防治措施

　　雖然盾構(gòu)法施工的應(yīng)用時(shí)間已經(jīng)較長(zhǎng)，刀盤(pán)發(fā)生結(jié)泥餅問(wèn)題一直都是盾構(gòu)法施工中的一大難題。但至今，也沒(méi)有一種能夠徹底消除盾構(gòu)泥餅發(fā)生的技術(shù)方法。

　　在施工技術(shù)上更多的是各個(gè)施工單位結(jié)合自己積累的施工經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行分析研究，主要集中在對(duì)泥水性能的控制和盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)的控制選擇上。在對(duì)已形成的泥餅

　　處理方面，主要還是采取人工開(kāi)倉(cāng)清除等方式。

　　盾構(gòu)機(jī)設(shè)備改造

　　泥餅是在掘進(jìn)過(guò)程中，泥質(zhì)粉砂巖地層遇水軟化和刀盤(pán)掘進(jìn)擠壓形成泥團(tuán)堆積附著在刀盤(pán)及刀盤(pán)牛腿上，不斷碾壓后形成的。因而增強(qiáng)土倉(cāng)內(nèi)循環(huán)的能力，降低粘土的附著，對(duì)減輕盾構(gòu)泥餅的形成有非常重要的作用。結(jié)合泥水盾構(gòu)機(jī)環(huán)流系統(tǒng)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一套土倉(cāng)內(nèi)循環(huán)裝置，該裝置能同時(shí)進(jìn)行刀盤(pán)注水和對(duì)刀盤(pán)中心開(kāi)口處送入循環(huán)泥漿。

　　循環(huán)泥漿該裝置的旋轉(zhuǎn)管前端與刀盤(pán)連接，中部孔與刀盤(pán)注水通道相通，固定支座安裝在盾構(gòu)機(jī)中隔板上，后端與循環(huán)泵的送泥管相連。在旋轉(zhuǎn)管內(nèi)設(shè)置的隔板將管內(nèi)分成兩個(gè)隔離的內(nèi)腔。

　　循環(huán)泵將循環(huán)泥漿泵送至后腔，經(jīng)過(guò)Y型管注入刀盤(pán)中心兩側(cè)。從而直接沖刷刀盤(pán)和增大循環(huán)流量。通過(guò)調(diào)節(jié)泵的轉(zhuǎn)速來(lái)獲得合適的泥漿流量。而另一路高壓自來(lái)水通過(guò)注水管及回轉(zhuǎn)接頭和水管進(jìn)入旋轉(zhuǎn)管前腔，再到達(dá)中心開(kāi)口。

　　通過(guò)刀盤(pán)中心位置注入大流量的循環(huán)泥漿，直接沖刷刀盤(pán)，沖掉尚未形成的泥餅，增大內(nèi)循環(huán)流量，及時(shí)把切削下來(lái)的粘土帶走，阻止土團(tuán)的相互粘結(jié)和研磨，從而不易結(jié)泥餅。不但所泵入的循環(huán)泥漿可以增加切削土體流塑性，而且注入的高壓自來(lái)水可以進(jìn)一步稀釋泥漿粘度，提高盾構(gòu)機(jī)排泥的輸送能力。有效防止盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)面泥餅的形成。

　　同時(shí)，在盾構(gòu)機(jī)土倉(cāng)中隔板中部適當(dāng)位置增加布設(shè)攪拌棒，以增加渣土流動(dòng)性。也可以在一定程度上降低泥餅形成的速度。

　　調(diào)整刀具配置，增加刀具高度差，拉開(kāi)各類切削刀具的高度差等方式，如采用的貝殼刮刀高出刀盤(pán)140mm，外圈滾刀高出刀盤(pán)140mm，為開(kāi)挖面破除下來(lái)的碴土留出足夠的出碴空間，可有效減少渣土在刀盤(pán)中心滯留的時(shí)間，減小盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)時(shí)擠壓粘土形成泥餅的速度。

　　嚴(yán)格控制環(huán)流泥水性能參數(shù)

　　這是非常關(guān)鍵的因素，泥水盾構(gòu)機(jī)在中、強(qiáng)風(fēng)化巖和粘土地層的掘進(jìn)過(guò)程中，必須及時(shí)用低比重***泥漿置換土倉(cāng)內(nèi)高粘性土，防止土塊在刀盤(pán)和土倉(cāng)附近堆積，保證刀盤(pán)開(kāi)口處通暢。因此要選擇適合泥漿指標(biāo)，并進(jìn)行嚴(yán)格控制。

　?。?）掘進(jìn)過(guò)程中，嚴(yán)格控制泥漿的各種性能指標(biāo)，包括粘度、密度和析水率等。根據(jù)中、強(qiáng)風(fēng)化巖和粘土地層巖土特性，通過(guò)對(duì)隧道洞身地層的抽芯土樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，選取使用參數(shù)適合的低粘度、低密度、低失水性的泥漿。

　?。?）根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，泥漿指標(biāo)應(yīng)控制為：密度1.05-1.15g/cm3；粘度18-20s。在掘進(jìn)初期，往泥漿內(nèi)添加潤(rùn)滑劑（如工業(yè)洗滌劑），可以有效減少巖石粉末和土層中的粘土附著在刀盤(pán)或已經(jīng)形成的泥餅上的幾率，并且可以化解初步形成的泥餅。

　?。?）掘進(jìn)過(guò)程中，泥漿會(huì)因渣土的溶解，引起泥漿粘度和比重的快速上升，導(dǎo)致循環(huán)泥漿渣土攜帶能力的嚴(yán)重下降，容易造成粘土團(tuán)滯留在刀盤(pán)及土倉(cāng)內(nèi)。因此，在盾構(gòu)掘進(jìn)的過(guò)程中，要及時(shí)進(jìn)行泥漿指標(biāo)的實(shí)驗(yàn)，必要時(shí)每5分鐘就需監(jiān)測(cè)一次。根據(jù)泥漿情況，通過(guò)泥漿處理設(shè)備排漿和連續(xù)加注清水的方式，稀釋粘稠的高濃度泥漿。

　　控制盾構(gòu)機(jī)參數(shù)和環(huán)流系統(tǒng)的配置及操作

　　加強(qiáng)對(duì)盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)的觀察，注意刀盤(pán)扭矩推力的異常變化。在掘進(jìn)期間，保持循環(huán)泵和刀盤(pán)防泥餅裝置對(duì)刀盤(pán)不間斷的泥漿循環(huán)和對(duì)刀盤(pán)不間斷的沖洗，同時(shí)結(jié)合刀盤(pán)中心注水系統(tǒng)的使用。掘進(jìn)完成后繼續(xù)進(jìn)行泥漿循環(huán)，盡量排空刀盤(pán)及土倉(cāng)內(nèi)的渣土，防止其大量的附著。

　　加大送排泥漿流量。掘進(jìn)過(guò)程中，避免采用逆循環(huán)推進(jìn)模式，確保切削下的渣土及時(shí)得到排出，盡量避免刀盤(pán)進(jìn)土口和土倉(cāng)內(nèi)渣土的粘結(jié)。

　　盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)速度不宜超過(guò)20mm/min，在刀盤(pán)扭矩不大的情況下，可以適當(dāng)加快刀盤(pán)的轉(zhuǎn)速，減少大塊粘土產(chǎn)生的數(shù)量。此外，刀盤(pán)旋轉(zhuǎn)切削時(shí)，要經(jīng)常進(jìn)行正反向切換，不要長(zhǎng)時(shí)間在同一方向旋轉(zhuǎn)。

　　掘進(jìn)時(shí)要密切注意出渣量的變化，當(dāng)發(fā)現(xiàn)出渣量異常減少時(shí)，要及時(shí)采取對(duì)土倉(cāng)和刀盤(pán)實(shí)施循環(huán)清洗。在掘進(jìn)過(guò)程中每掘30cm清洗一次土倉(cāng)，防止土倉(cāng)內(nèi)結(jié)成泥餅。對(duì)土倉(cāng)隔板的溫度也進(jìn)行人工隨時(shí)探測(cè)。

　　調(diào)整環(huán)流中繼泵的設(shè)置距離，根據(jù)掘進(jìn)地層的地質(zhì)情況及可能出現(xiàn)的泥漿流體性狀及環(huán)流中繼泵的性能，隨著隧道線路的延長(zhǎng)，調(diào)整環(huán)流中繼泵的布置距離，從而獲得***佳流體輸送效率。

　　刀盤(pán)泥餅在不開(kāi)倉(cāng)情況下的消除

　　對(duì)于輕微的泥餅現(xiàn)象，可以用泥漿或高壓水清洗刀盤(pán)。同時(shí)高速空轉(zhuǎn)刀盤(pán)，借助泥餅自身的離心力脫離出刀盤(pán)的表面。使用工業(yè)除垢劑或者漂白劑破壞粘土土質(zhì)性狀，通過(guò)刀盤(pán)注水或清洗系統(tǒng)將注入工業(yè)除垢劑或者漂白劑注入刀盤(pán)處。在經(jīng)過(guò)一段時(shí)間浸泡后，轉(zhuǎn)動(dòng)刀盤(pán)攪拌，經(jīng)過(guò)攪拌?？娠@著瓦解刀盤(pán)表面泥餅的結(jié)塊情況。

　　導(dǎo)開(kāi)倉(cāng)清除刀盤(pán)泥餅

　　在地質(zhì)條件好的地方比較容易實(shí)現(xiàn)氣壓或者常壓開(kāi)倉(cāng)，人工進(jìn)入采取高壓水切割或者其它機(jī)械方式實(shí)施清除。由于泥餅是經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間擠壓受熱后形成，硬度極大，

　　需要較長(zhǎng)的清除時(shí)間。而在地質(zhì)較軟，或者富水地層中進(jìn)行人工開(kāi)倉(cāng)清除泥餅，安全風(fēng)險(xiǎn)就比較大，而且準(zhǔn)備的工作多，時(shí)間長(zhǎng)。必要時(shí)，還必須在地面加固配合

　　的條件下才能進(jìn)行，費(fèi)用也高。因而人工開(kāi)倉(cāng)清除泥餅是具有局限性和較大的安全風(fēng)險(xiǎn)的。