3.3防治措施 虽盾构法施工应用时间已经较盘发生结泥饼问题直都盾构法施工大难题至今也没有种能够彻底消除盾构泥饼发生技术方法施工技术上更多各施工单位结合自己积累施工经验进行分析研究主要集对泥水性能控制和盾构掘进参数控制选择上对已形成泥饼处理方面主要还采取人工开仓清除等方式 3.3.1盾构机设备改造 泥饼掘进过程泥质粉砂岩地层遇水软化和刀盘掘进挤压形成泥团堆积附着刀盘及刀盘牛腿上断碾压形成因而增强土仓内循环能力降低粘土附着对减轻盾构泥饼形成有非常重要作用结合泥水盾构机环流系统特点设计了套土仓内循环装置该装置能同时进行刀盘注水和对刀盘心开口处送入循环泥浆(见下图) 循环泥浆该装置旋转管前端与刀盘连接部孔与刀盘注水通道相通固定支座安装盾构机隔板上端与循环泵送泥管相连旋转管内设置隔板管内分成两隔离内腔 循环泵循环泥浆泵送至腔经过Y型管注入刀盘心两侧从而直接冲刷刀盘和增大循环流量通过调节泵转速来获得合适泥浆流量而另路高压自来水通过注水管及回转接头和水管进入旋转管前腔再达心开口 通过刀盘心位置注入大流量循环泥浆直接冲刷刀盘冲掉尚未形成泥饼增大内循环流量及时把切削下来粘土带走阻止土团相互粘结和研磨从而易结泥饼所泵入循环泥浆增加切削土体流塑性而且注入高压自来水进步稀释泥浆粘度提高盾构机排泥输送能力有效防止盾构机刀盘面泥饼形成 同时盾构机土仓隔板部适当位置增加布设搅拌棒增加渣土流动性也定程度上降低泥饼形成速度 调整配置增加高度差拉开各类切削高度差等方式采用贝壳刮刀高出刀盘140mm外圈滚刀高出刀盘140mm开挖面破除下来碴土留出足够出碴空间有效减少渣土刀盘心滞留时间减小盾构机掘进时挤压粘土形成泥饼速度 3.3.2严格控制环流泥水性能参数 非常关键因素泥水盾构机、强风化岩和粘土地层掘进过程必须及时用低比重优质泥浆置换土仓内高粘性土防止土块刀盘和土仓附近堆积保证刀盘开口处通畅因此要选择适合泥浆指标并进行严格控制 (1)掘进过程严格控制泥浆各种性能指标包括粘度、密度和析水率等根据、强风化岩和粘土地层岩土特性通过对隧道洞身地层抽芯土样进行实验选取使用参数适合低粘度、低密度、低失水性泥浆 (2)根据实验结泥浆指标应控制:密度1.05-1.15g/cm3;粘度18-20s掘进初期往泥浆内添加润滑剂(工业洗涤剂)有效减少岩石粉末和土层粘土附着刀盘或已经形成泥饼上几率并且化解初步形成泥饼 (3)掘进过程泥浆会因渣土溶解引起泥浆粘度和比重快速上升导致循环泥浆渣土携带能力严重下降容易造成粘土团滞留刀盘及土仓内因此盾构掘进过程要及时进行泥浆指标实验必要时每5分钟需监测次根据泥浆情况通过泥浆处理设备排浆和连续加注清水方式稀释粘稠高浓度泥浆 3.3.3控制盾构掘进参数和环流系统配置及操作 加强对盾构掘进参数观察注意刀盘扭矩推力异常变化掘进期间保持循环泵和刀盘防泥饼装置对刀盘间断泥浆循环和对刀盘间断冲洗同时结合刀盘心注水系统使用掘进完成继续进行泥浆循环尽量排空刀盘及土仓内渣土 防止其大量附着 加大送排泥浆流量掘进过程避免采用逆循环推进模式确保切削下渣土及时得排出尽量避免刀盘进土口和土仓内渣土粘结 盾构机掘进速度宜超过20mm/min刀盘扭矩大情况下适当加快刀盘转速减少大块粘土产生数量此外刀盘旋转切削时要经常进行正反向切换要长时间同方向旋转 掘进时要密切注意出渣量变化当发现出渣量异常减少时要及时采取对土仓和刀盘实施循环清洗掘进过程每掘30cm清洗次土仓防止土仓内结成泥饼对土仓隔板温度也进行人工随时探测 调整环流继泵设置距离根据掘进地层地质情况及能出现泥浆流体性状及环流继泵性能随着隧道线路延长调整环流继泵布置距离从而获得佳流体输送效率 3.3.4刀盘泥饼开仓情况下消除 对于轻微泥饼现象用泥浆或高压水清洗刀盘同时高速空转刀盘借助泥饼自身离心力脱离出刀盘表面 使用工业除垢剂或者漂白剂破坏粘土土质性状通过刀盘注水或清洗系统注入工业除垢剂或者漂白剂注入刀盘处经过段时间浸泡转动刀盘搅拌经过搅拌显著瓦解刀盘表面泥饼结块情况 3.3.5开仓清除刀盘泥饼 地质条件好地方比较容易实现气压或者常压开仓人工进入采取高压水切割或者其机械方式实施清除由于泥饼经过长时间挤压受热形成硬度极大需要较长清除时间而地质较软或者富水地层进行人工开仓清除泥饼安全风险比较大而且准备工作多时间长必要时还必须地面加固配合条件下才能进行费用也高因而人工开仓清除泥饼具有局限性和较大安全风险