地铁施工始发阶段 盾构掘进应注意的问题
中铁五局集团城通公司大连地铁 彭冠润
摘 要：本文根据实际工作经验对土压平衡盾构在始发施工中常出现的问题进行归纳分析，并给出一些措施，为解决土压平衡盾构在施工的技术难题提供借鉴。
关键词：土压平衡 盾构始发 施工
1 、前言：
盾构始发是隧道盾构法施工的一大关键环节，也是确定以后盾构在此地质层能够正常掘进的正确参数阶段。此阶段也是盾构管理人员 操作人员以及工班施工人员对此台盾构机熟悉的过程，只有全面了解机械的各系统的工作原理，才能更好的使用它。
2 、盾构组装调试
盾构组装包括吊装下井、台车连接、盾体连接、管路连接和线路连接这几大部分工序，在这些工序中应该注意的问题有以下几点：
2.1 硬件连接部分，各部分连接螺栓按照规定的扭矩扭紧，以及抽查各个部分未拆除的螺栓力矩是否达到要求。避免以后进洞后螺栓的脱落而引起施工故障。
2.2 管路连接部分，管路连接包括液压管路连接和流体管路连接。按照拆机时挂的号码牌正确连接各管路，在连接液压管路时，人员要注意保证接口清洁以及密封的完整，拆下的堵头分类标号整理好入库存放，以便出洞拆机时使用。流体管路的连接部分要求没这么严格，在扭紧连接口的前提下也要注意整体管路的走向和布局，方便以后故障处理。
2.3 线路连接部分，安排专业电工连接，需要注意的是线路的布局和保护。在线路与盾构硬件或进洞管片有接触摩擦的地方设置保护措施，防止线路绝缘层磨破。
2.4 所有人员在工作的时候应该注意各自工作的岗位上或附近，是否有已坏或易坏的零器件，已坏的及时向负责人反映。
3 、负环管片管片安装
负环管片即安装在始发架与洞门之间的管片。在刀盘未接触掌子面前，使用管片拼装模式向前推进，安装负环管片，速度不易过高。在刀盘接触到掌子面以后，改用推进模式按照技术部门下发的指令单在要求的范围下正常推进。此阶段速度要求不要过高，根据使用的反力架的强度设定推力，此时推力不宜超过设定过高，避免推弯反力架。管片的拼装此时有两种形式错缝拼装和通缝拼装，通缝拼装利于负环管片的拆除，错缝拼装管片受力较好。
盾尾进洞；盾尾进洞后就要开始同步注浆，此时要注意的是：（1）同步注浆系统调试，提前调试好同步注浆系统，保证4路注浆管路通畅，压力传感器正常，备用4跟盾尾同步注浆管路里面注入油脂防止堵塞；（2）砂浆搅拌及时，保证拌好的砂浆安全 快速的输送至砂浆罐；（3）洞门止浆密封完整安装。此时建议备用一台双液浆泵，在洞门密封不能很好的封住砂浆的时候，通过管片注浆孔向洞门处注双液浆密封洞门。
4 、掘进时各工序人员注意问题
在安装完正1环管片后，盾构机盾体此时全部进入隧道。盾构各个系统开始工作，各个工序开始运转。施工过程中一些工序问题和技术参数问题应该提前引起重视注意。
4.1 作业人员岗前培训。在盾构上各个岗位的操作人员在上岗前应该经过培训。让其对自己岗位的职责有很清楚的认识，才能保证把工作做好。同时也要培训让其了解机械上哪些东西是不能轻易变动的，在未经司机同意的情况下，不能随意变动各系统重要部件。
4.2 各岗位人员必须坚守职责。洞内掘进班组各个岗位上人员必须安排齐全并坚守自己岗位，未经主司机的同意下不得擅自离岗，要做到令行禁止。
4.3 盾构司机应注意的是推进参数的正常，姿态的完好，同时也要调剂工序运转的正常快速运行。掌握盾构的运行整体状态和工序流程。
4.4 机械维保人员在做好日常维护保养的同时，要时刻注意各个系统的运转状态是否正常。发现不正常及问题要及时处理解决，暂时不能解决的情况下要及时向班长汇报情况，尽快协商处理。
5、 推进过程中常遇问题及解决措施
推进过程中常遇问题分两类，一类是误操作，一类是参数选取错误。所以盾构司机要全面掌握其盾构的各个系统的工作原理、推进过程中各系统的工作状态，这样才能避免不应的误操作。
参数选取错误，主要应该体验在渣土的改良和推进参数选取错误。其中渣土改良是很重要的一个环节，对本地层地质要有很清楚的了解，改良后的渣土要具有良好的流塑性，较小的渗透系数。而推进参数主要有推进速度、推力、刀盘转速、扭矩、螺机转速、压力和土仓压力。在始发阶段由于主要借用的是反力架的反坐力，所以反力架的强度直接决定了盾构的推力大小。此时刀盘转速也不宜过快，低速运转。根据地层需要选择保压模式掘进或欠压模式掘进。本文这里主要介绍在始发阶段推进过程中需要注意的一些非参数上的问题。根据对中国中铁盾构机的了解归纳出一下几处常出问题：
5.1 推进系统中油缸调节块，在推进过程中特别是在曲线段上推进时，经常有调节块脱落的现象。原因有二，其一是焊接部位不牢，其二是调节块本身材料强度不够。建议解决方案是（1）提前对其焊接加固；（2）在曲线段上提前调节调节块，让其更适应此转弯半径。
5.2 同步注浆管路堵塞，造成的原因主要是由于长时间的停机以及砂浆的配比。解决措施：（1）安排好工序流程，避免在停机前砂浆剩余过多；（2）当要长时间停机时要注意清洗管路，最好是向管路中注入膨润土；（3）调整砂浆配比。
5.3 螺机出土不畅堵塞压力过大，此处主要原因是未做好渣土改良，渣土不具有良好的流塑性，堆积过多卵石造成螺机扭矩过大。或者是螺机中有异物造成扭矩过大。解决方案：（1）加强渣土改良；（2）反转螺机一段时间在正转，除出异物；（3）伸缩螺机降低扭矩；（4）向螺机中加泡沫。
5.4 盾尾漏浆；造成盾尾漏浆的原因有盾构姿态的调整，同步注浆压力过大，盾尾油脂压力过小等。在施工中应该尽量避免盾尾漏浆，宁可多消耗些盾尾油脂，因为一处漏浆后很可能破坏盾尾刷，当盾尾刷损坏后，修复十分困难，造成难以止浆。建议解决方案：（1）保证好盾构姿态；（2）控制同步注浆压力；（3）在保证盾尾油脂压力的前提下再考虑耗材。增大盾尾油脂压力。
5.5 油脂润滑系统；油脂润滑系统中常遇到的问题是油脂泵不能正常工作或内外密封压力过低。解决方案：（1）检查气路，气压是否足够。增加气压；（2）检查管路是否堵塞。
5.6 刀具磨损；刀盘在前端切割掌子面，难以避免的刀具要有所磨损。在硬岩地层要经常检查刀盘刀具的磨损。怎样减小刀具磨损是我们要重点考虑的；（1）向刀盘前端注泡沫减小刀盘扭矩；（2）减小刀盘转速；（3）降低推进速度和推力；（4）降低土仓内压力。
6 、突发状况以及解决措施
盾构在推进过程中，由于许多的不确定因素的影响，所以难免有些突发状况和故障。此时操作司机要保持绝对的清醒，在对该状况全面了解后及时调整与汇报。下面就我个人经验就遇到突发状况提出几点建议，仅供借鉴：
6.1 姿态突变；此时首先要确定造成姿态突变的原因，是由于测量系统数据的错误还是盾构姿态的确实变化。所以解决措施：首先是要求测量人员人工测量盾构姿态，校正导向系统；然后根据纠偏原则缓慢的纠正盾构姿态。
6.2 地质突变；在复杂地层施工时，由于地层地质的变化要及时的改变盾构的推进参数。所以盾构司机要对全线地质有一定的了解，不至于靠感觉盲推，然后按照技术要求对推进参数做出变动。
6.3 地表沉降；在保压推进的时候，如果土仓压力保持的过高容易造成地面隆起；而土仓压力过低时易造成塌方现象。相对应的措施：（1）掌握好土仓压力，不能过高或过低。（2）当地面有塌方反应时，应该适当增加土仓压力，降低刀盘转速，降低螺机转速，严格控制出渣量。（3）对超挖部位及时填充砂浆，避免塌方的发生。
6.4 螺旋输送机喷涌现象；当基岩裂缝水发育时，隔水层厚度不一致且常缺失。在这种地层中，如果盾构机没有连续推进，造成同步注浆不能密实而形成流水通道，水压较大，土质不良，进入土仓的渣土不具有一定的塑性，此时容易形成螺机喷涌。针对这种情况可采用下面措施：（1）同步注浆改用双液浆，以便阻水,避免土仓与管片背后形成水力通道；。(2)严格控制出土量，保证盾构机连续均衡快速通过；（3）盾构机停止掘进时，土仓压力设定为外界水土压力，保持压力平衡。在螺机再次排土前，先空转下刀盘使土仓内的水 土充分搅拌；（4）加入聚合物。
7、 结束语
土压平衡盾构法施工在国内地铁工程中得到了广泛的应用，施工技术也已日臻成熟。虽然仍有很多问题尚需解决，相信我们只要多总结、多学习、多观察，全面的掌握该台盾构的工作性能，所有问题与故障都能迎刃而解。
