【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 常波動(dòng)；8 ) 動(dòng)力系統(tǒng)、密封系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等發(fā)生故障； 在曲線段施工時(shí)，應(yīng)考慮已成環(huán)管片豎向、橫向位移對(duì)隧道軸線的影響。 應(yīng)按照設(shè)定的掘進(jìn)參數(shù)沿設(shè)計(jì)軸線進(jìn)行盾構(gòu)掘進(jìn)，并做好詳細(xì)記錄。 根據(jù)橫向偏差和轉(zhuǎn)動(dòng)偏差，應(yīng)采取措施調(diào)整盾構(gòu)姿態(tài)，并應(yīng)防止過(guò)量糾偏。 盾構(gòu)暫停掘進(jìn)時(shí)，應(yīng)采取措施穩(wěn)定開(kāi)挖面，防止坍塌。 洞門破除及加固區(qū)掘進(jìn)，上下不可同時(shí)施工。，鋼筋上混凝土殘?jiān)宄?。如果洞門墻體中的鋼筋為纖維鋼筋，則在鑿除纖維鋼筋表面的混凝土后無(wú)需人工切割纖維鋼筋，直接掘進(jìn)采用刀盤切割。，立即停止洞門混凝土鑿除，同時(shí)進(jìn)行臨時(shí)封堵，以控制險(xiǎn)情，采取雙液漿或聚氨酯堵住漏點(diǎn)。 洞門鑿除后，盾構(gòu)機(jī)應(yīng)加快靠上洞門。刀盤切入土體時(shí)必須保持運(yùn)轉(zhuǎn)。 在端頭加固土體中掘進(jìn)時(shí)，應(yīng)以磨為主，推進(jìn)速度宜小于10mm/min，使加固土被充分切削。，扭矩應(yīng)緩和上升，并不得超過(guò)最大限制值，防止盾構(gòu)側(cè)翻。 掘進(jìn)時(shí)適當(dāng)加水或改良劑，防止螺旋輸送機(jī)卡死。土壓不宜過(guò)大（根據(jù)推力具體調(diào)整，以滿足最大限制推力為主）。 ，可適當(dāng)超挖，應(yīng)該分段超挖，使其保證盾尾在進(jìn)入加固區(qū)后不出現(xiàn)局部受擠變形，避免盾構(gòu)磕頭現(xiàn)象。 土艙壓力的建壓：通過(guò)刀盤位置和土體情況同時(shí)確定土艙建壓時(shí)間和土艙壓力提升速度，在正常情況下，始發(fā)第一環(huán)可空倉(cāng)掘進(jìn)（以現(xiàn)場(chǎng)土質(zhì)情況確定），在掘進(jìn)過(guò)程中逐步建壓直至到達(dá)正常土壓。 （主加固區(qū)長(zhǎng)8米）前必須完成建壓，在加固區(qū)內(nèi)如出現(xiàn)刀盤扭矩變化（在輔助條件不變的前提下扭矩變?。┍憧芍鸩教嵘僚搲毫?。 土艙最終壓力值以經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算得出后的壓力值為基礎(chǔ)，再根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整。 掘進(jìn)參數(shù) 盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)的選取應(yīng)當(dāng)體現(xiàn)出工程施工的特點(diǎn)和影響因素的作用，并考慮具體分析問(wèn)題的需要。當(dāng)盾構(gòu)隧道采用土壓平衡模式進(jìn)行掘進(jìn)，掘進(jìn)過(guò)程中由盾構(gòu)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)記錄盾構(gòu)操作過(guò)程中的全部掘進(jìn)參數(shù)。 對(duì)于施工參數(shù)的管理，在現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程中應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注：①土艙壓力；②推進(jìn)速度；③總推力；④排土量；⑤刀盤轉(zhuǎn)速和扭矩；⑥注漿壓力和注漿量。 土壓平衡盾構(gòu)的土艙壓力一般根據(jù)刀盤正面的側(cè)向土壓力乘以傳遞系數(shù)來(lái)設(shè)定，土艙壓力控制采取以下兩種操作模式：1 ) 通過(guò)螺旋輸送機(jī)來(lái)控制排土量的模式：即通過(guò)土壓傳感器檢測(cè)，改變螺旋輸送機(jī)的轉(zhuǎn)速控制排土量，以維持開(kāi)挖面土壓穩(wěn)定的控制模式。此時(shí)盾構(gòu)的推進(jìn)速度人工給定，掘進(jìn)過(guò)程中根據(jù)需要可以不斷轉(zhuǎn)化控制模式，以保證開(kāi)挖面的穩(wěn)定；2 ) 通過(guò)推進(jìn)速度來(lái)控制進(jìn)土量的模式：即通過(guò)土壓傳感器檢測(cè)來(lái)控制盾構(gòu)千斤頂?shù)耐七M(jìn)速度，以維持開(kāi)挖面土壓穩(wěn)定的控制模式。此時(shí)螺旋輸送機(jī)的推進(jìn)速度人工事先給定。 水土壓力的計(jì)算1）土壓力計(jì)算我國(guó)鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范及相關(guān)文獻(xiàn)中，在Terzaghi理論基礎(chǔ)上提出了巖體綜合分類方法，將隧道分為深埋隧道和淺埋隧道，不同類型隧道采用不同的土壓力計(jì)算方法。城市地鐵隧道一般埋深較淺，一般可以判定為淺埋隧道，計(jì)算土壓力適合采用淺埋隧道土壓力計(jì)算方法，可采用上覆土重理論或太沙基理論進(jìn)行計(jì)算。，計(jì)算公式如下： () ()其中：——為豎向應(yīng)力，kPa；——水平應(yīng)力，kPa；——土體側(cè)壓力系數(shù)，；——巖土泊松比；——土體重度，kN/m3；——上覆土層厚度，m。 上覆土重理論計(jì)算簡(jiǎn)圖太沙基理論計(jì)算簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖，計(jì)算公式如下： ()其中：——太沙基松動(dòng)土壓力，kPa；，為滑動(dòng)土體的寬度，m；為隧道直徑，m；為上覆荷載，Pa；。普氏理論計(jì)算公式為： ()其中：——普氏土壓力，kPa；，為壓力拱高度，m；、為隧道高度、寬度，m；為普氏系數(shù)，對(duì)松散土和粘性土取。 太沙基理論計(jì)算簡(jiǎn)圖2）水壓力計(jì)算盾構(gòu)掘進(jìn)過(guò)程中，刀盤并非完全開(kāi)口，而是有60%～80%左右的支擋結(jié)構(gòu)，刀盤向前推進(jìn)時(shí)土艙內(nèi)的壓力介于原始土壓力值附近，考慮水在土中流動(dòng)時(shí)的阻力，掘進(jìn)時(shí)地層中的水壓力可以根據(jù)地層的滲透系數(shù)酌情進(jìn)行折減。開(kāi)挖面水壓力計(jì)算公式為： ()其中，為根據(jù)土層滲透系數(shù)確定的經(jīng)驗(yàn)值，砂土中，粘性土中，風(fēng)化巖層中。對(duì)于粘土層而言，通常采用水土合算將水壓力計(jì)在土壓力中；為水的容重，kN/m3；為地下水位距刀盤頂部的高度，m。3）預(yù)留壓力由于施工存在諸多不可預(yù)見(jiàn)的因素，致使施工土壓力小于原狀土體中的靜止土壓力。根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)，在對(duì)沉降要求比較嚴(yán)格的地段計(jì)算土壓力時(shí)，通常在理論計(jì)算的基礎(chǔ)上再考慮10~30kPa的壓力作為預(yù)留調(diào)整壓力。土壓平衡盾構(gòu)在軟土中掘進(jìn)時(shí)，由于靜止土壓力與主動(dòng)土壓力相差甚微，如以主動(dòng)土壓力控制，壓力稍一降低，即有可能發(fā)生主動(dòng)破壞，需適當(dāng)增大預(yù)留壓力。 排土量控制是盾構(gòu)在土壓平衡模式下工作的關(guān)鍵技術(shù)之一。根據(jù)對(duì)渣土的觀察和監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)，要及時(shí)調(diào)整掘進(jìn)參數(shù)，不能出現(xiàn)渣土量與理論值出入較大的情況，一旦出現(xiàn)，立即分析原因并采取措施。 螺旋輸送機(jī)的理論排土量Q0由螺旋輸送機(jī)的轉(zhuǎn)速?zèng)Q定，實(shí)際排土量Qs根據(jù)渣土車的體積刻度來(lái)確定，Qs應(yīng)與Q0相當(dāng)，即 ()式中：A——切削斷面面積； n0——松散系數(shù)； v——推進(jìn)速度。 渣土出土量必須與掘進(jìn)的挖掘量相匹配，以獲得穩(wěn)定而合適的土艙壓力值，使盾構(gòu)工作處于最佳狀態(tài)。當(dāng)通過(guò)調(diào)節(jié)螺栓輸送機(jī)轉(zhuǎn)速仍達(dá)不到理想的出土狀態(tài)，可以通過(guò)改變?cè)恋目伤苄詠?lái)調(diào)整。 盾構(gòu)總推力按下式計(jì)算： ()式中：——盾構(gòu)推進(jìn)時(shí)的正面推進(jìn)阻力；——盾構(gòu)外殼與周圍地層的摩擦阻力；——管片與盾尾間的摩擦阻力； ——盾構(gòu)機(jī)切口環(huán)的貫入阻力；——變向阻力；——后接臺(tái)車的牽引阻力。一般情況下認(rèn)為盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)時(shí)的正面推進(jìn)阻力F1和盾構(gòu)外殼與周圍地層的摩擦阻力F2之和占盾構(gòu)總推力的95%～99%，其它幾項(xiàng)阻力在總推力中所占比重極小，可忽略不計(jì)。F1和F2的簡(jiǎn)化計(jì)算公式如下：a、盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)的正面阻力： ()式中：H——盾構(gòu)軸線埋深，m；D——刀盤直徑，m；K——土體的側(cè)壓力系數(shù)；γ——土體重力密度，kN/m3。b、盾構(gòu)外殼與周圍地層的摩擦阻力： ()式中：f ——盾體與周圍土體之間的摩擦系數(shù)；Kα——主動(dòng)土壓力系數(shù)；L——盾構(gòu)機(jī)殼體的長(zhǎng)度，m；G——盾構(gòu)主機(jī)的重量，kN。由公式(828)～(8211)可得盾構(gòu)總推力的計(jì)算公式為： ()盾構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，盾構(gòu)機(jī)的實(shí)際裝備推力通常在公式(8212)計(jì)算結(jié)果的基礎(chǔ)上，考慮2～3倍的安全系數(shù)。 刀盤扭矩按下式進(jìn)行計(jì)算： ()式中：——刀盤正面與土體之間的摩擦阻力扭矩；——刀盤背面與壓力艙內(nèi)土體的摩擦阻力扭矩；——刀盤側(cè)面與土體之間的摩擦阻力扭矩；——刀具切削土體時(shí)的地層抗力產(chǎn)生的扭矩；——刀盤攪拌阻力扭矩；——刀盤主密封摩擦阻力扭矩；——主軸承摩擦阻力扭矩。根據(jù)已有研究成果及實(shí)例計(jì)算、經(jīng)驗(yàn)估計(jì)等，、和之和約占總刀盤扭矩的95%以上，因此刀盤扭矩計(jì)算時(shí)一般忽略其他幾項(xiàng)。、和的簡(jiǎn)化計(jì)算公式如下：a、刀盤正面與土體之間的摩擦阻力扭矩 ()式中：η ——刀盤開(kāi)口率。b、刀盤背面與壓力倉(cāng)的土體摩擦阻力扭矩： ()式中：——刀盤背面摩擦阻力扭矩計(jì)算與刀盤正面相比的調(diào)節(jié)系數(shù)，一般取 c、摩擦阻力扭矩： ()式中：W——刀盤圓周側(cè)面的寬度，m。d、刀具切削土體時(shí)的地層抗力產(chǎn)生的扭矩： ()式中：Vmax——盾構(gòu)機(jī)的最大推進(jìn)速度，m/min；ne——刀盤的額定轉(zhuǎn)速，r/min；qu——土體的單軸抗壓強(qiáng)度，kPa。由公式(8212)～(8215)可得盾構(gòu)刀盤扭矩的計(jì)算公式為： ()實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，刀盤扭矩通常在公式(6216)～。 刀具更換 應(yīng)預(yù)先確定刀具更換的地點(diǎn)與方法，并做好相關(guān)準(zhǔn)備工作。 刀具更換宜選擇在工作井或地質(zhì)條件較好、地層較為穩(wěn)定的地段進(jìn)行。 在不穩(wěn)定地層更換刀具時(shí)，必須采取地層加固或壓氣法等措施，確保開(kāi)挖面穩(wěn)定。 帶壓進(jìn)倉(cāng)更換刀具前，必須完成下列準(zhǔn)備工作：1 ） 對(duì)帶壓進(jìn)倉(cāng)作業(yè)設(shè)備進(jìn)行全面檢查和試運(yùn)行；2 ） 采用兩種不同動(dòng)力裝置，保證不間斷供氣；3 ） 氣壓作業(yè)區(qū)嚴(yán)禁采用明火，當(dāng)確需使用電焊氣割時(shí)，應(yīng)對(duì)所有設(shè)備加強(qiáng)安全檢查，還必須加強(qiáng)通風(fēng)并增加消防設(shè)備。 若帶壓開(kāi)倉(cāng)后發(fā)現(xiàn)掌子面不夠穩(wěn)定，則應(yīng)輔以帶壓作業(yè)的方式進(jìn)倉(cāng)。啟動(dòng)帶壓開(kāi)倉(cāng)具體條件如下：1 ） 開(kāi)倉(cāng)后發(fā)現(xiàn)刀盤開(kāi)口及切口環(huán)處沒(méi)有徹底封閉，掌子面及切口以上土體仍然存在坍塌可能；2 ） 掌子面前方土體注漿加固沒(méi)有達(dá)到預(yù)期效果；3 ） 清倉(cāng)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)掌子面因滲水帶動(dòng)土體脫落。 帶壓更換刀具必須符合下列規(guī)定：1 ） 通過(guò)計(jì)算和試驗(yàn)確定合理氣壓，穩(wěn)定工作面和防止地下水滲漏；2 ） 刀盤前方地層和土艙滿足氣密性要求；3 ） 由專業(yè)技術(shù)人員對(duì)開(kāi)挖面穩(wěn)定狀態(tài)和刀盤、刀具磨損狀態(tài)進(jìn)行檢查，確定刀具更換方案與安全操作規(guī)定；4 ） 作業(yè)人員應(yīng)按照刀具更換專項(xiàng)方案和安全操作規(guī)定更換刀具；5 ） 保持開(kāi)挖面和土艙空氣新鮮；6 ） 。 進(jìn)倉(cāng)工作時(shí)間倉(cāng)內(nèi)壓力(MPa)工作時(shí)間倉(cāng)內(nèi)工作時(shí)間(h)加壓時(shí)間(min)減壓時(shí)間(min)~5614~724~3951 注：24h內(nèi)只允許工作1次。 關(guān)于土艙關(guān)閉有如下規(guī)定：1 ） 在換刀完畢（或刀盤檢查完畢）后，由機(jī)電部派人按照刀具更換和刀盤修復(fù)表的要求欄對(duì)落實(shí)情況進(jìn)行檢查，確認(rèn)落實(shí)；2 ） 由盾構(gòu)隊(duì)換刀負(fù)責(zé)人對(duì)領(lǐng)取的換刀工具進(jìn)行清點(diǎn)，確定無(wú)工具和其他雜物（尤其是金屬物件）遺留在土艙內(nèi)。 關(guān)于帶壓作業(yè)應(yīng)急措施有如下規(guī)定：1 ） 如果在加壓過(guò)程中，有人出現(xiàn)任何疾病或不舒服的征兆（如耳痛等），加壓過(guò)程必須立刻停止，閘操作人員詢問(wèn)倉(cāng)內(nèi)人員情況并保持當(dāng)前壓力水平，直至癥狀已經(jīng)消失。再次緩慢加壓，如果不適癥狀再次出現(xiàn)，此時(shí)必須結(jié)束加壓讓不適人員出倉(cāng)。2 ） 在出閘過(guò)程中，如果有人出現(xiàn)任何疾病或者不舒服的征兆，出閘過(guò)程必須立刻停止。應(yīng)保持當(dāng)前壓力水平，直至癥狀消失。如果在數(shù)分鐘之后不適繼續(xù)，人閘孔的壓力必須提高到先前的壓力水平。 換刀作業(yè)的應(yīng)急措施如下：1 ） 如果發(fā)現(xiàn)土體有塌方現(xiàn)象，人員必須立即返回人閘關(guān)閉閘門，；2 ） 如果土艙內(nèi)著火，用噴淋系統(tǒng)滅火，如果火勢(shì)太大，人員返回人閘關(guān)閉閘門，向土艙內(nèi)注入漿液滅火；3 ） 如倉(cāng)內(nèi)氣壓出現(xiàn)不穩(wěn)或泄露量超過(guò)預(yù)警值，人員立即返回人閘，等待觀察結(jié)果進(jìn)行下一步安排；4 ） 如果有人出現(xiàn)不適癥狀，倉(cāng)內(nèi)人員立即通知操閘人員。不適人員通過(guò)前倉(cāng)減壓出倉(cāng)。 進(jìn)倉(cāng)和換刀過(guò)程中，需在地面采取如下措施：1 ） 在換刀里程對(duì)應(yīng)地面位置10m范圍內(nèi)設(shè)置警戒線，派人24h巡視；2 ） 在換刀里程位置增設(shè)3個(gè)監(jiān)測(cè)斷面，監(jiān)測(cè)斷面范圍內(nèi)為刀盤位置左右兩側(cè)各外放6m，監(jiān)測(cè)斷面間隔5m，同一斷面監(jiān)測(cè)點(diǎn)間隔3m；3 ） 準(zhǔn)備好注漿材料及設(shè)備，當(dāng)?shù)乇肀O(jiān)測(cè)出現(xiàn)異常沉降時(shí)，馬上進(jìn)行地面注漿，防止地面出現(xiàn)塌陷；4 ） 當(dāng)發(fā)現(xiàn)地面土體有塌陷的現(xiàn)象，作業(yè)人員應(yīng)立即撤離土艙，關(guān)閉倉(cāng)門，馬上進(jìn)行砂漿回填，建立土艙壓力，同時(shí)加強(qiáng)地表監(jiān)測(cè)。 應(yīng)做好刀具更換記錄。 盾構(gòu)調(diào)頭過(guò)站 調(diào)頭和過(guò)站前，應(yīng)做好施工現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、技術(shù)方案以及現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備工作，調(diào)頭和過(guò)站設(shè)備必須滿足盾構(gòu)安全調(diào)頭和過(guò)站要求。 盾構(gòu)掉頭和過(guò)站必須有專人指揮，專人觀察盾構(gòu)轉(zhuǎn)向或移動(dòng)狀態(tài)，避免方向偏離或碰撞。 盾構(gòu)過(guò)站主要技術(shù)措施如下：1 ） 到達(dá)前，對(duì)接發(fā)托架進(jìn)行加固和精確定位，確保盾構(gòu)機(jī)過(guò)站時(shí)托架的剛度；2 ） 到達(dá)前，將站臺(tái)板預(yù)埋鋼筋和其他影響盾構(gòu)過(guò)站的預(yù)埋件埋平，確保底板的平整；3 ） 在底板先用細(xì)砂找平后鋪設(shè)鋼板，鋼板上涂抹黃油等潤(rùn)滑劑，減少盾構(gòu)滑動(dòng)的摩擦力；4 ） 定時(shí)校正千斤頂油缸的行程，使千斤頂行程同步。 盾構(gòu)掉頭注意事項(xiàng)如下：1 ） 對(duì)盾構(gòu)機(jī)進(jìn)洞洞門混凝土進(jìn)行鑿除后，清理掉鋼板上的渣土，確保盾構(gòu)機(jī)進(jìn)洞時(shí)前方?jīng)]有障礙，也減小了盾構(gòu)機(jī)主體調(diào)頭和平移時(shí)阻力；2 ） 焊接在盾構(gòu)機(jī)前體和中體的支座一定要焊接牢固，支座底部要比油缸接觸面大，支座底部保持水平；3 ） 拆機(jī)前要將油管的油放盡，避免油外流影響拆機(jī)場(chǎng)地；4 ） 盾構(gòu)機(jī)主體在調(diào)頭和牽引過(guò)程中，在托架兩側(cè)必須設(shè)專人進(jìn)行觀測(cè)與查看，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有異常情況時(shí)，立即停止卷?yè)P(yáng)機(jī)，待重新調(diào)整托架和軸承位置后繼續(xù)進(jìn)行調(diào)頭和牽引。5 ） 如果卷?yè)P(yáng)機(jī)對(duì)盾構(gòu)機(jī)的牽引速度較慢，可在鋼板上涂上一層潤(rùn)滑油，減少盾構(gòu)機(jī)在移動(dòng)中的摩擦力。6 ） 在對(duì)后配套臺(tái)車進(jìn)行軌道鋪設(shè)時(shí)，由于工作井和站臺(tái)有高差，需要利用工字鋼墊起做橋進(jìn)行過(guò)渡，且作為右線電機(jī)車從隧道進(jìn)入站臺(tái)的必經(jīng)過(guò)道，所以必須對(duì)橋進(jìn)行加固處理，以免長(zhǎng)期行走引起變形造成電機(jī)車脫軌。 調(diào)頭和過(guò)站完成后完成盾構(gòu)管線的連接工作，連接后，必須進(jìn)行各系統(tǒng)的空載調(diào)試，然后進(jìn)行整機(jī)空載調(diào)試。 特殊地段施工 盾構(gòu)進(jìn)入下列特殊地段，必須采取相應(yīng)施工措施，確保施工安全：1 ） 覆土厚度不大于盾構(gòu)直徑的淺覆土層地段；2 ） 小半徑曲線地段；3 ） 大坡度地段；4 ） 地下管線和地下障礙物地段；5 ） 建（構(gòu)）筑物地段；6 ） 平行盾構(gòu)隧道凈間距小于盾構(gòu)直徑70%的小凈距地段；7 ） 江河地段；8 ） 地質(zhì)條件復(fù)雜地段（軟硬不均互層地段）和砂卵石地段。 特殊地段和特殊地質(zhì)施工應(yīng)符合下列規(guī)定：1 ） 必須詳細(xì)查明和分析地質(zhì)狀況和隧道周邊環(huán)境狀況，確定專項(xiàng)施工技術(shù)措施；2 ） 應(yīng)根據(jù)隧道所處位置與地層條件，合理設(shè)定開(kāi)挖面壓力，控制地層變形；3 ） 應(yīng)根據(jù)隧道所處位置與工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件，確定壁后注漿的材料、壓力與流量，在施工過(guò)程中根據(jù)測(cè)量結(jié)果，進(jìn)行相關(guān)調(diào)整；4 ） 應(yīng)對(duì)地表及建（構(gòu)）筑物等沉降進(jìn)行評(píng)估，必要時(shí)，應(yīng)加密監(jiān)測(cè)測(cè)