摘要：當前，盾構(gòu)由于具有對地層的廣泛適應性、施工安全系數(shù)高等優(yōu)點已廣泛應用于城市地下隧道開挖工程中，盾構(gòu)施工技術(shù)已具先進水平。但因地質(zhì)情況千變?nèi)f化、施工環(huán)境的復雜性，在盾構(gòu)施工中往往會實現(xiàn)施工事故，對于這些事故如何預防，如何解決成為盾構(gòu)施工者研究的重點。本文就地鐵盾構(gòu)法施工過程中較易出現(xiàn)的一些問題提出了施工預防或處理解決的措施。

　　關(guān)鍵詞：科學技術(shù)與工程,盾構(gòu),施工事故,預防,處理

　　一、盾構(gòu)施工引起的沉降

　　盾構(gòu)施工必然擾動地層土體,引發(fā)地層損失、隧道周圍受擾動或受剪切破壞,這是構(gòu)成地面沉降的根本原因。在軟土地層中用盾構(gòu)法施工隧道,因地層損失和土體擾動, 必然引起地表變形。表現(xiàn)在盾構(gòu)機掘進的前方和頂部會產(chǎn)生微量的隆起,盾構(gòu)機部分通過地表開始下沉, 盾尾脫離后地表下沉加快,并形成一定寬度的沉降槽地帶,下沉的速率隨時間而逐漸衰減,且與盾構(gòu)經(jīng)過的地質(zhì),施工工況和地表荷載等有密切的關(guān)系,并表現(xiàn)出相當大的差異性。土體的擾動或擾動土多是針對原狀土而言，大體是指由于外界機械作用造成的土的應力釋放，體積、含水量或孔隙水壓力的變化，特別是土體結(jié)構(gòu)或組構(gòu)的破壞和變化等。

　　措施：

　　1、優(yōu)化盾構(gòu)推進參數(shù)

　　盾構(gòu)推進至復合層之后，盾構(gòu)機總推力增大，為了減小沉降，原先主要的推進參數(shù)如土壓力、推進速度、刀盤轉(zhuǎn)速都需要優(yōu)化重新設(shè)定，并根據(jù)沉降監(jiān)測數(shù)據(jù)及時反饋調(diào)整，以期獲得滿意的效果。

　　2、合理選擇土壓力

　　土壓平衡盾構(gòu)擠土會引起地面隆起和深層土體向遠離隧道的方向移動。一方面地面隆起可以部分抵消后期沉降，另一方面，土體受到擠壓后土體會變密實，在盾尾通過的瞬間，會減少隧道周圍土體向空隙處的塌落，使同步注漿得以順利進行，從而減小了土體損失的產(chǎn)生。因此，為了增大開挖面支護壓力，一定要合理選擇土壓力。

　　3、適當降低推進速度

　　土壓平衡盾構(gòu)推進速度應與出土量、開挖面土壓力值以及同步注漿相協(xié)調(diào)。為盡可能減少對土體的擾動， 從而達到控制沉降的目的，要對比不同推進速度下的沉降值，適當降低推進速度有利于減小沉降。

　　4、適當增加同步注漿量、改善漿液配比和控制注漿壓力等

　　同步注漿對于控制沉降具有十分重要和顯著的作用。為了實現(xiàn)同步注漿的目的， 注入漿液應迅速、 充分充填盾尾空隙。

　　二、盾構(gòu)機螺旋輸送器噴涌

　　許多地下巖層由于基巖裂隙水發(fā)育，且得到水系的補給，進入土倉的渣土不具有一定的塑性，承壓水與無塑性渣土容易形成螺旋輸送器噴涌。針對這種情況采用下列措施:

　　1、隧道下坡并處于硬巖含水地層中必須切斷管片與圍巖間隙匯集的地下水與開挖面的水力聯(lián)系，管片處于硬巖含水層中長度越長，管片背后存儲的水力和壓力就越大，這就要求同步注漿效果必須達到完全封閉襯砌空隙并阻水，避免土倉與管片背后形成水力通道。

　　2、采取土壓平衡模式掘進，嚴格控制進尺、出土量，保證盾構(gòu)機連續(xù)均衡快速通過該區(qū)域。

　　3、及時對盾尾密封刷添加足量的油脂，確保盾尾的密封性，防止因盾尾密封性不好發(fā)生涌水、涌沙現(xiàn)象。

　　4、如果發(fā)現(xiàn)有涌水現(xiàn)象，將螺旋輸送器前端退出土倉，并關(guān)閉土倉閘門。啟用保壓泵，將渣土直接泵送至渣土車。在關(guān)閉螺旋輸送器的情況下繼續(xù)掘進，讓切削下來的土體擠出土倉內(nèi)的水，但要預防倉內(nèi)壓力過高，造成盾構(gòu)機前方隆起、冒漿和擊穿盾尾密封等事故。

　　5、加強地面監(jiān)測，及時進行信息反饋。

　　三、盾構(gòu)機與簾布板間的漏水

　　盾構(gòu)機頂上工作面后，盾尾未完全進入洞門前仍然存在漏水情況的隱患，特別是盾構(gòu)機外側(cè)注漿管的保護套穿越簾布板時，由于簾布板與盾構(gòu)機外殼接觸不會太緊密，當盾構(gòu)機外側(cè)水壓過大時有可能從注漿管外殼與簾布板之間發(fā)生漏水，發(fā)生漏水后要首先檢查流水有無帶砂現(xiàn)象，并確認流水有無異味。

　　1、當水流較小時，派專人觀察漏水情況，但水流保持恒定或有減小趨勢時，保持盾構(gòu)機正常推進。

　　2、當水流較大出現(xiàn)帶砂現(xiàn)象并無異味時，可以初步判段為地下承壓水，需要馬上采取堵漏措施，減小漏水，以減少地層損失引起地面沉降，堵漏方法可采用快硬水泥加引流管的方法進行，然后利用洞門預留注漿孔或直接插入注漿管的方法，壓注聚氨酯。壓注聚氨酯時，盾構(gòu)掘進須暫停;聚氨酯的壓注須注意少量多次，直至漏水大幅度減小，盾構(gòu)恢復掘進;在盾構(gòu)恢復掘進后如遇洞門再次漏水，則反復采用壓注聚氨酯的方法，直至盾尾全部進入洞圈為止。

　　3、當水流較大有異味但無帶砂現(xiàn)象，可以初步判斷為潛水，需要采取堵漏措施，減小漏水，堵漏方法可采用快硬水泥加引流管的方法進行，然后同樣使用地面袖閥管進行注漿，以減少漏水量，然后加快推進速度，直至盾構(gòu)機尾部進入洞門后10m，采取隧道內(nèi)二次注雙液漿直至漏水停止，最后正常推進。

　　四、管片破損造成頓尾滲漏

　　當前，在地鐵隧道盾構(gòu)法施工中,往往出現(xiàn)泥水平衡盾構(gòu)機盾尾滲漏，給盾構(gòu)掘進施工帶來不便,現(xiàn)從管片裂縫造成泥水平衡盾構(gòu)機盾尾滲漏出現(xiàn)的原因就對策進行分析。

　　原因：

　　1、管片生產(chǎn)過程發(fā)生裂縫。

　　2、管片模具精度偏差，引起管片環(huán)面不平整，千斤頂推力過大，引起新裝的管片與隧道掘進反方向的縱向出現(xiàn)裂紋，常常出現(xiàn)于拼裝的倒數(shù)第二環(huán)K塊對應的位置。

　　3、管片配筋不合理。由于盾構(gòu)機姿態(tài)差，盾尾間隙非常小，管片與盾尾剛性接觸造成。

　　措施：

　　1、管片生產(chǎn)過程調(diào)整好配合比，通過試驗針對性地選擇砼配合比使其與氣候條件、鋼模和施工工藝參數(shù)有機結(jié)合，優(yōu)化施工工藝; 2、蒸養(yǎng)時特別注意蒸養(yǎng)溫度的調(diào)節(jié)，冬季生產(chǎn)特別注意入池溫差控制。

　　3、提高管片尺寸精度，同時采取有彈性襯墊減緩管片環(huán)面不平所產(chǎn)生的應力集中問題。

　　4、提高管片主筋的鋼度和配筋率 。

　　5、對有裂紋的管片，必須采取化學灌漿封堵裂紋，防止地下水長期作用造成管片鋼筋生銹，管片混凝土膨脹破壞。

　　6、掘進姿態(tài)控制和推力控制。

　　五、螺旋機被卵石卡死解決方法

　　隨著盾構(gòu)掘進螺旋機葉輪磨損，其和螺旋筒內(nèi)壁之間的間隙增加，卵石很容易在在葉輪和螺旋筒之間，最終導致螺旋輸送機不能正常運轉(zhuǎn)。當螺旋機卡死難以脫困時應采用以下方式解決。

　　1、輸入潤滑劑

　　在螺旋機上預留ø50mm管路接口等裝置，通過盾構(gòu)機泡沫系統(tǒng)往螺旋輸送機內(nèi)輸入泡沫劑、膨潤土漿液、工業(yè)洗衣粉等潤滑物質(zhì)，當輸入適量的潤滑物質(zhì)后，可通過正/反轉(zhuǎn)螺旋進行試脫困，應逐漸增加螺旋機扭矩，防止因螺旋機扭力增大導致螺旋桿斷裂。

　　2、通過在掘進前往土倉加入5—6m3高質(zhì)量膨潤土漿液，然后通過泡沫系統(tǒng)往土倉加入泡沫劑(稀釋液中所含發(fā)泡劑原液比例取值2%—5%，F(xiàn)ER=15—20,FIR=60%—100%)，使渣土改良達到最佳效果，預防刀盤在開始轉(zhuǎn)動時被卡住。

　　3、刀盤被大粒徑卵石卡住通過加快刀盤轉(zhuǎn)速，反復進行刀盤正/反轉(zhuǎn)進行試脫困。

　　4、通過鉸接裝置來協(xié)助刀盤脫困，由于部分盾構(gòu)機采用是主動鉸接裝置，此種盾構(gòu)機可通過鉸接伸縮10—30mm，同時加快刀盤轉(zhuǎn)速進行試脫困。

　　5、人工輔助

　　打開螺旋輸送機上矩形蓋板，利用人工清理螺旋機里卵石，然后按上述步驟進行脫困。

　　結(jié)束語

　　盾構(gòu)機在地鐵施工過程中，由于地質(zhì)復雜會遇到許多問題，如在水底或富水地段施工時，盾構(gòu)隧道的防水成為關(guān)鍵;在砂質(zhì)地層中，防地表沉陷成為關(guān)鍵;在砂卵石地層中螺旋機被卡死、盾尾滲漏等成為預防關(guān)鍵。針對諸多施工狀況在施工中必須在認真分析原因后，對施工方法、措施的及時調(diào)整,以確保工程施工的進度與質(zhì)量。

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