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三菱泥水平衡盾构机长时间停滞后脱困技术的研究 　　摘 要:本文介绍三菱泥水平衡盾构机在特殊的不利条件下长时间停滞后进行脱困掘进的泥水盾构施工技术。该技术在广州市轨道交通六号线【高架桥入洞口～大坦沙盾构区间(含明挖段)】盾构工程中得到中应用,并对以后在相类似的地质条件施工中有广泛的借鉴作用。 　　关键词:泥水平衡盾构机 长时间停滞 脱困 技术方案 　　中图分类号:U455.43 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2011)05(b)-0104-01 　　1研究背景 　　随着我国城市建设的快速发展,地下轨道交通建设蓬勃进行。但不同的地区的地质情况存在很大的差异,因此,盾构施工过程中将会遇到各种复杂的施工情况,这时我们必须根据实际情况,针对性的制定系统的施工技术措施,才能保证施工安全顺利的进行。广州地区地质复杂多变,给车站的施工及盾构端头加固的施工带来重重困难,往往因地质原因,导致盾构接收车站或是盾构到达端头加固的施工不能在盾构到达前完成,使得盾构机需长时间停滞在隧道中等待,因此如何解决“在什么条件进行停机保压？”、“长时间停滞后恢复掘进时推力过大的问题？”、“恢复掘进时如何降低刀盘的起动扭矩？”等一系列施工难题,成为泥水盾构机长时间停滞后顺利恢复掘进的关键。 　　 　　2脱困技术的内容 　　盾构机长时间停滞脱困是盾构施工的一个难点,在该条件下盾构机恢复掘进一般具有风险大,施工难度高等问题。本技术通过对地质条件和盾构设备的性能特性分析,通先预先选取合理停机位置,提前从盾构机内打设注浆孔,在盾构机外壳整环注入泥浆以及盾构对盾构机和环流系统进行相应的设备改造、调整掘进操作方法、合理优化掘进参数、加强环流系统管理、改变泥浆性能等一系列技术措施,来解决盾构机长时间停滞后脱困施工时推力过大、筒体裹死、盾构机姿态偏移等问题,保证盾构施工的效率和安全。 　　 　　3脱困施工的技术方案 　　(1)停机前的技术准备。①为了防止长时间停滞后盾构机下沉和盾构机头“磕头”的现象,根据隧道地质资料的分析,尽可能选择隧道底地层承载力相对较好的停机位置,减少因盾构机长时间停滞造成下沉和机头“磕头”对后期恢复掘进产生的不良影响。②停机前应运行环流,根据盾构机埋深控制好切口水压,尽可能的带出土仓的渣土,同时清洗环流系统的管路,防止沉淀在管路的渣土堆积,再次启动环流堵管压力过大引起冲密封垫、爆管等不良后果。(2)脱困的施工措施。①筒体注泥浆:由于盾构机长时间停滞,地层结构发生变化,盾构机周边的土体有可能裹住了筒体,为了保证盾构推进时不卡筒体,减少盾构推力和刀盘扭矩。采用在盾构筒体四周填充浓泥浆,泥浆从筒体的2点、4点、8点和10点位置的径向孔注入,注浆压力控制在0.3MPa左右。由泥浆的附着和润滑作用减小筒体和周边土体的摩擦系数。②盾构机防卡筒体掘进措施:除了通过筒体外周径向孔注入浓泥浆进行防止卡筒体的前期施工工艺外,再通过推进千斤顶的掘进选择模式进行防卡,采用“全选模式―偏选模式―全选模式”进行试推,通过改变千斤顶的根数,调节推力方向,进行盾构姿态纠偏且达到减小推力防止卡筒体的目的。③分仓逆循环运行环流:由于长时间停滞,土仓内的泥浆慢慢稀释沉淀,失去对掌子面的附着保护,可能引起掌子面部分坍塌,渣土在土仓沉淀堆积。为了防止刀盘启动后的力矩过大,导致施工遇阻。采用在土仓后壁焊接一10寸阀,将排泥管切换到该阀上,环流系统采取“先清洗中上仓,再切换到下仓底部排泥阀清洗”,交替切换阀组运行,运用环流系统的运渣能力进行清洗,达到清洗土仓的目的,减小刀盘的力矩,为恢复掘进创造良好的施工前提。(3)环流操控。上述前期步骤做好后,为中央控制室环流系统创造了输送泥浆对土仓清洗的条件。在此期间盾构机盾构刀盘以慢速、低压为推进原则,以确保盾构姿态的稳定。由于渣土基本在土仓底部,具有数量多,体积大的特点。若从排泥口冲洗出,很容易卡死送泥口,而且很难逆送回土仓,给施工带来更大的难度。因此,主要是逆掘削法操作清洗,当反复逆洗不通畅,可以用正掘削法点动操作。1)新型洗仓方法:洗仓采用逆循环施工主法,创新地采取分段分卡渐进式清洗。该逆循环法的优点:①绕开排泥管弯管容易卡管的局限,为洗仓提供一个良好的前提条件;②容易冲洗土仓底部,使土仓充分搅动起来;③优先冲刷土仓泥土,将沙和小的水泥块冲洗出来,防止土仓的渣土瞬间堵死管口。2)具体操作工法:①盾构刀盘启动,先慢速转动刀盘,运行到进内旁路清洗,通过正送、逆送把机内旁路的渣土清洗干净,保证环流系统在机内旁路正、逆送顺畅;②CV3的选用:在机内旁路逆送运行,并且必须把CV3开度打到100%,通过送泥泵P1-1和排泥泵P2的调节,缓慢调整送泥水压的压力,直至送泥水压达到350kPa左右稳定下来;③保持3)步骤不动,分别打开M