书馆banner

您的位置:首页 > 书馆 > 工程档案

盾构穿越地下连续墙刀盘严重磨损

作者:  来源:  发布:2018/4/20  浏览: + 放大字体 | - 减小字体

摘 要:盾构开始切削槽壁,施工过程中刀盘扭矩频繁剧烈波动,刀盘面温度迅速上升,造成油温居高不下,需要频繁地停机降温,刀盘经常被卡死,盾构切削进度缓慢。

工程概况

某轨交区间隧道工程穿越运营中的地铁及轻轨高架。车站地下连续墙区域隧道位于⑤1-2层、⑤1-1和⑤3层中,其中盾构掘进断面土层主要为⑤1-2层。隧道中心标高为-19.42~-19.48m,隧道埋深约21.5m。


地质剖面

针对盾构穿越槽壁的特殊工况,选用两台海瑞克土压平衡盾构机。在施工前进行了盾构改制,增加了76把先行刀和12把周边刀。


盾构机照片

事故经过

盾构自2007年12月29日下行线盾构开始切削槽壁,施工过程中刀盘扭矩频繁剧烈波动,刀盘面温度迅速上升,造成油温居高不下,需要频繁地停机降温,刀盘经常被卡死,盾构切削进度缓慢。2008年5月6上午,上行线盾构刀盘被卡死后,无法启动。工程被迫停工。


险情发生位置


2008年3月11日晚在路口处发生路面塌陷的险情。路口处路面有明显裂缝。将路面混凝土凿开,发现路面下方道路混凝土与土体己脱离,形成空洞,最深处距混凝土下表面约50cm。


路面裂缝


事故原因

1、槽壁混凝土强度过高

槽壁混凝土原设计强度为C15,盾构切削面分布有玻璃纤维筋。由于施工原因,使用了常规C30混凝土。经过地下长期养护,其强度超过了35MPa。

2、盾构选型和改制方面考虑不足

针对盾构切削槽壁的工况,虽然选择了当时性能最好的海瑞克盾构,且对刀盘进行了改制,增加了先行刀和周边刀。但所使用的海瑞克盾构是针对软土工况进行设计制造的,并不适用于全断面切削硬质障碍物。

另外,对于全断面切削槽壁的工况认识不足,刀盘上仅增加先行刀,没有增加贝壳刀等更适合切削硬质障碍物的刀具。

3、刀盘正面降温、润滑措施效果不理想

对刀盘正面采用水循环降温有一定效果,但其效果不理想,压注润滑浆液的效果也有限。刀具长期在高温状态下与槽壁摩擦,故磨损严重。


对这些原因进行分析:

 (1)土体流失。上行线盾构切削第一道槽壁过程中,由于长时间在开挖面进行水循环降温作业,不断有水土随着循环水进入隧道内,日积月累造成一定量的水土流失,而切口处无法及时进行注浆填充。

 (2)土体反复扰动。该处路面为新施工的路面,路面结构整体性能较好。且该区域附近由于管线施工曾反复开挖和回填,路面曾多次修补。

 (3)地面监测失误。在塌陷区域附近的深层监测点没有及时反映路面下土体的沉降情况。


处理措施

1、降温措施

向土仓内加水,通过水来冷却刀盘,并将土仓内高温水从螺旋机内排出。实施该措施后,刀盘面温度明显下降,每日给刀盘及液压系统降温的时间大大缩短,盾构切削效率显著提高。

2、推进控制措施

盾构刀盘的极限油压为25MPa,如果油压接近极限值,刀盘将自动停机。因此在刀盘切削槽壁过程中,要求盾构司机密切关注刀盘油压的变化,一般将刀盘油压控制在22MPa ~23MPa以下,若刀盘油压接近此警界值,立即停止推进,刀盘继续保持旋转,直至刀盘油压下降至16MPa以下,再开始推进。施工期间有时刀盘油压急剧升高并超过警界值,造成刀盘因超载而停机。此时,必须向土仓内压注水或同步注浆的浆液,增大土仓压力使盾构后退,才能再次启动刀盘。

3、降温改进措施

本工程盾构切削的槽壁厚80cm,槽壁被切削面两侧为原状土。盾构刀盘切削槽壁过程中,外界土体与土仓处于连通状态。进行水循环降温时,排除的水里带有少量的泥沙。在进行多次水循环施工后,刀盘周围有一定量的土体被排入盾构内,造成该区域土体沉降。处理方法:降低用水量,用同步注浆的浆液代替清水。发生土体沉降后,对水循环降温措施进行改进,降低了清水用量,采用同步注浆的惰性浆液代替部分清水,可减少土体的损失。

4、刀盘卡死后的处理措施

盾构切削槽壁过程中,刀具磨损严重,2台盾构各切削两道槽壁,在穿越第二道槽壁时,刀盘切削效率明显降低,说明刀具磨损严重。下行线盾构勉强穿越了两道槽壁,并顺利进洞。但刀盘己经严重磨损,刀盘外圈刀具几乎全部磨坏,且刀盘面也被磨损,最深处约3.5cm。上行线盾构切削第一道槽壁时间比下行线盾构长8天,切削第二道槽壁时,每天的掘进量比下行线盾构少很多,因此切削时间也长得多,造成刀盘磨损更加严重。刀盘面板逐渐开始与槽壁摩擦,发热量有明显增大,刀盘容易被卡死。

实施效果

2008年6月19日一6月24日,刀盘穿越第二道槽壁。

2008年6月25日一7月5日,盾构正常推进,并靠上洞门。

2008年7月6日,盾构第一次进洞完成。

2008年7月11日,盾构第二次进洞完成。


盾构进洞


隧道网版权及免责声明:

凡本网注明“来源:隧道网”的所有作品,版权均属于隧道网,未经本网授权,不得转载、摘编或以其它方式使用上述作品。已经本网授权使用作品的,须在授权范围内使用,并注明“来源:隧道网”。违反上述声明者,本网将保留追究其相关法律责任的权利。凡本网来源注明为非隧道网的作品,均转载自其它媒体,转载目的在于传递更多信息,该文章仅代表作者观点,并不代表本网赞同其观点或对其真实性负责,请读者自行核实相关内容,仅作参考。如因作品内容、版权和其它问题请与本网联系。

关键词

相关文章

网友评论

发表评论

发表评论 (回复限1000字以内!)

加载更多...


隧道网手机版
隧道网微信公众号
╳ 关闭