盾构工程的常见事故及其对策

1、盾构施工常见事故及其对策，肖瑞传时间： 2009.03，工程事故分类：一，盾构机械事故二，盾构机关系列事故三，地表隆起，建筑物下沉事故，泥浆现象四，盾构掘进方向失控，管片偏离台，破损，漏出五，盾构出发，到达相关事故六盾构机械事故1，大轴承密封损伤，大齿圈损伤(盾构心脏)大齿轮损伤刀盘不能旋转广州地铁五号线区杨区海里克盾构机，深圳一号线三菱盾构机，广州地铁五号线区杨区海里克盾构机，2，刀盘，刀具磨损(盾构机挖不到处理方法：在手掌稳定的地区修补刀架、刀架，更换刀架。 预防措施：及时分析掘进相关参数，定期进入仓库检查刀具，更换刀具。 分析了广州某工地海里克屏蔽刀盘磨损情况，3、屏蔽尾刷被破坏的原因：

2、屏蔽尾刷质量差，屏蔽尾刷第一次不涂，管选型差，或挖姿势差，屏蔽尾的间隙太小处理方法：调整屏蔽和软管的姿势，根据需要在孔内更换尾刷(注意更换尾刷的安全对策)。 预防对策：加强常规掘进管理。 4、同步注水管路堵塞原因分析：同步注水浆液配比不合适，浆液材料不符合标准，管路清洗不合适等。 处理方法：清洗管道、调整配合比等。 预防措施：根据不同的地层和周围环境选择浆液配比，同步注入必须形成制度和体系，投入同步注入材料后，在地面搅拌站搅拌浆液，卸浆，输送到台车上要实行层控制、精细化管理，让人执行。 二、盾构机关系列事故1、盾构选型错误或工具配置不当，广州某工地选用了高级泥水平衡盾构机，当时为二八号线一砂层

3、设计的刀盘施工，然后挖掘硬岩地层，挖掘不佳刀具的配置必须充分考虑地层的特性，同时，因为地层的变化不确定，所以要考虑到最不利的因素。 滚刀、滚刀、滚刀、先行刀的配置和滚刀的选择。 2、刀盘、刀具磨损(护罩不能挖掘的原因)的症状：通常，护罩的推力大，扭矩大，推进速度慢，贯入度小，切削的岩石变成细粒，挖掘径变小，护罩的摩擦力变大等。 原因分析：屏蔽工具磨损，岩石强度高，完整性好。 处理方法：带条件常压入仓交换刃或压入仓交换刃。 广州某工地必须事先验证盾构刀盘的磨损情况、预防方法：盾构施工中、地质情况，预测刀具的磨损情况，事先考虑更换场所掘进中的掘进参数。 掘进参数有变化，不能乱走。 分析了症状，如果

4、刀具磨损勉强前进，结果刀具磨损加重，刀具变形、更换困难，刀架磨损，刀架处理可能更困难的掘进过程中，必须从地层中确定盾构机的参数。 例如，像现在的3号北延2标地层一样，旋转速度不应该很大。 上软基硬地层的贯入度不得较大。 否则，刀具容易崩塌，3，泥饼(1)泥饼的定义泥饼是用刀架切削的细小颗粒、屑在土仓内和刀架区再凝聚而半固结或固结的土块。 (2)泥饼的危害泥饼的初期：扭矩、总推力大幅度增大，推进速度降低，刀具磨损的泥饼严重后：挖掘困难，富水地层诱发喷泉，地表塌方和屏蔽严重破损。(3)泥饼形成机理和原因分析地质条件是可塑性、硬塑性状的粘土类地层、粘土质土砂地层、泥岩、泥质粉砂岩、母岩在花岗岩的残土

5、层、全风化岩层和强风化岩层等地层中挖掘容易形成泥饼。 本标准段的中号地层可能形成泥饼，需要注意。 岩石和土中粘土矿物的含量超过25%，随着含量的增加，在相同的施工设备和工艺条件下形成泥饼的可能性增加。 盘特征刀具的数量、配置形式、刀具的分层刀架的开口率、开口规格、刀架宽度条构造形式刀架的转速刀架中心部，由于开孔率低、线速度低等原因，是泥饼的多发地区。 施工要素对地质的不正确判断(在挖掘面比较稳定的全、强风化泥岩中，建立EPB模式挖掘，泥改良效果差，容易制造泥饼)。 建立EPB模型，设定过高的出土压力，增大土密度，诱发泥饼产生的土的改良效果差，泡沫管堵塞，泡沫的发泡效果差，泡沫注入参数不适当的盾

6、构机产生的高温高热量(特别是挖掘速度慢的情况下，盾构机产生的热量积蓄密闭室的土体在丰富的状态下长期滞留，这时，室内的土体收缩成了泥饼。 (4)泥饼的症状通常是盾构机推力大，扭矩小，推进速度慢贯入度小，切削的岩石变成细粉状，碎片的温度高，碎片的流动性差。 (5)处理方法有条件，进入仓库整理泥饼，疏通泡管。 在没有条件的情况下，盾构机自身通过泡管高压注入，刃盘迅速旋转清洗泡沫，或者通过土仓壁的注入孔高压清洗刃盘(注意：该处理方法容易使地面塌陷)。 (6)预防方法盾构机的选定有：设置能喷出尽可能增大开口率的泡沫的搅拌棒，数量充分的螺旋输送机主轴的伸长长度必须在土仓宽度的一半以上，土仓的容积必须大，产

7、生泡沫、泥，加入系统等。 施工措施(立即发现芽，及时处理)根据地质条件，在刀盘、土室内加入泡沫、膨润土等，改良土体的刀盘开口率为40%，土体标贯值大于20粒时，即地层相对稳定时，设定的出土压力可以使主动土压力而且最好控制在1Kg/cm2以下，即应在不足土压平衡模式下挖掘的地层稳定性差的情况下，挖掘也应采用不足土压平衡模式，只是采取停止时保持土压的冷却措施，使土室内的高温高热下降，土仓变得丰满时的长期道歉4、喷涌(1)喷涌的危害破碎带、富水砂层区域：屏蔽不能正常推进，土仓压力无法按要求控制，地面沉降或塌陷。 裂缝发育的岩层区域：引起喷泉清渣喷泉的恶性循环，在屏蔽不能正常推进的同时，还引起管片的浮

8、起侵入等。 (2)预防措施和处理方法屏蔽设备的配置屏蔽设备目前有螺旋输送机的配置双闸门、双螺旋输送机的配置或保压泵等。施工措施(立即发现芽，及时处理)基于富水砂层、破碎带地层建立了土仓压力，向土仓和螺旋输送机内注入添加剂，目前有效的添加剂在高分子聚合物，如日本的TAC高分子材料、CONDAT公司的聚合物等破碎带、裂缝发育的硬岩段上首先找到喷泉的水源，主要水源是来自盾构后面的水，此时要调整同步注水的初凝时间，通过二次注水注入二液浆，关闭后方的补给通路，如果已经发生喷泉现象，可以通过土仓壁的孔阀排水， 根据需要，可以停止从屏蔽件中的前屏蔽件径向孔注入聚氨酯(注入聚氨酯的目的是堵塞后方水流路，从而防

9、止二次注入了管的浆液被刃盘冲走，并且防止握住屏蔽件)。 停止和施工建立一定的土仓压力，在气压模式下挖掘。 5、屏蔽壳啃咬(1)屏蔽壳啃咬的原因是屏蔽边缘的滚刀磨损严重，分析切削轮廓不足的硬岩段屏蔽的切削效果差，岩石的小粒子钩住屏蔽的同步浇注会粘着盾尾刷， 浆液包盾尾的屏蔽的姿势和管的姿势差，铰链部的差大，屏蔽不能弯曲的屏蔽挖硬岩段的曲线，所以切削轮廓线不足够长时间停止，屏蔽被周围的岩石包围。 (2)预防措施和措施是通过推进气缸和铰链气缸的油压，检查刀具，从判断被卡合部的刀具更换的屏蔽壳的径向注入孔注入膨润土，润滑屏蔽壳，根据减少摩擦力的需要调整组合的1.2m的管， 对于调整屏蔽和软管姿势的细粒

10、屏蔽盒，除了通过注入膨润土来润滑之外，当防止细粒被抹布或橡胶填满刀具盘的切口位置的屏蔽机停止时，要注意注水，长时间停止时，必须将屏蔽盒注入膨润土中三、地表隆起、建筑物下沉事故、出浆现象1、原因分析盾构土仓压力设置不合理的土多出，一斗土17方、土仓也30方，多出土的有可能引起地面塌陷的同时注入和二次注入不是及时，而是不充实的盾构机掘进速度慢，扰乱地层，可能引起很多出土的地层柔软，隧道范围内有未封孔，泡沫和浆液的压力高，从地面出土等。 2、特征部分地层霸土浅，是砂层、泥层等敏感地层，塌方、沉降显着的部分地层霸土深，残土、全风化等地层，塌方、沉降有一定的延迟。 3、预防措施和处理方法合理设置土仓压力

11、，注意信息化工程，对地层、地面环境、监测等，严格控制不断调整土仓压力和其他掘进参数的出土量和间隙分析，出土量每环需要心数，间隙分析也是上部地层的土落加强判断塌方的同步注水和二次注水，重要建筑物必须控制二次注水、注水量和注水压力，一旦发现很多出土，立即进行二次注水，同时适当提高土仓的压力，使盾构机尽可能不停止， 在一旦停止屏蔽机就容易被注水的浆液包围的条件下，在重要的建筑物区域，必要时，要在地面的埋设管中填充跟踪注入剂，在现场储备一定的紧急物资，围住材料，注入材料，注入钢板等，同时，项目部动作快，不戴带单位标志的帽子在必须应对媒体的隧道范围内，检查地质调查孔、注入孔等孔是否关闭。 四、盾构掘进方

12、向失控、管片错误台、破损、泄漏1、原因分析管片选定错误管上浮，侵入线和管错台的盾构盲目推进，遇到无法控制的上软下硬度、左右硬度不均匀地层的盾构掘进参数不正常、推力过大的松软地层、2、预防措施和处理方法项目部必须建立严格的质量管理体系，层要控制管的质量：管要严格控制管工厂、管运输、管吊、管选定、管拼装等，盲目夺取速度对于不同的地层，适当选择掘进轴线(例如，防止硬岩段、管片的浮起，一般适当下压掘进轴线)。 曲线段的起源、挖掘，一般选择切断线进行控制，提前进入曲线等，抑制铰链气缸、推进气缸的形成差异。 五、屏蔽发生、到达相关事故1、屏蔽发生托架的变形(1)原因分析(曲线发生时经常发生)如果发生托架的

13、中心轴线与隧道设计轴线不平行，屏蔽在基座上发生了过大的横向力，导致发送托架的整体刚性、稳定性不足， 部分部件强度不足，屏蔽姿势的控制差，屏蔽推进轴线和托架轴线间产生大的角度，屏蔽基座受到的力变得不均匀，发送托架的固定不牢固等。 (2)预防措施和处理方法先停止推进，对发生变形破坏的部件进行原因分析，对于需要进行相应加强措施的更换的部件，先加强护罩支撑，再更换被破坏的部件的支架变形很严重，护罩在此基础上无法修复加强、2、屏蔽反作用力框架的位移和变形(1)原因分析由于屏蔽的推力过大，或推进气缸的不平衡，反作用力框架产生力的不均匀、非对称，发生应力集中，反作用力框架的一部分部件的强度、刚性不足，各部件

14、间的焊接强度不足螺栓连接强度不足、屏蔽后用混凝土填充的混凝土强度不足的反作用力框架、钢管片和负环管片的接合面变得不均匀等。 (2)预防措施护盾在推进过程中合理控制护盾的总推力，合理组织气缸，受力均匀。 必须对反作用力系统的各部件进行强度和刚性的检查，必须对受压部件进行稳定性的管理。 各连接点必须以合理的连接方式保证连接可靠，各部件安装正确，确保焊接质量和螺栓连接的强度。 填充屏蔽后，保证用混凝土填充的材料的强度。 掌握反作用力框架的安装精度，确保反作用力框架的平面度，对反作用力框架均匀地施加力。 (1)原因分析是，屏蔽件在开孔后，轴线偏离设计轴线(特别是曲线发送)，屏蔽件结构被破坏后，发源和挖

15、掘面的空间很大，屏蔽件在发送时为了保证刀盘和屏蔽件不浮在空中，而产生了“叩头”现象如果脱离加强区域，屏蔽机容易发生“叩头”现象，根据地质条件，如果可能发生超限的同步注入来不及，则管浮起的负环管的约束力小，屏蔽轴线难以控制。 (2)在预防措施和处理方法的施工中，在组装软管时用加强楔子的钢缆拧紧软管，调整软管的环面和轴线的直角，使屏蔽推进的蛇行防止控制变得容易的现场的洞门从手掌面开始长，因此在孔内底部用屏蔽机的弧面设置引导台正确设计末端加固方案，在合理的加固方法和加固强度设计施工中正确把握加固质量，保证加固土体的强度均匀，防止一部分硬块和障碍物等考虑到托架的变形量和地层的变化而容易“叩头”的现象，

16、一般比设计值稍高2cm。 分析了打破洞窟门时泉水(1)的原因，例如末端的加固方案不合适，加固效果不好，自立性达不到打破洞窟门所需的施工时间的地下水丰富，土体弱自立性差的洞窟门的破坏方案不合理，或者洞窟门的暴露时间过长等。(2)预防措施和处理方法事先检查洞窟门的加固效果，在不能达到要求的再加固处理的狭窄范围内，一边打破洞窟混凝土，一边用喷射混凝土的方法可以封闭土体的临空面，如果倒塌很严重的话，只有关闭洞门，重新加固分析了、5、开孔时开口的水土流失(1)原因，开口的土体加固质量差，强度达不到设计和施工要求，导致塌方、加固不均匀、隔离效果差、漏水、漏水现象的洞门密封装置强度不高，能承受高的水土压力和注水压力受压故障的洞门密封装置安装不好，止水橡胶布料的内翻和布料的破坏，导致水土流失的护罩表面不光滑或有突起物，护罩受到影响。 (2)预防措施应在保证末端加固的质量、保证加固后土体的强度和均匀性的洞窟门打破前做好各项准备