(huán)面與隧道設(shè)計軸線不垂直3、圓環(huán)整環(huán)旋轉(zhuǎn)破損嚴重4、管片環(huán)高差過大5、管片橢圓度過大6、管片破損嚴重優(yōu)質(zhì)成型隧道錯臺嚴重泥餅形成的原因、危害及預(yù)防措施泥餅的成因1、地質(zhì)條件盾構(gòu)掘進過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)化巖層和強風(fēng)化巖層等2、施工條件從施工角度來說，“制造”泥餅的因素有對地質(zhì)條件的誤判(認知問題)，設(shè)定過高的出土壓力，未用或未針對性使用“渣土改良劑”，盾構(gòu)機長期運作產(chǎn)生高溫，密封土艙保壓時長時間停機等等。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，宜采用欠土壓平衡模式掘進3.若地層穩(wěn)定性較差，但隔氣性較好時，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長期停機泥水盾構(gòu)到達扇形壓板盾構(gòu)到達前必須要完成以下內(nèi)容：1、應(yīng)對端頭加固效果進行檢驗；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)合理選擇圍護結(jié)構(gòu)的破除順序，確保破除過程中端頭處土體的穩(wěn)定；接收鋼套筒4、對隧道軸線進行測量，精確定位接收基座。專業(yè)制造?專業(yè)服務(wù)泥水盾構(gòu)到達施工控制1、盾構(gòu)機進入端頭土體加固區(qū)域距洞門連續(xù)墻5m段時，為保證工作井洞門位和連續(xù)墻的穩(wěn)定，需逐漸降低泥水倉壓力、總推力和掘進速度、刀盤轉(zhuǎn)動速度等；2、最后20環(huán)注漿配合比中適當(dāng)增加水泥用量，同時增加同步注漿量，每環(huán)注漿要達到密實均勻，保證注漿量的同時也要保證盾尾密封的安全，在掘進過程中根據(jù)注漿壓力和地面監(jiān)測情況進行實時調(diào)整，以達到管片壁后同步注漿充填密實的效果；3、連續(xù)墻成槽時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，應(yīng)密切關(guān)注刀盤扭矩變化，當(dāng)?shù)侗P扭矩明顯上升時，說明已抵攏連續(xù)墻，應(yīng)立即停止掘進。專業(yè)制造?專業(yè)服務(wù)杭州泥水盾構(gòu)場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

砂漿儲存罐注漿管刀盤切口環(huán)盾尾泥漿管反力架軌道始發(fā)基座盾構(gòu)組裝過程（1）安裝始發(fā)基座、軌道。（2）用履帶吊機將盾構(gòu)機切口環(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、涌沙南京二號線XX項目始發(fā)階段涌水，涌沙；截止至風(fēng)險得到控制時，涌水、涌沙量達到1200m3原因分析：1、型鋼過早拔除導(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。搶險過程及處理措施：（１）對漏水點周邊進行堆壓水泥袋封堵，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)置降水井進行降水；（４）隧道內(nèi)加強監(jiān)測，同時從隧道內(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線XX項目部利用管片吊裝孔對614環(huán)的A3塊3點鐘位置進行二次注漿，注漿機沒有安裝壓力表，由于漿液壓力過大造成614環(huán)錯臺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，管片嚴重破損同時在1點鐘位置出現(xiàn)大量漏水。A3塊裂縫C塊裂縫管片漏水情況管片錯臺情況處理措施：1、加固隧道采用型鋼及木撐對管片進行臨時支撐加固處理2、注漿封堵3、拆除支撐恢復(fù)掘進案例四：管片上浮福州地鐵1號線XX項目管片平均上浮量60mm左右，導(dǎo)致管片破損嚴重、掘進姿態(tài)容易向上漂移垂直前點-50后點78管片安裝完無錯臺，掘進過程中管片脫出盾尾開始碎裂管片破損影響掘進姿態(tài)調(diào)整原因分析：1、地下水豐富、漿液不能及時有效凝固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)后點姿態(tài)不易控制，必須保持大幅度栽頭的趨勢才可以保證姿態(tài)不向上漂移處理措施：1、調(diào)整漿液配比縮短初凝時間2、適當(dāng)加大注漿量3、進行二次注漿形成止水環(huán)封堵地下水4、合理調(diào)整同步注漿點位5、管片開孔放水6、管片螺栓復(fù)緊到位，添加管片拉緊鋼板管片開孔放水管片拉緊案例五、盾構(gòu)機漏水天津地鐵3號線某單位盾構(gòu)管片破裂，造成涌水整條隧道被淹，注漿完成后盾構(gòu)機挖出。盾構(gòu)機被挖出油箱進水配電柜內(nèi)泥漿管片吊機電氣元件盾構(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)場監(jiān)理工程師重視，隧道單邊長時間漏水后，位于管片后部的土體流失嚴重，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。處理措施：采取漿液注入方式將隧道全部注滿，將隧道注實后，重新開挖。后果：盾構(gòu)報廢，隧道重新管片破損斷開挖處理，耽誤工期10個月。案例六、電瓶車重載溜車XX單位在處于0.5%下坡時，由于對電瓶車檢修不及時，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,造成盾構(gòu)機多數(shù)系統(tǒng)及結(jié)構(gòu)件損毀。1#拖車變形螺機閘門變形拼裝機變形拖車變形盾構(gòu)溜車事故分析：事故起因該標段地下水較豐富，隧道潮濕，電瓶車在重載情況下，動力不足，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單位施工過程中隧道坍塌，盾構(gòu)機被埋2#拖車被埋狀況4#拖車被埋狀況6#拖車狀況遠景照片盾構(gòu)被埋事故分析：事故起因該標段盾構(gòu)處以硬巖條件（常說的TBM施工）由于對地質(zhì)分析不準確，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)被埋嚴重事故。處理措施：前方掌子面通過旁通隧道的方式，加固原掌子面，盾構(gòu)機破壞性拆除，改用鉆爆方式完成后續(xù)隧道施工。后果：拆除盾構(gòu)6個月，旁通隧道施工8個月，總計耽誤施工工期14個月。案例八、測量事故XX單位在施工作業(yè)過程中測量人員導(dǎo)向系統(tǒng)數(shù)據(jù)輸入錯誤未及時發(fā)現(xiàn)，掘進60環(huán)之后發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)出錯、掘進姿態(tài)嚴重超限，為逃避責(zé)任隱瞞不報，并私自更改導(dǎo)向系統(tǒng)數(shù)據(jù)直至隧道貫通，造成隧道曲線嚴重偏離設(shè)計軸線隧道曲線與設(shè)計軸線偏差隧道偏移超限過程①2009年11月16日，第341環(huán)開始出現(xiàn)水平左偏超限：-113mm；②2009年11月17日，第350環(huán)達到水平左偏超限最大值：-278mm；③2009年11月18日，第363環(huán)達到水平左偏超限最小值：-9mm；④2009年11月19日，第374環(huán)水平右偏超限達到：+765mm；⑤2009年11月20日~25日，VMT故障，停機6天；⑥

2009年11月27日，第392環(huán)水平右偏超限達到最大值：+1793mm；⑦2009年12月2日，第423環(huán)水平右偏超限達到最小值：+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，曲線要素輸入錯誤，該數(shù)據(jù)未按規(guī)定程序進行多級復(fù)