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盾构机掘进中的常见问题----地层断裂带的施工

断裂带存在的危害

盾构机通过硬岩断裂带时,易卡刀盘,从而损坏刀具。有时由于推进参数选择不合理,刀盘旋转频繁会出现跳闸或将刀盘卡死现象,严重影响正常推进,反转刀盘仍无法脱困。

断裂带地层的施工对策

对于硬土层中断裂带施工,调整各推进油缸推力便可实现;对于硬岩中断裂带的施工,首先要减少推力,使推力在5880~6860KN以下,使推进速度降低为18mm/min及以下,调整各组推进液压缸推力使之尽量均衡。

减少纠偏幅度,缓慢纠偏,使上下左右的盾尾间隙均匀,若在曲线段出现断层,要尽量使用标准环过渡。

出现刀盘卡死时,应正反转动刀盘,若还不能脱困,则应根据推进中判断的断裂带方向使对应液压缸组分别卸荷,然后降低推进速度实现脱困。若上述方法不能奏效,就要给盾尾管片上下左右用大木楔夹紧,松开各组推进液压缸1020mm,向土仓充高压空气,使盾体稍向后微动达到脱困之目的。

盾构机及后配套设备的保证

盾构施工以设备为主,从盾构机到配套设备,如电瓶车、运浆车、渣车、管片车、龙门吊及搅拌站等设备均单环串接,每一个设备出现故障均会影响盾构机正常掘进,其配套设备必须保证完好,否则整个工序将无法运行;而要让机械设备正常使用,必然需要通过保养和维修来支持。对于盾构机及配套设备除按日保、周保、月保、季保、半年保、年维修以外,还要接近100%的完好率,还必须采取适合盾构施工的管理方案。

积极采取预防性保养维修制度,充分利用计划停机及施工间隙,勤检查、勤跟班、勤保养,特别是盾构施工及配套设备每一个操作人员,他们是最先发现设备异常,是一个主要信息来源,提高他们的责任心和技术水平是设备管理的主要内容。然后制定可行的保养维修计划,并适时安排,把故障隐患消灭在萌芽状态,确保设备的完好率和可利用率。

盾构施工时个系统工程每套(台)关键设备都应有故障备用方案,特别是关键设备,要根据施工现场条件提前考虑其出现故障时的应急措施。如增加备用设备,加大易损件的贮存,以备关键设备出现故障时及时替换,否则会影响盾构掘进;成立以技术人员与维修人员组成的抢修小组,出现问题急时抢修,相应调整施工工序。若同步注浆所用的唯一搅拌站发生损坏,应在维修的同时,采用人工和机械伴浆;使掘进不受影响,若电瓶车出现故障,除抢修外,施工顺序应及时调整,特别是列车编组合理组合可将损失降至最低。

定期作好油质化验工作,特别是盾构机主轴承减速器用耐高压齿轮油和液压系统用抗磨液压油,并防止油液被污染造成部件早期磨损或设备严重故障,经化验理化指标超标的油液,应立即更换,并定期更换滤芯,保证盾构机使用寿命。配套设如电瓶车减速器、龙门吊各减速机等用油更是如此。

盾构施工中人机融合

盾构机是一个组合设备站,是优良设备或部件的组合,自动检测、自动控制系统齐全。盾构机操作人员面对的是一个流水线式的电控启动及作业程序,除熟练掌握操作技巧和各种工况下操作参数外,应用心去领会,用心去感受,才能保证设备运转与地质状况匹配,实现快速推进。

每一个施工地段地质状况千变万化,有其特殊性,也有其普遍性。在操作之前应详细了解工程所在区域的地质状况,依据盾尾间隙、各组推进油缸行程差、VMT方位以及刀具使用情况,选择合适的推力、刀盘转速、泡沫膨润土用量、螺旋输送器开口及转速、注浆压力以及上级下达的推进指令,指定一个合理科学的施工方案,使设备运转与地质状况相适应,既实现快速推进,控制好地表下沉,又保证盾构机良好运转,延长其使用寿命,实现人机最佳融合。

要发挥盾构机施工全体人员的积极性和主动性,每人负责一个环节或操作一台设备,与盾构机某一部分经常接触,能对该部分性能状况较为熟悉,他们又是该设备状况的监督员,必须以操作者为龙头,其他人员积极配合。如注浆手需要保证注浆压力、注浆量与地质围岩状况、推进速度相适应;机修人员密切注意盾尾油脂、润滑脂、刀盘密封油脂的消耗,出现异常应急时报告等。盾构施工人员要时刻保持清醒头脑,团结协作,密切关注设备状况并排除不安全因素。

19世纪是地面交通开发利用时期,20世纪是空中交通开发利用时期,21世纪则是地下交通开发利用时期,盾构法施工对我国地下工程而言是一个革命性的转变。而其在施工中遇到的疑难问题如泥饼、喷涌、断层的处理以及对设备保证、人机融合等问题的探讨构成了盾构法施工的重要部分,丰富了盾构法施工的内容。有效快速处理这些问题,不但会使设备正常运转,而且会使盾构机快速通过特殊地层,达到事半功倍的效果。