到原来设定值时再重新调节环流平衡。
若土仓压力瞬间上升,马上打开旁路,等到土仓压力回落到原来掘进数值时再切换到掘进模式,并清洗格栅处。等到压力稳定后恢复掘进,先以慢速推进(实现一边推进一边清洗土仓和气压仓),在环流比较稳定的条件下再适当加快推进速度。
(4)液位计联锁控制
液位连锁原理是当液位上升或者下降到某一液位指示等亮时,循环系统自动切换到旁路,停止掘进。其原理时防止液位在人为操作情况下继续上升或下降,引起切口环压力大的波动,从而关闭或者开启进浆阀。液位连锁还有一个优点是,可以更好的协调交接班,防止上一个班组由于操作不当引起气压仓或者土仓堵塞问题。
(5)刀具配置
应尽量避免滚刀的偏磨,顺利通过软弱地层及上软下硬地层地段,进入到全断面岩层。因此如何防止滚刀偏磨是一个重要问题。根据经验,在软土地层中,滚刀磨损量很少,几乎没有。因此,重点控制在上软下硬地层中的掘进。根据本项目掘进情况,滚刀偏磨可能主要由泥饼引起,由于形成泥饼后使滚刀无法滚动,从而造成偏磨,特别是中心滚刀,由于开口率小,刀具布置密集,容易形成泥饼,因此在推进时应注意控制环流,采取各项措施防止泥饼形成。另外,在上软下硬地层中,滚刀容易产生破坏,应合理控制刀盘转速和推进速度,若发现异常及时上报。
(三)盾构机姿态控制
1、 影响盾构机姿态的主要原因: (1)地层变化, (2)掘进参数不合理,
(3)设备存在缺陷(如刀具配置不合理)。
2、在正常掘进过程中应当保持盾构机水平和垂直姿态在±30mm,垂直姿态控制在0~ -30mm更理想,这样的姿态无论对于超限和隧道上浮都有一定纠偏余地。在上软下硬的复合地层中,盾构机保证一定的俯角(-2~-5)推进,在沙层中保持+2~+4的仰俯角推进,这样更有利于姿态的控制。
3、滚动角应当控制在±5,根据滚动角的变化随时更换刀盘转向,一环中有需要的话可以多次转变刀盘转向,这样可以防止由于滚动角大造成隧道管片扭转。
4、在曲线掘进时,在盾构机进入暖和曲线前,做好盾构机姿态调节,常规下一般姿态向曲线内侧偏移-10~-25mm比较合适。
5、推进油缸行程原则上控制在至1730mm至1760mm的时候应停止掘进,除非特殊情况下推进油缸行程可以适当多走一点(如需接大管)但行程不宜过长,如果行程到1850后不能接大管要求,等管片拼装后再往前推进到满足要求。推进油缸行程差不宜超过50mm,行程差过大,则盾尾刷容易露出,管片脱离盾尾较多,变形较大,易导致管片姿态变差;行程差过大,易使盾体与盾尾之间的夹角增大,如果推进油缸行程差比较大时,应当合理的进行管片选型,通过管片楔形量来调整推进油缸的行程差。
6、铰接油缸伸出的长度,直接影响到掘进时盾构机的姿态,应减少铰接油缸的长度差,尽量将长度差控制在20mm以内,将铰接油缸的行程控制在40~60mm之间为宜。铰接油缸行程差加大,盾构机推力增大,同时造成管片选型困难。
7、管片选型要合理,在管片选型上,不能仅凭盾尾间隙草率选定管片,应当以盾尾间隙为原则,结合铰接油缸行程和盾构机走向趋势来进行综合选型。
(三)质量控制
质量控制主要体现在三个方面: 1、管片选型控制
管片选型的两个原则:第一,管片选型要适合隧道设计线路;第二,管片选型要适应盾构机姿态。这两者是相辅相成的,前者影响整个隧道管片的需求计划,后都影响隧道掘进和隧道轴线与设计轴线的偏差。所以在管片选型上,我们要结合盾尾间隙、推进油缸行程差、铰接油缸行程、设计轴线等方面原因进行正确选型。
2、管片拼装控制
管片拼装时,必须将盾尾清理干净,将管片冲洗干净,避免管片间夹有杂物,使相邻管片环面不平整,使管片局部受力过大产生开裂、破损。检查管片止水条是否有脱落现象,管片拼装时先就位底部管片,然后自下而上左右交叉安装,每环相邻管片均布摆匀并控制环面平整度和封口尺寸,最后插入封顶管片成环。管片拼装成环时,其连接螺栓应先逐片初步拧紧,脱出盾尾后再次复紧。拼装完后及时调
整千斤顶撑靴,防止千斤顶撑靴压坏止水条,造成管片拼缝位置渗漏。 在曲线段管片拼装时,人为意识的将管片向曲线内侧水平偏移2mm-3mm,这样有利于减少管片在转弯处出现错台。
3、注浆控制
注浆按其注浆方式为同步注浆和二次补浆,按浆液性能分单夜浆和双液浆。
(1)同步注浆
同步注浆是指在盾构掘进过程中,盾构机向前行进,管片脱出盾尾与围岩形成建空隙的同时,从位于盾尾的注浆管路注入浆液填充形成的建筑空隙。管片之间的连接相对管片的刚度而言表现为柔性,因此在同步注浆时必须控制好注浆压力和注浆量,使之既能达到有效的填充建筑空隙,又不会对管片的成环质量产生影响。由于在盾构掘进中,对周围土体产生一定的扰动,因此,在注浆时,不仅考虑到浆液要充满管片背后的空隙,同时还要渗透至周边的土层中,所以要求注浆量比计算的空隙要大些,一般取为理论空隙体积的130%~180%为系数,甚至更大。注浆的速度要结合掘进速度,而注浆量需结合地表沉降。
同步注浆施工时应注意以下事项:
①在推进油缸行程达到1600 - 1650mm之间时,停止注入浆液,改打膨润土液清洗注浆管并将管内浆液压入开挖空隙,以免浆液在管路中停滞过久堵塞注浆管路;
②每掘进完成一环应检查清洗注浆管路一次;
③注浆压力不能大于盾尾油脂腔的压力,一般在5bar以内; (2)二次注浆
盾构施工过程中,因同步注浆效果不理想,浆液未能有效填充管片衬背后建筑空隙,造成地面沉降大,管片上浮,漏水等缺陷。为改善这种现象,利用管片吊装孔二次补充注入浆液。二次注浆一般以双液浆为主,也有部分采用二次补充注单液浆。在控制管片上浮、控制地表沉降时多采用注双液浆。
二次注浆量和压力要视情况而定。一般以注浆压力来控制。 二次注浆时应注意一下事项:
①在注浆前应查看管片情况并在注浆过程中进行跟踪观察,如有异常情况应立即停止注浆。
②在注入过程中应严格控制注浆压力。
③在注入过程中出现压力过高但注入效果不明显的情况时应检查注浆泵及注浆管路是否有堵管现象,并立即进行清理。
④在进行二次双液注浆前应将同步注浆管路的所有球阀全部关闭。
⑤注浆前应查看盾尾油脂腔的压力,如果压力偏低,应适当手动注入盾尾油脂,以保证在注浆过程中有足够的压力避免盾尾漏浆
⑥在注浆前应查看管片情况及土仓压力情况并在注浆过程中进行跟踪观察,如有异常情况应立即停止注浆。
⑦注浆位置一般选定在盾尾内数倒数第五环管片以后,避免浆液流向盾构机,造成盾尾固死。