泥水平衡盾构掘进施工

一、 工艺概述

泥水加压式盾构是在机械掘削式盾构的前部刀盘后侧设置隔板，它与刀盘之间形成泥水压力室，将加压的泥水送入泥水压力室，当泥水压力室充满加压的泥水后，通过加压作用和压力保持机构，来谋求开挖面的稳定。盾构推进时由旋转刀盘切削下来的土砂经搅拌装置搅拌后形成高浓度泥水，用流体输送方式送到地面，这是泥水加压平衡盾构法的主要特征。

二、 作业内容

泥水平衡盾构掘进施工与土压平衡盾构机的不同点：在地面进行调制浆，泥水循环系统控制，泥浆管延伸。其他相同。

三、 工艺流程图

泥水平衡盾构掘进作业流程参见图 1。

图 1   掘进作业流程图

四、工序步骤

1 、开启分离设备

泥水分离厂首先要进行调制浆工作，在盾构机开始掘进前盾构机控制室电话通知泥水处理厂开启旋流器泥浆泵电机、振动筛电机等。

2 、旁通循环

启动 P1.1 泵，P2.1 泵泵开始旁通循环，这里要注意一定要确保旁通阀是打开的，否则会发生严重后果。泥浆管延伸到一定距离加设 P3 泵 （即 P2.2 泵 ）后，还要开启 P3 泵。

3 、掘进循环

首先开启进浆和出浆阀，然后关闭旁通阀开始工作泥浆循环，这里一定要注意阀的开关顺序，否则会引起管路破裂。

4 、启动刀盘

启动刀盘驱动系统。

启动时注意电机不能同时启动，要注意启动间隔。

根据测量系统面板上显示的盾构目前滚动值选择刀盘旋转方向。滚动值为正选择正传，滚动值为负选择反转。

选择刀盘启动按扭。

旋动刀盘加速按钮慢慢给刀盘加速，转速要分几次加上去，以免造成过大液压冲击，损伤液压设备。

5 、启动碎石机。

6 、推进

使盾构机进入掘进模式。

打开推进控制按钮。

旋动推进速度控制按钮把速度定在一定的速度，开始掘进。

掘进时要根据盾构机姿态调整油缸的推力。

掘进期间主司机要时刻注意气垫仓的液位和顶部压力，控制进、排浆的流量。

掘进过程中要同步注入砂浆。

在盾构的掘进过程中，主司机也应随时注意巡检盾构的各种设备状态，如泵站噪声情况，油 脂及润滑系统原料是否充足，轨道是否畅通，注浆是否正常等。 同时应时刻监视气垫仓液位和土仓顶部压力，根据测量系统屏幕上显示的值调整盾构的姿态。发现问题立即采取相应的措施。

7 、停止掘进

当掘进结束时，按以下顺序停止掘进：

停止推进系统；

待扭矩减小到一定值后停止刀盘，关掉驱动液压泵；

减小 P1.1、P2.1、P3 泵的功率；

打开旁通阀，快速关闭通往前面的所有阀，进入旁通循环；（这里顺序一定要注意）

继续慢慢减小 P1、P2、P3 泵的功率直至关闭；

关掉碎石机泵；

泥水分离厂逐渐关闭各设备；

若马上准备安装管片，则使盾构机进入安装模式。 8 、管片安装

9 、管片安装完毕进行下一循环掘进，如果泥浆管、钢轨、水管、风筒用尽，则要相应接泥浆管，钢轨，水管，风筒后再掘进。

电缆延伸需要停机进行；人行踏板延伸不影响掘进。

在掘进操作前需要对设备进行机械、电、气和液压等系统的检查，确保各系统无故障或者无故障隐患时方可进行掘进操作。

在盾构机完成掘进一环的时间内，需要完成的工作包括：砂浆的制拌、运输、转运和泵送到盾尾间隙；管片的下井、运输、转运和安装；辅助材料像钢轨、泥浆管、水管、螺栓等的下井、运输、转运和安装等。

五、质量控制说明

盾构机掘进施工必须严格执行《地下铁道工程施工及验收规范》中第八章 “隧道盾构掘进法施工”及《复合盾构安全操作规范》、《复合盾构维修保养规程》及《海瑞克盾构机技术规范及使用说明书》的有关规定。

掘进时对称位置的油缸推力差尽量不要超过 50bar，避免致使管片损坏或错台。

正确进行管片选型，合理进行掘进方向的调整，确保成形隧道的质量。

管片吊装、运输过程中注意对管片的保护，避免损坏管片以及管片的防水材料，影响隧道的表观质量及防水质量。管片安装按由下至上、左右对称的原则进行。

施工过程中必须遵循注浆与掘进同步进行的原则，注浆量与注浆压力必须达到技术交底或技术方案的要求，每班至少对注浆系统进行一次清洗，以保证注浆系统保持良好的工作状态。

六、工艺装备

七、作业组织

八、安全生产保证措施

严格按项目安全管理制度和施工方案组织施工，严格执行相关的设备操作规程。参加掘进施工的管理干部、技术人员、操作工人必须通过合格的系统培训，全面掌握相关的安全知识，各工序全面达到相应的安全操作要求。此外，在掘进工序中还应作好以下几点安全工作：

⑴ 加强垂直及水平运输系统的安全监控，防止机械伤害事故的发生。

⑵ 作好各种掘进模式转换中的安全措施和现场安全监督。

⑶ 严格信息化管理，加强地表巡查工作，消除安全隐患。

⑷ 管片拼装时，非操作人员不得进入管片拼装区域，管片拼装机司机在操作过程中随时关注管片拼装区域内人员情况。