盾构始发过程中刀盘冻住施工总结
1、工程概况
广新区间始发端头洞门采取垂直及水平冷冻止水加固,截止到12月16日为止,积极冻结62天。
盐水总去路温度-30℃,总回路温度-28℃。
垂直冻结孔平均温度为-21.5℃,水平冻结孔平均温度为-10.5℃。
垂直冻结示意图垂直冻结器示意图
水平冻结示意图水平冻结示意图
2、成因
始发段洞门加固区平均温度达到-21.5℃,盾构推进至-3环,刀盘已通过围护桩掘进至三轴搅拌桩。
12月21日晚上8点,盾构机电力跳闸,刀盘停止转动10分钟。
由于刀盘刚通过围护桩与三轴之间夹心层,刀具已抵至三轴搅拌桩,该位置冻结壁温度达到-28℃左右,且掘进过程中往刀盘前注入泡沫及水,造成刀盘下部、泡沫及水、掘削土体结成整体,加上刀盘面3点位置有些许钢筋阻碍,造成刀盘卡死。
3、处理过程
针对上述问题,我部采取了如下措施:
1)通过刀盘正反转,使刀盘突破冻结土体
我部尝试通过刀盘正反转解决此问题,但由于正反转过程中盾构刀盘扭矩已达到设定极值,该方法尝试失败。
2)派人进土仓观察刀盘前方情况,盾构推进油缸分组泄压,降低刀盘转动扭矩
①派人进入土仓观察情况,土仓下半部分渣土太多,根据刀盘上部情况初步判断,刀盘上半部分没有被冻住,但部分刀具已贯入三轴搅拌桩,刀盘转动时瞬间力矩不足以突破三轴搅拌桩阻力,造成刀盘卡死。
通过分析讨论,决定对盾构推进油缸分组泄压,达到盾体回退,使刀盘前方贯入压力减小。
油缸泄压后,再次尝试转动刀盘,但刀盘转动瞬间力矩不够,该方法尝试失败。
进土仓查看刀盘情况
刀具在三轴搅拌桩上路径
②对土仓及周围渣土进行清理,清理完成后,刀盘转动依然困难。
3)对刀盘进行升温解冻
采取上述措施均为达到刀盘转动的效果,初步推测刀盘被冻住,故决定对刀盘处土体进行升温解冻。
采用从北京购置的2台暖风机,放于土仓内,对刀盘位置土体进行加热。
经过12小时的升温解冻,刀盘能够转动一点,但由于部分刀具已贯入三轴搅拌桩,未形成旋转
路径,导致刀盘瞬间启动力矩不够,不能完全转动。
4)采用千斤顶将盾体整体后退,使刀具脱离三轴搅拌桩,达到转动目的
最后,决定使用千斤顶,把盾体整体往后顶,让刀具脱离三轴搅拌桩体。
通过36个小时不懈的努力,盾构机终于恢复正常掘进。
4、经验教训
盾构机通过加固区时,一定要确保连续通过,刀盘停止转动时间不能超过5分钟。
且在掘进过程中,应配备蒸汽机等加热应急措施,在刀盘冻住第一时间进行加热解冻,并反复正反旋转刀盘可以达到刀盘转动效果。