大粒径富水砂卵石地层泥水盾构刀盘脱困技术

发布时间：2020-06-20 05:53

【摘要】：泥水盾构穿过大粒径砂卵石地层时刀盘被卡住的情况很容易出现,不仅延误工期还会给工程增加预算。以兰州地铁1号线I期工程为依托,总结并分析已建地铁项目以及本项目实际施工中遇到的刀盘卡住情况及处理措施,形成一套对于大粒径砂卵石地层的刀盘脱困技术。相关技术经验可以为后续大粒径砂卵石隧道以及类似工程中刀盘脱困以及盾构安全快速掘进提供借鉴和指导。
【图文】：

掘进7～9环(9.60m)。工作舱压力设定1.70bar(1bar=0.1MPa)，开挖仓顶部压力在1.40bar左右均匀波动，刀盘转矩为410～740kN·m，掘进速度为3～5cm/min，平均推力为6700～10000kN。此后启动循环系统掘进196环，在泥水循环由旁通循环转换至推进循环的过程中，掌子面压力突然从1.40bar下降至0.67bar，工作舱液位急剧降低，现场技术人员紧急采取应急处理，后液位稳定恢复掘进时，发现刀盘无法转动。随后，泥浆池值班人员反应损失浆液达162m3，地面检测人员反应刀盘位置沉降较大，达到9.0mm，具体地面沉降以及冒浆情况如图2、图3所示。图2地面沉降图3地面冒浆情况此时盾构机处于3－11卵石层中，上覆土厚度14.5m，其中3－11卵石层约5.7m，根据地勘报告所示顶部覆水高度约7.4m。5刀盘卡住后的处理措施5.1设备自身处理措施根据前述主要工程盾构机脱困技术分析可知:一般刀盘被卡住之后，首先通过设备自身紧急处理措施使刀盘恢复运作。为解决此次刀盘卡住问题，根据以往的盾构施工经验，立即进行了如下处理措施。(1)持续泥浆循环。利用开挖仓冲洗管路，持续清洗开挖仓，但实际效果不佳，基本无卵石输出。(2)通过中心管加注泥浆和分散剂。通过中心管路对开挖仓进行注浆(浓稠泥浆)，并在浆液中添加分散剂。实际效果:通过中心管路注浆时，开挖仓压力基本无变化。在加注分散剂并循环后，也无渣土输出。(3)利用脱困扭矩转动刀盘。根据实际试验，扭矩达到7400kN·m时，刀盘正反转均无动作。(4)收缩千斤顶，提高掌子面压力，使盾构机后退。在实施过程中，开挖仓压力加压到1.50bar并维持5min，盾构机没有后退。在实施上述措施后，再次试验转动刀盘，刀盘仍无动作。(5)检查主驱动齿轮及液压驱动马达。根据检查情况，盾构机主驱动齿轮和液

7～9环(9.60m)。工作舱压力设定1.70bar(1bar=0.1MPa)，开挖仓顶部压力在1.40bar左右均匀波动，刀盘转矩为410～740kN·m，掘进速度为3～5cm/min，平均推力为6700～10000kN。此后启动循环系统掘进196环，在泥水循环由旁通循环转换至推进循环的过程中，掌子面压力突然从1.40bar下降至0.67bar，工作舱液位急剧降低，现场技术人员紧急采取应急处理，后液位稳定恢复掘进时，发现刀盘无法转动。随后，泥浆池值班人员反应损失浆液达162m3，地面检测人员反应刀盘位置沉降较大，达到9.0mm，具体地面沉降以及冒浆情况如图2、图3所示。图2地面沉降图3地面冒浆情况此时盾构机处于3－11卵石层中，上覆土厚度14.5m，其中3－11卵石层约5.7m，根据地勘报告所示顶部覆水高度约7.4m。5刀盘卡住后的处理措施5.1设备自身处理措施根据前述主要工程盾构机脱困技术分析可知:一般刀盘被卡住之后，首先通过设备自身紧急处理措施使刀盘恢复运作。为解决此次刀盘卡住问题，根据以往的盾构施工经验，立即进行了如下处理措施。(1)持续泥浆循环。利用开挖仓冲洗管路，持续清洗开挖仓，但实际效果不佳，基本无卵石输出。(2)通过中心管加注泥浆和分散剂。通过中心管路对开挖仓进行注浆(浓稠泥浆)，并在浆液中添加分散剂。实际效果:通过中心管路注浆时，开挖仓压力基本无变化。在加注分散剂并循环后，也无渣土输出。(3)利用脱困扭矩转动刀盘。根据实际试验，扭矩达到7400kN·m时，刀盘正反转均无动作。(4)收缩千斤顶，提高掌子面压力，使盾构机后退。在实施过程中，开挖仓压力加压到1.50bar并维持5min，盾构机没有后退。在实施上述措施后，再次试验转动刀盘，刀盘仍无动作。(5)检查主驱动齿轮及液压驱动马达。根据检查情况，盾构机主驱动齿轮和液压马?

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 陈德福;;可快速装卸的镗孔车端面刀盘[J];机械工人技术资料;1976年12期

2 ;双刀盘切向高速铣齿法[J];齿轮;1977年01期

3 ;双刀盘切向切齿法[J];齿轮;1977年03期

4 周抚群;哈达克Ⅱ型刀盘[J];工具技术;1980年06期

5 吴乃珍;数控镗孔车端面刀盘技术发展现状[J];组合机床;1983年05期

6 朱铁琦;;简易多工位刀盘[J];机械工人.冷加工;1984年09期

7 胡仁义;刀盘轴的改进[J];江苏机械;1985年02期

8 ;新式绞刀盘[J];机械开发;1985年02期

9 胡仁义;;刀盘轴的改进[J];江苏机械;1985年02期

10 张存孝;可调镗孔刀盘[J];机械工人.冷加工;1990年12期

相关会议论文 前10条

1 孙骋;陈义得;;复杂地质条件下刀盘变形原因及处理技术[A];第十三届海峡两岸隧道与地下工程学术及技术研讨会论文集[C];2014年

2 李斌;贾云飞;李文功;;盾构机刀盘修复技术[A];2011中国盾构技术学术研讨会论文集[C];2011年

3 王旭;王日清;赵海峰;李天明;;盾构机刀盘的地质适应性设计研究[A];第十二次全国岩石力学与工程学术大会会议论文摘要集[C];2012年

4 韩伟锋;李凤远;;盾构刀盘优化设计[A];第九届中国CAE工程分析技术年会专辑[C];2013年

5 肖来元;杨家军;;圆形刀盘机构的动态设计[A];第八届全国结构工程学术会议论文集（第Ⅲ卷）[C];1999年

6 吴乐;;单护盾TBM掘进管片旋转相关问题及应对措施[A];2012年中铁隧道集团低碳环保优质工程修建技术专题交流会论文集[C];2012年

7 田辉;;一种大直径泥水盾构在砂土地层中刀盘被卡的脱困方法[A];2012年中铁隧道集团低碳环保优质工程修建技术专题交流会论文集[C];2012年

8 桂轶雄;姚文花;;盾构机刀盘修复及改进技术研究[A];施工机械化新技术交流会论文集（第六辑）[C];2005年

9 陈启伟;李凤远;陈馈;;大直径泥水盾构刀盘外圈梁长距离掘进修复技术[A];第二届隧道掘进机（盾构、TBM）专业委员会第一次学术研讨会暨中铁隧道集团城市盾构项目管理、施工技术、设备维保交流会论文集[C];2011年

10 韩伟锋;李凤远;王助锋;;盾构刀盘参数化建模系统开发[A];2012年中铁隧道集团低碳环保优质工程修建技术专题交流会论文集[C];2012年

相关重要报纸文章 前10条

1 李名;中铁隧道第一台自主研发的盾构刀盘成功出厂[N];中国经济导报;2005年

2 李华坤;中铁隧道自主产权盾构刀盘出厂[N];中国建设报;2006年

3 通讯员伍振 齐梦学;掘进“寿命”延长15公里[N];中国铁道建筑报;2009年

4 通讯员 宋义忠 兰红宾;高压环境下载人维修盾构机刀盘修复技术在国内首次成功应用[N];人民铁道;2013年

5 宋义忠 兰红宾;高压环境下载人维修盾构机刀盘技术在国内首次成功应用[N];科技日报;2013年

6 伍振　齐梦学;自主创新TBM技术获得国家专利[N];经理日报;2009年

7 姜明 姜书范 詹智慧 李慧楠;铁打的队伍铁打的兵[N];中华建筑报;2014年

8 本报记者 耿诺 实习生 孙奇茹;9号线实现南北全线贯通[N];北京日报;2012年

9 本报记者 陈亮 赵中庸;“科技号”对接见真功[N];人民铁道;2013年

10 陈军;如何正确使用钨钢纵切薄刀[N];中国包装报;2003年

相关博士学位论文 前6条

1 邢彤;盾构刀盘液压驱动与控制系统研究[D];浙江大学;2008年

2 刘志杰;岩石隧道掘进机刀盘设计方法研究[D];大连理工大学;2009年

3 苏翠侠;基于数值仿真技术的盾构刀盘系统载荷与结构特性研究[D];天津大学;2011年

4 王化更;液压缸直接驱动盾构刀盘系统结构优化及控制研究[D];同济大学;2007年

5 黄清飞;砂卵石地层盾构刀盘刀具与土相互作用及其选型设计研究[D];北京交通大学;2010年

6 钱华;双连杆偏心盾构刀盘系统总体参数优化研究[D];同济大学;2007年

相关硕士学位论文 前10条

1 周纪磊;全断面岩石掘进机刀盘结构设计与分析研究[D];华北电力大学（北京）;2011年

2 朱述敏;复合型土压平衡盾构机刀盘设计与应用[D];南京理工大学;2015年

3 陈龙;盾构刀盘与岩土交互作用规律研究[D];大连交通大学;2015年

4 史坚坚;TBM盘型滚刀力学特性分析[D];大连交通大学;2015年

5 谢启江;变约束条件下硬岩掘进机动力学建模及特性研究[D];上海交通大学;2015年

6 张佳媛;面向掘进性能的盾构刀盘设计及评价方法研究[D];大连交通大学;2015年

7 蔡宝;性能驱动的盾构刀盘开口和刀群组合布置设计[D];大连理工大学;2015年

8 欧阳湘宇;多点冲击下TBM刀盘裂纹萌生—扩展全寿命预测[D];大连理工大学;2015年

9 魏田华;岩土盾构机刀盘系统的动态优化设计及滚刀磨损机理研究[D];东北大学;2013年

10 邢晨;复合式土压平衡盾构机刀盘的设计与优化研究[D];河北科技大学;2014年

本文编号：2721976