（中鐵十六局集團機械維修中心）

1.泥土粘著(zhù)并堵塞刀盤(pán) 

產(chǎn)生原因：

盾構機在粘性土層中施工時(shí)，由于粘性土具有內摩擦角小、粘性大和流動(dòng)困難等特點(diǎn)，使得粘性土體粘附在刀盤(pán)上。被刀盤(pán)從開(kāi)挖面上切削下來(lái)的粘土，通過(guò)刀盤(pán)渣槽進(jìn)入泥土倉后，在泥土倉上壓力的作用下容易被壓實(shí)固結，首先將刀盤(pán)支撐臂中心充滿(mǎn)填實(shí)，并很快地堵死了刀盤(pán)中心的渣槽，使刀盤(pán)中心正面的土體不能通過(guò)中心刀渣槽進(jìn)入泥土倉，而是在刀盤(pán)擠壓力的作用下從刀盤(pán)四周的渣槽進(jìn)入泥土倉。逐漸地，整個(gè)泥土倉內全部被壓實(shí)固結的土體充滿(mǎn)并堵塞。當刀盤(pán)繼續旋轉切削土體時(shí)，固結土體的刀盤(pán)和開(kāi)挖面土體之間產(chǎn)生很大的摩擦力，相互摩擦產(chǎn)生大量的熱量，刀盤(pán)溫度不斷升高，使刀盤(pán)和泥土倉內的土體不斷地被燒結固化，最終在刀盤(pán)和整個(gè)泥土倉內形成堅硬的“泥餅”。

“泥餅”形成后，刀盤(pán)扭矩和盾構機推進(jìn)阻力均迅速增大，螺旋輸送機無(wú)法出土，盾構機不能往前推進(jìn)。泥土倉內過(guò)高的溫度會(huì )縮短刀盤(pán)主軸承的使用壽命，加速主軸承的損壞，甚至會(huì )出現主軸承“燒結、抱死”的嚴重后果。

處理方法：

當盾構機在粘土地層中進(jìn)行施工時(shí)，或當泥土倉內形成“泥餅”時(shí)，應采取以下預防和排除措施：

（1）空轉刀盤(pán)，并通過(guò)泥土倉隔板的空心攪動(dòng)棒向泥土倉注水，使“泥餅”在離心力的作用下脫落。

（2）在使開(kāi)挖面保持穩定的前提下，可人工進(jìn)入泥土倉清除“泥餅”。

（3）掘進(jìn)時(shí)增加泡沫劑的注入量，改善土體的和易性，預防粘土結塊。

（4）在盾構機設計時(shí)，應在泥土倉隔板上增加空心攪動(dòng)棒，以加大攪拌渣土強度和范圍，并通過(guò)空心攪動(dòng)棒注水，用于清洗刀盤(pán)和泥土倉。

2.螺旋輸送機循環(huán)“噴涌”泥水

產(chǎn)生原因：

盾構機在高水砂層進(jìn)行施工時(shí)，由于開(kāi)挖面土體充水裂隙，含水量豐富，而且已成型的盾構隧道同步注漿量沒(méi)有完全充實(shí)襯背空隙，以致留下流水通道，開(kāi)挖面土體裂隙的水不斷地流入泥土倉，泥土倉內不停地積水。當螺旋輸送機工作時(shí)，首先吸入泥土倉內的水，然后從其出土閘門(mén)迅速?lài)姵?，形?ldquo;噴涌”。泥土倉內的水被暫時(shí)吸干后，螺旋輸送機才能出渣排土，很快地泥土倉內又積水較多，螺旋輸送機又必須先吸水后出土。造成盾構機無(wú)法正常工作，螺旋輸送機不停地噴涌—停機—噴涌……如此惡性循環(huán)，盾構機推進(jìn)緩慢。

處理方法：

（1）當遇到此情況時(shí)，關(guān)閉螺旋輸送機，停止出土，保持盾構機繼續往前推進(jìn)，增加泥土倉內的土壓力，讓刀盤(pán)切削下來(lái)的土體將泥土倉內的水不斷地擠出，減少泥土倉內的含水量。同時(shí)要防止土倉壓力過(guò)高，造成盾構機前方隆起、冒漿，以及擊穿盾尾密封等現象的發(fā)生。

（2）向泥土倉內加入高濃度泥漿或泡沫，改善泥土倉內土體的和易性，使土體中的顆粒、泥漿成為一整體，使土體具有良好的可塑性、止水性及流動(dòng)性，便于螺旋輸送機順利出土。

（3）在進(jìn)入富水砂層前，盾構機提前采用氣壓平衡模式進(jìn)行推進(jìn)，但要防止發(fā)生漏氣事件。

3.頭部周期性下降

產(chǎn)生原因：

盾構機在推進(jìn)過(guò)程中，由于泥土倉實(shí)際土壓力值低于理論值，使盾構機頭部周期性地下降。造成盾構機“磕頭”。

處理方法：

實(shí)際操作中，應使泥土倉土壓力值略高于理論值，并在推進(jìn)時(shí)按工況條件和地質(zhì)情況在盾構機正面加入發(fā)泡劑、膨潤土和水等改良土體的添加劑，改良開(kāi)挖面的土體。施工過(guò)程中要根據隧道的埋深、所在位置的土層狀況和地層變形量等信息的反饋，對土壓力設定值、推進(jìn)速度和注漿量等施工參數及時(shí)地進(jìn)行調整。

4.呈“蛇形”前進(jìn)

產(chǎn)生原因：

在盾構機的推進(jìn)過(guò)程中，操作人員在對盾構機中心軸線(xiàn)與隧道中心線(xiàn)出現的偏差進(jìn)行糾正時(shí)，若每次的糾偏量過(guò)大，將導致不停地對盾構機進(jìn)行左右糾偏，造成盾構機呈“蛇形“前進(jìn)。

處理方法：

對于盾構機中心軸線(xiàn)與隧道中心線(xiàn)出現的偏差，操作人員應及時(shí)糾正，盾構機一次（一環(huán)）的糾偏量以不超過(guò)5 mm為標準，以減少盾構機在推進(jìn)過(guò)程中對地層的擾動(dòng)，以及盾尾鋼板拉傷了管片，損壞了管片的止水條，影響止水效果；若每次糾偏量過(guò)大，還會(huì )造成盾尾內管片拼裝困難，有時(shí)會(huì )給完成后的隧道使用帶來(lái)障礙。

5.泥土倉土壓大幅度突降

產(chǎn)生原因：

這是由于泥土倉內空氣和水的含量較多，泥土倉的土壓主要是由空氣壓力組成的。壓力空氣容易穿過(guò)泥水層進(jìn)入螺旋輸送機，從其出土閘門(mén)迅速地噴出，泥土倉內壓力空氣瞬時(shí)大量釋放，造成泥土倉內土壓大幅度突降；在較松軟的地質(zhì)中，泥土倉內壓力空氣 有時(shí)會(huì )通過(guò)盾構機外殼的松軟土層向盾尾方向移動(dòng)，擊穿尾盾密封向盾構機內部釋放壓力空氣，也會(huì )造成泥土倉內土壓大幅度突降。

處理方法：

當遇此情況時(shí)，立即關(guān)閉螺旋輸送機及其出土閘門(mén)，停止出土。盾構機繼續往前推進(jìn)，使泥土倉土壓盡快恢復至正常值，以保持開(kāi)挖面土層的穩定，防止由于泥土倉壓力的突降而引起地層發(fā)生變化，引起地表面出現較大幅度的沉降。同時(shí)，在操作中應根據土質(zhì)情況和刀盤(pán)扭矩的大小，減少注水量，調整泡沫系統中空氣的比例，并減小泡沫量，降低泥土倉內水和空氣的含量。

6.停止推進(jìn)后泥土倉土壓自動(dòng)上升

產(chǎn)生原因：

盾構機停止往前推進(jìn)后，泡沫系統已關(guān)閉，但由于泡沫系統某個(gè)進(jìn)氣閥故障，閥芯被卡住，進(jìn)氣閥仍處于開(kāi)啟狀態(tài)，壓力空氣繼續通過(guò)該進(jìn)氣閥進(jìn)入泥土倉，導致在盾構機停止往前推進(jìn)后泥土倉出現土壓自動(dòng)上升的現象。

處理方法：

（1）首先關(guān)掉空氣壓縮機，打開(kāi)壓縮空氣儲氣罐的放氣閥，放掉壓力空氣卸壓，直至泥土倉土壓不再上升為止。

（2）若泥土倉土壓上升幅度很大，為防止地表面隆起，啟動(dòng)皮帶輸送機和螺旋輸送機，打開(kāi)螺旋輸送機出土閘門(mén)，低速運轉螺旋輸送機，慢慢地出土，直至泥土倉土壓降至正常值為止；若泥土倉土壓上升幅度較小，不會(huì )引起地表面隆起，故不需要降低泥土倉土壓。

（3）檢查泡沫系統空氣進(jìn)氣閥，查明進(jìn)氣閥閥芯被卡住的具體原因，修理或更換進(jìn)氣閥，使進(jìn)氣閥能正常打開(kāi)和關(guān)閉。

因此，要求操作人員在盾構機停止往前推進(jìn)后，除正常檢查維修盾構機外，一般不要離開(kāi)操作室，以保證盾構機在出現異常情況時(shí)，能及時(shí)發(fā)現，并采取措施。

7.螺旋輸送機出料口形成大土堆

產(chǎn)生原因：

在粘性土層中，由于土體粘性大，由刀盤(pán)切削下來(lái)的粘土與土倉內的水難以均勻地混和，造成泥水分離。在螺旋輸送機出土時(shí)，整團泥土從螺旋輸送機出土閘門(mén)排出至膠帶輸送機的膠帶上。由于泥和水呈分離狀態(tài)，所以泥和膠帶之間的摩擦力較小，而且膠帶向上運轉，使泥土在膠帶上打滑而不能被及時(shí)運走。隨著(zhù)螺旋輸送機不停地出土，皮帶上的泥土越積越多，土堆越來(lái)越大，逐漸被膠帶兩側的擋上板支撐住。土堆底部的泥土因受土堆重壓而被膠帶運走，被膠帶兩側擋土板支撐住的泥土堆和膠帶不接觸，不能被膠帶運走，滯留在膠帶的上方，結果在螺旋輸送機出料口形成大土堆。

處理方法：

當形成大土堆后，螺旋輸送機應停止出土，繼續運轉膠帶輸送機，采用人工方法進(jìn)行清除，并通過(guò)膠帶運走。禁止操作人員為了減少麻煩試圖通過(guò)螺旋輸送機繼續出土，增加土堆土方的泥土重量將其壓塌，使土堆塌落在膠帶上而被運走。若此時(shí)螺旋輸送機繼續出土，大量泥土將從土堆的上方滑落至膠帶輸送機前端的支撐架上，結果不但不能將土堆壓塌，反而會(huì )使支撐架上的泥土越積越多，可能造成整個(gè)支撐架被壓塌的后果。

所以當遇到粘土地層時(shí)，在盾構機推進(jìn)過(guò)程中，應使泥和水在泥土倉內盡可能地均勻混和，避免泥水混和不均；同時(shí)通過(guò)攝像儀觀(guān)察螺旋輸送機的出土情況，當發(fā)現有整團泥土在膠帶上打滑，滯留在膠帶上不能被膠帶及時(shí)運走時(shí)，應減小螺旋輸送機出土速度，或停止出土，以防止膠帶上的泥土越積越多而形成大土堆，待滯留在膠帶上的泥土被運走后，再繼續出土。

總之，在遇到粘土地層時(shí)，只要操作人員謹慎地操作，注意觀(guān)察，措施及時(shí)，就可避免形成大土堆。

來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )

（版權歸原作者或機構所有）