盾构法隧道施工质量通病及防治

1、 盾构法隧道施工质量通病及防治 盾构法隧道施工的质量掌握重点是建成的隧道实际轴线与设计轴线的全都性；另外， 隧道的综合防水能力，隧道施工过程对地层的扰动、对周围环境的影响等也是反映隧道施工质量的重要指标。 为了保证隧道施工质量能符合相关标准，对盾构法施工的每道施工工序的质量均应严格掌握，保证各关键技术参数达到能掌握工程质量标准的范围。 第一节 盾构进、出洞 盾构进出洞是盾构法隧道施工中的一道关键工序。在进、出洞过程中，施工环节多， 工作量集中，各工种交叉施工频繁，设备、人员众多，工作零乱，因此，加强质量管理和掌握尤为重要。 1、盾构基座变形 1.1、现象 在盾构进出洞过程中，盾构基座

2、发生变形，使盾构掘进轴线偏离设计轴线。 1.2、缘由分析 盾构基座的中心夹角轴线与隧道设计轴线不平行，盾构在基座上纠偏产生了过大的侧向力； 盾构基座的整体刚度、稳定性不够，或局部构件的强度不足； 盾构姿势掌握不好，盾构推动轴线与基座轴线产生较大夹角，致使盾构基座受力不 均匀； 对盾构基座的固定方式考虑不周，固定不牢靠。 1.3、预防措施 盾构基座形成时中心夹角轴线应与隧道设计轴线方向全都，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； 基座框架结构的强度和刚度能克服出洞段穿越加固土体所产生的推力； 合理掌握盾构姿势，尽量使盾构轴线与盾构

3、基座中心夹角轴线保持全都； 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。 1.4、治理方法 先停止推动，对已发生变形破坏的构件分析破坏缘由，进行相应的加固。对需要调换的部件，先将盾构支撑加固牢靠，再调换被破坏构件； 盾构基座的变形确实严峻，盾构在其上又无法修复和加固时，只能实行措施使盾构脱离基座，制造工作条件后对基座作修复加固。 2、盾构后靠支撑位移及变形 2.1、现象 在盾构出洞过程中，盾构后靠支撑体系在受盾构推动顶力的作用后发生支撑体系的局部变形或位移。 2.2、缘由分析 盾构推力过大，或受出洞千斤顶编组影响，造成后靠受力不均匀、不对称，产生应力集中； 盾构后靠混凝土

4、充填不密实或填充的混凝土强度不够； 组成后靠体系的部分构件的强度、刚度不够，各构件间的焊接强度不够； 后靠与负环管片间的结合面不平整。 2.3、预防措施 在推动过程中合理掌握盾构的总推力，且尽量使千斤顶合理编组，使之均匀受力； 接受素混凝土或水泥砂浆填充各构件连接处的缝隙，除充填密实外，还必须确保填充材料强度，使推力能均匀地传递至工作井后井壁。在构件受力前还应做好填充混凝土的养护工作； 对体系的各构件必须进行强度、刚度校验，对受压构件肯定要作稳定性验算。各连接点应接受合理的连接方式保证连接牢靠，各构件安装要定位精确，并确保电焊质量以及螺栓连接的强度； 尽快安装上部的后盾支撑构件，完善整个后盾支

5、撑体系，以便开启盾构上部的千斤顶，使后盾支撑系统受力均匀。 2.4、治理方法 对产生裂缝或强度不够的缝隙填充料凿除，重新充填，并经过养护后达到要求强度再恢复推动； 对变形的构件进行修补及加固。依据推动油压及千斤顶开启数量计算动身生破坏时的实际推力，对后靠体系进行校验； 对于发现裂缝的接头准时进行修补。 3、凿除钢筋混凝土封门产生涌土 3.1、现象 在拆除洞封门过程中，洞门前方土体从封门间隙内涌人工作井(接收井)内。 3.2、缘由分析 封门外侧土体加固方案不当或加固效果欠佳，自立性达不到封门拆除所需的施工时 间； 地下水丰富，土体软弱自立性极差； 封门拆除工艺编制不合理或施工中发生意外，造成封门

6、外土体暴露时间过长。 3.3、预防措施 依据现场土质状况，制定合理的土体加固方案，并在拆封门前设置观察孔，检测加 固效果，以确保在土体加固效果良好的情况下拆封门； 布置井点降水管，将地下水位降至能保证平安出洞水位； 依据封门的实际尺寸，制定合理的封门拆除工艺，施工支配周详，确保拆封门时安 全、快速。 3.4、治理方法 制造条件使盾构尽快进入洞口内，对洞门圈进行注浆封堵，削减土体流失。 4、盾构出洞段轴线偏离设计 4.1、现象 盾构出洞推动段的推动轴线上浮，偏离隧道设计轴线较大，待推动一段距离后盾构推进轴线才能掌握在隧道轴线的偏差范围内。 4.2、缘由分析 洞口土体加固强度太高，使盾构推动的推力

7、提高。而盾构刚出洞时，开头几环的后 盾管片是开口环，上部后盾支撑还未安装好，千斤顶无法使用，推力集中在下部，使盾构产生一个向上的力矩，盾构姿势产生向上的趋势； 盾构正面平衡压力设定过高导致引起盾构正面土体拱起变形，引起盾构轴线上浮； 未准时安装上部的后盾支撑，使上半部分的千斤顶无法使用，将导致盾构沿着向上 的趋势偏离轴线； 盾构机械系统故障造成上部千斤顶的顶力不足。 4.3、预防措施 正确设计出洞口土体加固方案，设计合理的加固方法和加固强度。施工中正确把握 加固质量，保证加固土体的强度均匀，防止产生局部的硬块、障碍物等； 施工过程中正确地设定盾构正面平衡土压； 准时安装上部后盾支撑，转变推力的

8、分布状况，有利盾构推动轴线的掌握，防止盾 构上消失象； 正确操作盾构，按时保养设备，保证机械设备的完好。 4.4、治理方法 施工过程中在管片拼装时加贴楔子，调正管片环面与轴线的垂直度，便于盾构推动纠偏掌握； 在管片拼装时尽量利用盾壳与管片间隙作隧道轴线纠偏，改善推动后座条件： 用注浆的方法对隧道作少量纠偏，便于盾构推动轴线的纠偏。 5、盾构进洞时姿势突变 5.1、现象 盾构进洞后，最后几环管片往往与前几环管片存在明显的高差，影响了隧道的有效净尺寸。 5.2、缘由分析 盾构进洞时，由于接收基座中心夹角轴线与推动轴线不全都，盾构姿势产生突变， 盾尾使在其内的圆环管片位置产生相应的变化； 最后两环管

9、片在脱出盾尾后，与周围土体间的空隙由于洞口处无法准时地填充，在重力的作用下产生沉降。 5.3、预防措施 盾构接收基座要设计合理，使盾构下落的距离不超过盾尾与管片的建筑空隙； 将进洞段的最后一段管片，在上半圈的部位用槽钢相互连结，增加隧道刚度； 在最后几环管片拼装时，注意对管片的拼装螺栓准时复紧，提高抗变形的能力； 进洞前调整好盾构姿势，使盾构标高略高于接收基座标高。 5.4、治理方法 在洞门密封钢板未焊接以前，用整圆装置将下落的管片向上托起，订正误差。 6、盾构进、出洞时洞口土体大量流失 6.1、现象 进出洞时，大量的土体从洞口流入井内，造成洞口外侧地面大量沉降。 6.2、缘由分析 洞口土体加

10、固质量不好，强度未达到设计或施工要求而产生塌方，或者加固不均匀， 隔水效果差，造成漏水、漏泥现象； 在凿除洞门混凝土或拔除洞门钢板桩后，盾构未准时靠上土体，使正面土体失去支撑造成塌方； 洞门密封装置安装不好，止水橡胶帘带内翻，造成水土流失： 洞门密封装置强度不高，经不起较高的土压力，受挤压破坏而失效； 盾构外壳上有突出的注浆管等物体，使密封受到影响； 进洞时未能准时安装好洞圈钢板； 进洞时土压力末准时下调，致使洞门装置被顶坏，大量井外土体塌入井内。 6.3、预防措施 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； 洞口封门拆除前应充分做好各项进、出洞的筹备工作； 洞门密封圈安装要精确

11、，在盾构推动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；洞门的扇形钢板要准时调整，改善密封圈的受力状况； 在设计、使用洞门密封时要预先考虑到盾壳上的凸出物体，在相应位置设计可调节的构造，保证密封的性能； 盾构进洞时要准时调整密封钢板的位置，准时地将洞口封好； 盾构将进入进洞口土体加固区时，要降低正面的平衡压力。 6.4、治理措施 将受压变形的密封圈重新压回洞口内，恢复密封性能，准时固定弧形板，改善密封橡胶带的工作状态； 对洞口进行注浆堵漏，削减土体的流失。 其次节 盾构掘进 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

12、保管片圆环拼装质量，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 盾构推动过程中，由于正面阻力过大造成盾构推动困难和地面隆起变形。 1.2、缘由分析 盾构刀盘的进土开口率偏小，进土不畅通； 盾构正面地层土质发生变化； 盾构正面患病较大块状的障碍物； 推动千斤顶内泄漏，达不到其本身的最高额定油压； 正面平衡压力设定过大； 刀盘磨损严峻。 1.3、预防措施 合理设计进土孔的尺寸，保证出土畅通； 隧道轴线设计前，应对盾构穿越沿线作简略的地质勘查，摸清沿线影响盾构推动的障碍物的简略位置、深度，以使轴线设计考虑到这一状况； 简略了解盾构推动断面内的土质状况，以便准时优

13、化调整土压设定值、推动速度等施工参数； 常常检修刀盘和推动千斤顶，确保其运行良好； 合理设定平衡压力，加强施工动态管理，准时调整掌握平衡压力值。 1.4、治理方法 实行帮助技术，尽量实行在工作面内进行障碍物清理，在条件许可的情况下，也可实行大开挖施工法清理正面障碍物； 增添千斤顶，增加盾构总推力。 2、泥水加压平衡式盾构正面阻力过大 2.1、现象 盾构推动过程中，由于正面阻力过大造成盾构推动困难。 2.2、缘由分析 泥水平衡系统不能建立或泥水压力过大； 盾构刀盘的进土开口率偏小，进土不畅通； 盾构正面地层土质发生变化； 盾构正面患病较大块状的障碍物； 推动千斤顶内泄漏，达不到其本身的最高额定油

14、压。 2.3、预防措施 严格掌握泥水质量，精确设定泥水平衡压力、推动速度等施工参数，同时确保泥水输送系统的正常运行； 简略了解盾构推动断面内的土质状况，以便准时优化调整平衡压力设定值、推动速度等施工参数，同时配制与土质相适应的泥水； 在盾构穿越沿线做好详尽的地质勘查，事先清除障碍物或调整设计轴线； 常常检修推动千斤顶，确保其运行良好。 2.4、治理方法 与土压平衡盾构一样； 增添千斤顶，增加盾构总推力。 3、土压平衡盾构正面平衡压力的过量波动 3.1、现象 在盾构推动及管片拼装的过程中，开挖面的平衡土压力发生异常的波动，与理论压力值 或设定压力值发生较大的偏差。 3.2、缘由分析 推动速度与螺

15、旋机的旋转速度不匹配； 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； 盾构后退，使开挖面平衡压力下降； 土压平衡掌握系统消失故障造成实际土压力与设定土压力的偏差。 3.3、预防措施 正确设定盾构推动的施工参数，使推动速度与螺旋机的出土能力相匹配； 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加注水或泡沫等润滑 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； 管片拼装作业，要正确伸、缩千斤顶，严格掌握油压和伸出千斤顶的数量，确保拼装时盾构不后退； 正确设定平衡土压力值以及掌

16、握系统的掌握参数； 加强设备维修保养，保证设备完好率，确保千斤顶没有内泄漏现象。 3.4、治理方法 向切削面注入泡沫、水、膨润土等物质，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； 维修好设备，削减液压系统的泄漏； 对掌握系统的参数重新进行设定，满足使用要求。 4、泥水加压平衡盾构正面平衡压力过量波动、现象 在泥水加压平衡盾构推动及拼装的过程中，开挖面的泥水压力发生异常的波动，与理论压力值或设定压力值发生较大的偏差。 4.1、缘由分析 泥水加压平衡盾构的排泥口堵塞，排泥不畅，而此时送泥管却仍在送泥水，导致开 挖面的泥水压力瞬间上升，超出设定压力； 泥水系统的各施工参数设

17、定不合理，泥水循环不能维持动态平衡； 泥水系统中的某些设备故障如泥水管路中接头泄露，排泥泵的叶轮磨损，掌握阀的 开关不敏捷等，使泥水输送不正常，正面平衡压力过量波动； 拼装时盾构后退，使开挖面平衡压力下降； 正常情况下，当盾构停止推动的时间较长，开挖面平衡压力下降时，可以通过送泥管向开挖面补充泥水而提高压力，恢复平衡。而拆接泵管时，由于接泵管的速度慢，就会使开挖面平衡压力因得不到补充而下降。 4.2、预防措施 在盾构的排泥吸口处安装搅拌机或粉碎机，保证吸口的畅通，排泥泵前的过滤器要常常进行清理，保证不被堵塞； 正确地设定泥水系统的各项施工参数，包括泥浆的密度、粘度、压力、流量等，以确保开挖面支

18、护的稳定性； 对泥水系统的各运转部件定期进行检修保养，保证各设备的正常运转。在泥水系统的操作过程中要做到挨次正确，避开误操作引起压力波动； 管片拼装作业，要正确伸、缩千斤顶，严格掌握油压和伸出千斤顶的数量，确保拼装时盾构不后退； 在泥水系统中设计一个单独的补液系统，以在送泥管被拆开时对泥水仓进行加压， 保证泥水仓压力的稳定。 4.3、治理方法 遇到盾构正面吸泥口堵塞，应立即进行逆洗处理，每次逆洗的时间掌握在23min： 如多次逆洗达不到清除堵塞的目的，可接受压缩空气置换平衡仓内泥水，在确保安全前提下由气压工进入泥水仓清除堵塞物； 对损坏的设备要准时进行修复或更新，对泥水平衡掌握系统的参数设定进

19、行优化， 做到动态管理； 当发现泥水流淌不畅时，可准时地转换为旁路状态，通过各个设备的运转情况和相应的泥水压力及流量推断管路堵塞的位置及堵塞的缘由，并准时实行措施排解故障。 5、土压平衡盾构螺旋机出土不畅 5.1、现象 螺旋机螺杆形成“土棍”，螺旋机无法出土，或螺旋机内形成堵塞，负荷增大，电动机无法带动螺旋机转动，不能出土。 5.2、缘由分析 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， 也就不能出土； 螺旋机螺杆安装与壳体不同心，运转过程中壳体磨损，使叶片和壳体间隙增大，出 土效率降低； 盾构在砂性土及强度较高的黏性土中推动时，土与螺旋机壳体间的摩擦力大，螺旋机的

20、旋转阻力加大，电动机无法转动； 大块的漂砾进入螺旋机，卡住螺杆； 螺旋机驱动电动机因长时间高负荷工作，过热或油压过高而停止工作。 5.3、预防措施 螺旋机打滑时，把盾构开挖面平衡压力的设定值提高，盾构的推动速度提高，使螺旋机正常进土； 螺旋机安装时要注意精度，运转过程中加强对轴承的润滑； 降低推动速度，使单位时间内螺旋机的进土量降低，螺旋机电动机的负荷降低； 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，削减电动机的负荷。 5.4、治理方法 打开螺旋机的盖板，清理螺旋机的被堵塞部位； 将磨损的螺旋机螺杆更换。 6、泥水平衡盾构吸口堵塞 6.1、现象 在泥水平衡盾构施工过程

21、中，排泥不畅，造成送、排泥流量严峻失调，从而破坏开挖面泥水平衡。 6.2、缘由分析 盾构土舱的土体中含有大块状障碍物； 盾构土舱内搅拌机搅和不匀，致使吸口处沉淀物过量积聚； 泥水管路输送泵故障，致使排泥流量小于送泥流量； 泥水指标不合要求，不能有效形成盾构开挖面的泥膜。 6.3、预防措施 准时调整各项施工参数，在推动过程中尽量保持推动速度、开挖面泥水压力的平稳； 确保各搅拌机的正常运转，以达到拌和均匀； 对泥水输送管路及泵等设备常常保养检修，确保泥水输送的畅通； 依据施工工况条件，准时调整泥水指标，确保泥膜的良好形成，以使盾构切削土体始终处于良性循环状态下。 6.4、治理方法 如吸口稍微遭堵，

22、应相应降低推动速度，同时按技术要求进行逆洗； 如吸口遭堵严峻，应实行相应技术措施，在确保平安的前提下，准时组织力气，由施工人员进入土舱清除障碍物。 7、盾构掘进轴线偏差 7.1、现象 盾构掘进过程中，盾构推动轴线过量偏离隧道设计轴线，影响成环管片的轴线。 7.2、缘由分析 盾构超挖或欠挖，造成盾构在土体内的姿势不好，导致盾构轴线产生过量的偏移； 盾构测量误差，造成轴线的偏差； 盾构纠偏不准时，或纠偏不到位； 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； 盾构处于特别软弱的土层中时，如推动停止的间歇太长，当正面平衡压力损失时会 导致盾构下

23、沉； 拼装管片时，拱底块部位盾壳内清理不洁净，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，影响盾构推动轴线的掌握； 同步注浆量不够或浆液质量不好，泌水后引起隧道沉降，而影响推动轴线的掌握； 浆液不固结使隧道在大的推力作用下引起变形。 7.3、预防措施 正确设定平衡压力，使盾构的出土量与理论值接近，削减超挖与欠挖现象，掌握好 盾构的姿势； 盾构施工过程中常常校正、复测及复核测量基站； 发现盾构姿势消失偏差时应准时纠偏，使盾构正确地沿着隧道设计轴线前进； 盾构处于不均匀土层中时，适当掌握推动速度，多用刀盘切削土体，削减推动时的 不均匀阻力。也可以接受向开挖面注入泡沫

24、或膨润土的方法改善土体，使推动更加顺畅； 当盾构在极其软弱的土层中施工时，应掌握推动速度与进土量的关系，掌握正面土 体的流失； 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 道轴线； 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的方量。 7.4、治理方法 调整盾构的千斤顶编组或调整各区域油压准时订正盾构轴线； 对开挖面作局部超挖，使盾构沿被超挖的一侧前进； 盾构的轴线受到管片位置的阻碍不能进行纠偏时，接受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。 8、泥水加压平衡盾构施工过程中隧道上浮 8.1、现象 泥水加压平衡盾构施工过程中，随着盾构的

25、不断向前推动，成环隧道呈上消失象。 8.2、缘由分析 盾构切口前方泥水后窜至盾尾后，使管片处于悬浮状态； 同步注浆效果欠佳，未能有效地隔绝正面泥水； 管片连接件未准时拧紧； 盾构推动一次纠偏量过大，对地层产生了过大扰动。 8.3、预防措施 提高同步注浆质量，缩短浆液初凝时间，使其遇泥水后不产生劣化； 提高注浆与盾构推动的同步性，使浆液能准时充填建筑空隙，建立盾尾处的浆液压力。同时加强隧道沉降监测，当发现隧道上浮呈较大趋势时，立即实行对已成环隧道进行补压浆措施； 准时复紧已成环隧道的连接件。 8.4、治理方法 在盾尾后隧道外周压注双液浆形成环箍(必要时接受聚氨酯)，以隔断泥水流失路径。 9、盾构

26、过量地自转 9.1、现象 盾构推动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、封顶块拼装等困难。 9.2、缘由分析 盾构内设备布置重量不平衡，盾构的重心不在竖直中心线上而产生了旋转力矩； 盾构所处的土层不均匀，两侧的阻力不全都，造成推动过程中受到附加的旋转力矩； 在施工过程中刀盘或旋转设备连续同一转向，导致盾构在推动运动中旋转； 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。 9.3、预防措施 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，使盾构重心位于中线上或配置配重调整重心位置于中心线上； 常常订正盾构转角，使盾构自转在允许范

27、围内； 依据盾构的自转角，常常转变旋转设备的工作转向。 9.4、治理方法 可通过转变刀盘或旋转设备的转向或转变管片拼装挨次来调节盾构的自转角度； 盾构自转量较大时，可接受单侧压重的方法订正盾构转角。 10、盾构后退 10.1、现象 盾构停止推动，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。 10.2、缘由分析 盾构千斤顶自锁性能不好，千斤顶回缩； 千斤顶大腔的平安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； 盾构拼装管片时千斤顶缩回的个数过多，并且没有掌握好最小应有的防后退顶力。 10.3、预防措施 加强盾构千斤顶的维修保养工作，防止产生内泄漏； 平安溢

28、流阀的压力调定到规定值； 拼装时不多缩千斤顶，管片拼装到位准时伸出千斤顶到规定压力。 10.4、治理方法 盾构发生后退，应准时实行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，可进行二次推动。 11、盾尾密封装置泄漏 11.1、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，严峻影响工程进度和施工质量，甚至对工程平安带来灾难。 11.2、缘由分析 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； 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； 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

29、尾刷的弹性丧 失，密封性能下降； 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； 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。 11.3、预防措施 严格掌握盾构推动的纠偏量，尽量使管片四周的盾尾空隙均匀全都，削减管片对盾 尾密封刷的挤压程度； 准时、保量、均匀地压注盾尾油脂； 掌握盾构姿势，避开盾构产生后退现象； 接受优质的盾尾油脂，要求有足够的粘度、流淌性、润滑性、密封性能。 11.4、治理方法 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； 管片拼装时在管片背面塞人海绵，将泄

30、漏部位堵住； 有多道盾尾钢丝刷的盾构，可将最里面的一道盾尾刷更换，以保证盾尾刷的密封性； 从盾尾内清除密封装置钢刷内杂物。 12、泥水加压平衡盾构施工过程中地面冒浆 12.1、现象 在泥水平衡盾构施工过程中，盾构切口前方地表消失冒浆。 12.2、缘由分析 盾构穿越土体发生突变(处于两层土断层中)，或盾构覆土厚度过浅； 开挖面泥水压力设定值过高； 同步注浆压力过高； 泥水指标不符合规定要求。 12.3、预防措施 在冒浆区适当加“被”，即用粘土掩盖； 严格掌握开挖面泥水压力，在推动过程中要求手动掌握开挖面泥水压力； 严格掌握同步注浆压力，并在注浆管路中安装平安阀，以免注浆压力过高； 适当提高泥水各

31、项质量指标。 12.4、治理方法 如稍微冒浆，可在不降低开挖面泥水压力的情况下连续推动，同时，适当加快推动 速度，提高管片拼装效率，使盾构尽早穿越冒浆区； 当冒浆严峻，停止推动，并实行如下措施：提高泥水密度和粘度；掘进一段距离以 后，进行充分的壁后注浆；地面可接受掩盖粘土的措施。 13、盾构切口前方地层过量变形 13.1、现象 在盾构推动过程中，切口前方地面消失超量沉降或隆起。 13.2、缘由分析 地质状况发生突变； 施工参数设定不当，如平衡土压力设定值偏低或偏高，推动速度过快或过慢； 盾构切削土体时超挖或欠挖。 13.3、预防措施 简略了解地质状况，准时调整施工参数； 尽快摸索出施工参数的设

32、定规律，严格掌握平衡压力及推动速度设定值，避开其波动范围过大； 按理论出土量和施工实际工况定出合理出土量。 13.4、治理方法 依据地面监测情况，准时调整盾构施工参数，如推动速度、平衡压力、出土量等。 14、运输过程中管片受损 14.1、现象 在管片垂直运输与水平运输过程中，将管片边角撞坏。 14.2、缘由分析 行车吊运管片时，管片由于晃动而碰撞行车支腿或其他物件，造成边角损坏； 管片翻身时碰擦边角，引起损坏； 管片堆放时垫木没有放置妥当； 用钢丝绳起吊管片时钢丝绳将管片的棱边勒坏； 运输管片的平板车颠簸跳动，造成管片损坏； 管片叠放在隧道内时未垫枕木，造成边角损坏； 在管片吊放时，放下动作过

33、大，使管片损坏。 14.3、预防措施 行车操作要平稳，防止过大的晃动； 管片使用翻身架翻身，或用专用吊具翻身，保证管片翻身过程中的平稳； 地面堆放管片时上下两块管片之间要垫上垫木； 设计吊运管片的专用吊具，使钢丝绳在起吊管片的过程中不遇到管片的边角； 接受运输管片的专用平板车，加设避振设施；叠放的管片之间垫好垫木； 工作面储存管片的地方放置枕木将管片垫高，使存放的管片与隧道不产生碰撞。 14.4、治理措施 已碰撞损坏的管片准时进行修补，损坏较重的管片运回地面进行整修，更换新的管片。 第三节 盾构机械设备 1、盾构刀盘轴承失效 1.1、现象 盾构刀盘轴承失效，刀盘无法转动，盾构失去切削功能无法推

34、动。 1.2、缘由分析 盾构刀盘轴承密封失效，砂土等杂质进入轴承内，使轴承卡死。滚柱无法在滚道内滚动，轴承损坏； 封腔的润滑油脂压力小于开挖面平衡压力，易引起盾构正面的泥土或地下水夹着 杂质进入轴承，使轴承磨损，间隙增大，从而导致保持架受外力破坏而使滚柱散乱，轴承无 法转动而损坏； 轴承的润滑状态不好，使轴承磨损严峻，进而损坏。 1.3、预防措施 设计密封性能好、强度高的土砂密封，保护轴承不受外界杂质的侵害； 密封腔内的润滑油脂压力设定要略高于开挖面平衡压力，并常常检查油脂压力； 常常检查轴承的润滑情况，对轴承的润滑油定期取样检查。 1.4、治理方法 修复轴承。 2、盾构推动压力低 2.1、现

35、象 盾构推动压力无法达到推动所需的压力值。 2.2、缘由分析 推动主溢流阀损坏，压力无法调到需要的压力值； 推动油泵损坏，无法输出需要的压力； 阀板或阀件有内泄漏，无法建立起需要的压力； 密封圈老化或断裂，造成泄漏，无法建立起需要的压力； 千斤顶内泄漏，无法建立需要的压力； 推动、拼装压力转换开关失灵，无法建立推动所需的高压。 2.3、预防措施 不使系统长期工作在较高压力工况下； 保证液压系统的清洁； 保证油温不致过高，冷却系统要常开； 常常检查液压系统，准时发现问题，进行修复。 2.4、治理方法 修复或更换主溢流阀； 修复或更换油泵； 找出泄漏部件，予以更换修复； 更换老化或损坏的密封圈；

36、更换千斤顶的密封装置，保证千斤顶的性能； 修复或更换推动、拼装压力转换开关或电磁阀。 3、盾构推动系统无法动作 3.1、现象 盾构推动系统可以建立压力但千斤顶不动作。 3.2、缘由分析 换向阀不动作，使千斤顶无法伸缩； 油温过高，连锁保护开关起作用而使千斤顶不能动作； 刀盘未转动、螺旋机未转动等连锁保护开关起作用而使千斤顶不能动作； 先导泵损坏，无法建立掌握油压，无法对液压系统进行掌握； 管路内混入异物，堵塞油路，使液压油无法到达； 滤油器堵塞。 3.3、预防措施 保持液压油的清洁，避开杂物混入油箱内，拆装液压元件时保持系统的清洁； 按操作方法正确使用； 发现故障准时修理，不随便将盾构的连锁开

37、关短接，不强行启动盾构设备； 按要求正确设定、调定好系统的压力。 3.4、治理方法 检查掌握电路是否故障，换向电信号是否传到电磁阀，修复电路。如换向阀卡住， 则更换换向阀； 先排解别的故障，再检查推动系统的故障； 修复或更换先导泵； 推断杂物在管路内的位置并设法取出； 更换滤油器。 4、液压系统漏油 4.1、现象 液压系统的管路、管接头漏油，影响液压系统的正常运行。 4.2、缘由分析 油接头因液压管路震动而松动，产生漏油； “O”型圈密封失效，使油接头漏油； 油接头安装位置困难，造成安装质量差，产生漏油； 油温高，液压油的粘度下降，造成漏油； 系统压力持续较高，使密封圈失效； 系统的回油背压高

38、，使不受压力的回油管路产生泄漏； 密封圈的质量差，过早老化，使密封失效。 4.3、预防措施 常常检查液压系统的漏油情况，发现漏点准时消除； 结构设计、安装尺寸要合理； 使用冷却系统，使油温保持在合适的工作温度内； 注意掌握系统压力，不要长时间在高压下工作； 增大回油管路的管径，削减回油管路的弯头数量，使回油畅通； 阀板、密封油箱油接头等结构的设计要合理。 4.4、治理方法 将松动的油接头进行复紧； 将漏油的油接头“0”型圈进行更换； 接受特别的扳手对位置狭小的油接头进行复紧。 5、皮带运输机打滑 5.1、现象 皮带运输机打滑，驱动辊旋转而皮带不转，螺旋输送机排出的土积累在皮带运输机的进 料口，

39、甚至积累在隧道内，影响盾构推动。 5.2、缘由分析 皮带的张紧程度不够； 皮带运输机的刮板刮土不洁净，粘附在皮带上的土被带到驱动辊上，使皮带打滑； 在螺旋机中加水过多，或排出的土太湿，水或湿土流到皮带反面，引起皮带打滑； 推动结束时来将皮带机上的土排洁净就停机，下一次皮带运输机重载启动，使皮带 打滑。 5.3、预防措施 在皮带安装并运行了一段时间后，皮带会变松，应将皮带张紧装置重新调节到适当 的位置； 常常调整刮板的位置，使刮板与皮带间的空隙保持在115mm 之间； 注意观察螺旋机内排出的土的干湿程度，调整加水流量； 每次推动完毕，应将皮带运输机上的土全部排人土箱，皮带运输机启动时应是空载启动

40、。 5.4、治理方法 清理驱动辊上粘附的粘土，清理皮带上粘附的粘土，进一步张紧皮带，如张紧装置已调节到极限位置，应将皮带割短后重新接好再进行张紧。 6、千斤顶行程、速度无显示 6.1、现象 千斤顶行程、速度无显示，盾构推动掌握困难。 6.2、缘由分析 冲水清理时有水溅到千斤顶行程传感器，使传感器损坏，无法检测数据； 拼装工踩踏在千斤顶活塞杆，损坏了传感器的传感部件，使传感器无法检测数据； 传感器的信号线断路，使信号无法传送到显示器。 6.3、预防措施 进行清理时避开用水冲洗，以免电气设备漏电、短路等情况的发生； 设计作业平台，使拼装工不站立到千斤顶活塞杆上作业； 传感器的信号线布置部位要适当，

41、施工人员注意不要踩踏到电线。 6.4、治理方法 损坏的传感器进行更换； 检查线路的断点，重新接线，恢复系统。 7、盾构内气动元件不动作 7.1、现象 盾尾油脂泵、气动球阀等气动元件不动作，使盾构无法正常推动。 7.2、缘由分析 系统存在严峻漏气点，压缩空气压力达不到规定的压力值； 受水汽等影响，使气动掌握阀的阀杆锈蚀卡住； 气压太高，使气动元件的回位弹簧过载而疲惫断裂，气动元件失灵。 7.3、预防措施 安装系统时连接好各管路接头，防止泄漏。使用过程中常常检查，发现漏点准时处 理； 常常将气包下的放水阀打开放水，削减压缩空气中的含水量，防止气动元件产生锈 蚀； 依据设计要求正确设定系统压力，保证

42、各气动元件处于正常的工作状态。 7.4、治理方法 找出气路中的漏气点，进行堵漏，恢复系统压力； 修复或更换损坏的元件。 第四节 隧道压浆 1、浆液质量不符合质量标准 1.1、现象 在盾构推动过程中，由于注浆浆液质量不好，使注浆效果不佳，引起地面和隧道的沉降。 1.2、缘由分析 注浆浆液协作比不当，与注浆工艺、盾构形式、周围土质不相适应； 拌浆计量不准，导致协作比误差，使浆液质量不符合要求； 原材料质量不合格； 运输设备的性能不符合要求，使浆液在运输过程中产生离析、沉淀。 1.3、预防措施 依据盾构的形式、压浆工艺、土质情况、环境保护的掌握要求及经济效益正确设计 浆液配比，并通过试验，使其符合施

43、工要求； 应在满足合理的精度前提下，考虑使用简洁牢靠的计量器具。同时应保养好计量器 具，定时作检定。发现计量器具精度误差超标，应准时校正或换新； 对拌浆材料的质量进行有效的管理。保证各种材料选购的渠道，并附有相应的质量保证单。应按规定对材料进行质量抽检； 拌浆设备的工作环境差，使用中要注意定期维修保养，常常清洗拌浆机。如在使用 中机械发生故障应准时修复，不能让设备带病作业； 浆液的输送应视浆液的性能而定，选择合理的输送方法。用管路输送时，管子的直 径要适当；用拌浆车输送时，拌浆车上的拌浆机应有充分的搅拌能力； 加强对拌制后浆液的检测，要确保浆液的质量符合施工所需。 1.4、治理方法 不符合要求

44、的浆液重新进行拌浆； 不符合质量要求的原材料不得使用； 如浆液经使用确认配比设计不合理，应准时作协作比的设计和试验，最后决定出实 际应使用的协作比； 更换浆液运输设备，以适应浆液性能及压浆工艺。 2、沿隧道轴线地层变形量过大 2.1、现象 沿隧道轴线地层变形过量，引起地面建筑物及地下管线损坏。 2.2、缘由分析 盾构开头掘进后，如不能同步地进行注浆或注浆效果差，则会产生地面沉降； 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； 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； 注浆过程不均匀，推动过程中有时注浆压力大，注浆量足，有时注浆量少，甚至

45、不 注浆，造成对土体结构的扰动和破坏，使地层变形量过大。 2.3、预防措施 正确确定注浆量和注浆压力，准时、同步地进行注浆； 注浆应均匀，依据推动速度适当地调整注浆的速率，尽量做到与推动速率相符； 依据本节“一、浆液质量不符合质量标准”所述的措施，提高拌浆的质量，保证压注的浆液的强度； 推动时同时、均匀、常常地压注盾尾密封油脂，保证盾尾钢丝刷的使用功能。 2.4、治理方法 依据地面变形情况准时调整注浆量、注浆部位，对于沉降大的部位可接受补压浆的 措施； 损坏的盾尾进行更换，或接受在盾尾内垫海绵的方法对盾尾进行堵漏； 注浆口离盾尾太近引起盾尾漏浆，可接受从管片上进行壁后注浆的方法，削减浆液 的渗

46、漏。 3、单液注浆浆管堵塞 3.1、现象 接受单液浆注浆时浆管堵塞，无法注浆，甚至发生浆管爆裂的情况，严峻影响施工质量 和进度。 3.2、缘由分析 停止注浆的时间太长，留在浆管中的浆液结硬，引起堵塞； 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； 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。 3.3、预防措施 停止推动时定时用浆液打循环回路，使管路中的浆液不产生沉淀。长期停止推动， 应将管路清洗洁净； 拌浆时注意配比精确，搅拌充分； 定期清理浆管，清理后的第一个循环用膨润土泥浆压注，使注浆管路的管壁润滑良 好； 常常维修注浆系统的阀门，使它们启闭敏捷。 3.4

47、、治理方法 将堵塞的管子拆下，将堵塞物清理洁净后重新接好管路。 4、双液注浆浆管堵塞 4.1、现象 双液注浆时浆管堵塞，无法注浆，甚至发生浆管爆裂的情况，严峻影响施工质量和进度。 4.2、缘由分析 长时间未注浆，浆管没有清洗，浆液在管路中结硬而堵塞管子； 两种浆液的注浆泵压力不匹配，B 液浆的压力太高而进入A 液的管路中，引起A 液 管内浆液结硬，堵塞管子； 管路中有支管时，清洗球无法清洗到该部位，使浆液沉淀而结硬。 4.3、预防措施 每次注浆结束都应清洗浆管，清洗浆管时要将橡胶清洗球取出，不能将清洗球遗漏 在管路内引起更厉害的堵塞； 注意调整注浆泵的压力，对于已发生泄漏、压力不足的泵准时更换

48、，保证两种浆液 压力和流量的平衡； 对于管路中存在分叉的部分，清洗球清洗不到，应常常性用人工对此部位进行清洗。 4.4、治理方法 将堵塞部位的注浆管路拆卸下来进行清洗，然后重新安装恢复压浆。 第五节 管片拼装 1、圆环管片环面不平整 1.1、现象 同一环管片在拼装完成后迎千斤顶一侧环面不在同一平面上，不同块之间有凹凸现象存在，给下一环的拼装带来影响。导致环向螺栓穿进困难，并造成管片碎裂等问题。 1.2、缘由分析 管片制作误差尺寸累积； 拼装时前后两环管片间夹有杂物； 千斤顶的顶力不均匀，使环缝间的止水条压缩量不相同； 纠偏楔子的粘贴部位、厚度不符合要求； 止水条粘贴不牢，拼装时翻到槽外，与前一

49、环的环面不密贴，引起该块管片凸出； 成环管片的环、纵向螺栓没有准时拧紧及复紧。 1.3、预防措施 拼装前检测前一环管片的环面情况，决定本环拼装时纠偏量及纠偏措施； 清除环面和盾尾内的各种杂物； 掌握千斤顶顶力均匀； 提高纠偏楔子的粘贴质量； 检查止水条的粘贴情况，保证止水条粘贴牢靠； 盾构推动时骑缝千斤顶应开启，保证环面平整。 1.4、治理方法 对于已形成环面不平的管片，在下一环准时加贴楔子订正环面，使环面平整。 2、管片环面与隧道设计轴线不垂直 2.1、现象 拼装完成后的管片迎千斤顶的一侧整环环面与盾构推动轴线垂直度偏差超出允许范围，造成下一环管片拼装困难，并影响到盾构推动轴线的掌握。 2.

50、2、缘由分析 拼装时前后两环管片间夹有杂物，使相邻块管片间的环缝张开量不均匀； 千斤顶的顶力不均匀，使止水条压缩量不相同，累计后使环面与轴线不垂直； 纠偏楔子的粘贴部位、厚度不符合要求； 前一环环面与设计轴线不垂直，没有准时地用楔子环订正； 盾构推动单向纠偏过多，使管片环缝压密量不均匀而使环面竖直度差。 2.3、预防措施 拼装时做好清理工作，防止杂物夹杂在管片环缝间； 尽量多开启千斤顶，使盾构纠偏的力变化均匀； 在施工中常常测量管片环面的垂直度，并与轴线相比较，发现误差，及早支配制作楔子纠环面。 后两点参见本节“1、圆环管片环面不平整”预防措施、。 2.4、治理方法 合理地修改管片的排列/挨次

51、，利用增减楔子环(曲线管片)来进行纠偏； 依据需要纠偏的量，在管片上适当的部位加贴厚度渐变的传力衬垫，形成楔子环， 对环面进行订正。一般一次加贴衬垫的厚度最厚不超过6mm。偏差大可进行连续多环的纠偏达到目的； 当垂直度偏差较大，造成管片拼装极困难，盾壳卡管片严峻时，可接受纠偏量较大 的刚性楔子。 3、纵缝质量不符合要求 3.1、现象 纵缝质量差表现在同环相邻的管片相互位置发生变动，致使纵缝消失了前后喇叭、内外张角、内弧面产生踏步、纵缝过宽、两块管片相对旋转等质量问题。对隧道的防水、管片的受力都造成严峻的危害。 3.2、缘由分析 拼装时管片没有放正，盾壳内有杂物，使拱底块管片放不到位或产生上翘、

52、下翻， 环面有杂物夹入环缝，也会使纵缝产生前后喇叭； 拼装时管片未能形成正圆，造成内外张角； 前一环管片的基准不准，造成新拼装的管片位置也不准； 隧道轴线与盾构的实际中心线不全都，使管片与盾壳相碰，无法拼成正圆，只能拼 成椭圆，纵缝质量也就无法保证。 3.3、预防措施 拼装前做好盾壳与管片各面的清理工作，防止杂物夹入管片之间； 推动时勤纠偏，使盾构的轴线与设计轴线的偏差尽量削减，保证管片能够居中拼 装，管片周围有足够的建筑空隙使管片能拼装成正圆； 环面的偏差准时进行订正，使拼装完成的管片中心线与设计轴线误差削减，管片始 终能够在盾尾内居中拼装； 管片正确就位，千斤顶靠拢时要加力均匀，除封顶块外

53、每块管片至少要有两只千斤 顶顶住； 盾构推动时骑缝的千斤顶应开启，保证环面平整。 3.4、治理方法 用整圆器进行整圆，通过整圆来改善纵缝的偏差； 管片出盾尾，环向螺栓再进行一次复紧，可改善纵缝的变形。管片被周围土体包裹 住以后，椭圆度会相应地减小，纵缝压密程度提高，此时将螺栓进行复紧可取得较好的效果； 接受局部加贴楔子的方法，作纵缝质量的订正。 4、圆环整环旋转 4.1、现象 拼装成环的管片与设计要求的拼装位置相比较，旋转了肯定的角度，使盾构的后续车架及电机车轨道的铺设不平整，影响设备的运行，也增加了封顶成环的拼装难度。 4.2、缘由分析 千斤顶编组不合理，使管片受力不均匀，管片产生相对转动； 管片环面不正，千斤顶的顶力方向与环面不垂直，盾构推动时就会产生使管片转动 的力矩，导致管片旋转； 拼装时管片的位置安放不精确，导致拼装时形成旋转； 管片上的螺栓孔和螺栓之间由于拼装需要，一般留有58mm 的间隙，这样就给两 环管片之间相互错动留有了条件，如果在管片就位时任意操作，就会引起旋转偏差； 后拼装的管片与已就位的管片发生碰撞，使已拼装的管片发生移位，如果长时间采 用相同的挨次拼装管片，管片向同一方向发生旋转偏差，累积的偏差量就较大。 4.3、预防措施 掌握好盾构推动的姿势，千斤顶编组情况要使推力的变化均匀，调整好管