的将土仓中的泥渣带出,来保证切口环压力的稳定进行正常掘进。对于不同的地层,环流的控制手法应该是有所不同的,掘进速度有快慢之分。
一般在全断面的砂层中,速度控制在28~35mm/mim,进浆流量控制在550~650立方每小时,进出管流量差宜在60~80立方每小时。泥浆粘度宜控制在32~38秒。
中部底部以7#,8#为主,上部存在3-1#,4-1#,在隧道上部依然是3-1#,属于典型的上软下硬地层,这种复合地层中盾构机土仓内和刀盘最容易结泥饼,在进行环流操作时,尽量控制流量高点,一般来说,流量控制到800~900m3/ h时,土仓内不会有泥渣积累造成堵管现象。泥浆粘度情况需根据出渣比例进行调节。为防止刀盘结泥饼,尽可能的将通向土仓的阀全开,或者频繁切换土仓进浆阀,适当选用高转速(刀盘转速必须结合当前的地质实际情况,需防止由于转速高引起超挖造成地表沉降过大)。
对于全断面的7#、8#地层,掘进速度不宜过快,15~20mm/min为宜,泥浆粘度控制在20~25s。环流重点要注意的部位是在土仓与气泡仓的出口处,所以通向土仓底部的阀门可以全开启,或者开一个,频繁切换。进出浆的流量要大,一般控制在850~950 m3/h,而冲洗碎石机和出口格栅两旁的浆管至少各开一个,以保持出口处通畅。
在掘进期间要注意土仓压力,土仓压力慢慢上升,适当的加大进浆压力,多冲洗土仓,同时加大排浆量,通过液位升降来维持切口环压力(加大排浆量的同时防止液位抽空)稳定。等土仓压力慢慢回落
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