盾构法隧道施工中的脱困技术和预防措施

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1、盾构法隧道施工中的脱困技术和预防措施盾构法隧道施工中的盾构机脱困技术和预防措施内容摘要：结合盾构机在仑头海边的河涌被困，通过表观现象，判断被困原因，根据地层情况和工期要求，确定加固措施；结合加固技术和带压换刀技术的应用，提出盾构机预防被困的措施。关键词：盾构施工脱困技术预防措施【Abstract】：FindoutthereasonthattrappedtheShieldTunnelingMachineinlockofLuntouriverthroughapparentphenomena,determi

2、nethereinforcementmeasuresaccordingtogroundconditionandconstructiontimelimit;byapplicationoftechniquesofreinforcementandchangingcuttersundercompressedair,pushforwardthepreventivemeasuresforShieldTunnelingMachine.【KeyWords】：shieldtunnelingconstructionout

3、ofdifficultytechniquesprecautionarymeasures1概述自法国工程师（M.I.Brunnel)1825年用18年时间修建第一次使用6.8×11.4m矩形盾构修建泰晤士运河隧道以来，使用盾机的隧道施工技术已经广泛应用于城市交通隧道、管网隧道和水力隧洞的修建中。采用盾构法施工的隧道工程是将钻爆法施工的破岩、装碴、运输、衬砌、结构防水、施工测量和通风降尘等工序，集中在一台盾构机及配套设备上联合作业、程序化完成，使地铁区间隧道的修建的速度、质量、安全性、劳动条件、环境控制和

4、保护都有很大的提高。盾构机的功能一般是根据修建隧道的工程设计和条件而专门设计和制造的设备。广州地铁四号线仑头-大学城区间的土压平衡盾构机是靠液压千斤顶提供的推力，通过刀盘转动破除岩石（土体），采用螺旋输送机、皮带输送机、运输到斗车和其他设备运输到指定位置排渣，同时拼装衬砌管片。盾构工法与一般矿山法修建隧道比较，具有干扰小、受覆土深浅的影响小、可以在建筑物、水域、地下管线下方通过、自动化程度高、速度快等优点，也存在投入高、受断面变化限制、遇到大障碍物（流砂、涌水、超浅覆土时）处理比较麻烦等缺点。由于某种

5、原因导致盾构机被困而无法推进，且又不具备进行开仓换刀条件时，对施工影响十分巨大。本文主要从广州地铁仑头-大学城区间的盾构机在主航道岸边小河涌的水闸附近被困后，采用的脱困技术及预防措施进行分析。2被困盾构机现象⑴盾构机推力达到24000kN（极限为34200kN），推进速度1～4mm/min，与该处地层的正常掘进不符，渣土温度高达58℃；⑵发生大的喷涌，大量淤泥及砂土从螺旋输送机排土口喷出，稀粥状的淤泥全部从8盾构法隧道施工中的脱困技术和预防措施出土口流下，含砂量较大，仅有少量风化切割岩块，喷涌带出的淤

6、泥有明显的腥味；⑶刀盘处的河面气泡柱高而粗大，不停在冒出由盾构机加进的泡沫液混合气体，刀盘正面的河滩沉降面积达35平方米，最深达到1900mm，河涌闸门及岸边河堤最大沉降也达93mm；⑷盾构机土仓压力传感器显示最小压力达到0.23MPa，最大压力0.3MPa，掘进时的出土量远远大于理论数量（如果出土），使之无法掘进。3水文地质情况地层从上至下依次为＜2－1B＞淤泥质土、＜2－2＞淤泥质粉细砂、＜2－3＞中粗砂、＜2－1B＞淤泥质土、＜7Z＞强风化、＜8Z＞中风化，其中＜2－1B＞淤泥质土位于隧道上方，

7、从勘察图测出＜2－1B＞该层距离隧道顶板约25cm（也可能盾构机穿过该层），主要穿越的地层为＜7Z＞、＜8Z＞、＜9Z＞。地表建筑有水闸及河堤、起重机房，最近楼房距盾构机刀盘约25m，盾构机刀盘位于河堤下方（见下图）。4、现象分析及判断4.1现象分析⑴按照类似＜8＞地层，盾尾机掘进推力为1000t时，掘进速度一般在30mm～40mm之间,渣土温度为30℃左右。根据上述被困现象（1）及断面下部长距离的<9Z>硬岩地层掘进，说明盾构机的刀具已经磨损严重，刀具破岩能力降低；边缘滚刀磨损后，盾构机开挖直径变小

8、，造成的直接结果是速度慢、推力大和渣土温度很高。8盾构法隧道施工中的脱困技术和预防措施（2）从取出的大部分渣土样里含有很多硬岩细颗粒，也表明刀具淬硬的刀尖已被磨蚀，则刀具与岩石的接触面积远远大于正常状态，不但刀具的破岩能力大大下降，而且刀具较软的芯材与下断面硬岩接触“互磨”，加剧了刀具的磨损。（3）大量淤泥从螺旋输送机上打开很小的排土口中喷出，带有腥臭味，取样中含有大量河砂，在出土过程中，盾构机中土仓压力降不下来，说明盾构机上方处于淤泥质地层，并且已经与