小半径曲线盾构施工方案

无锡地铁无锡地铁 1 号线第号线第 10 标段标段 小半径曲线盾构施工方案小半径曲线盾构施工方案 编写 审核 审批 中铁十九集团有限公司 无锡地铁 1 号线土建工程 10 标项目经理部 2011 年 12 月 4 日 目 录 1 工程概况 1 2 盾构小半径曲线施工工艺 1 2 1 工艺流程图 1 2 2 盾构机的适用性 1 2 3 隧道辅助措施 2 2 4 推进轴线预偏设置 2 2 5 盾构施工参数选择 3 2 6 土体损失及二次注浆 4 2 7 严格控制盾构纠偏量 4 2 8 盾尾与管片间的间隙控制 4 2 9 盾构纠偏及测量姿态调整 5 2 10 监控量测及信息反馈 7 3 重难点分析 9 3 1 盾构机掘进时隧道轴线控制难度大 纠偏困难 9 3 2 管片容易在水平分离作用下发生较大的移位 造成管片侵陷现象 9 3 3 对地层扰动大 容易产生较大的地面沉降 9 3 4 管片之间易发生错台 管片易产生开裂和破损 10 3 5 漏水现象严重 10 4 重难点解决方案 11 4 1 纠偏与隧道轴线控制 11 4 2 控制管片水平移动和侵限 11 4 3 减小对地层的扰动 避免大的沉降 12 4 4 尽量避免大的错台和破损 12 4 5 减少漏水 13 5 劳动力组织 13 6 机具设备配置 13 7 质量控制要点 14 8 安全注意事项 15 1 1 工程概况 工程概况 无锡地铁 1 号线土建工程 10 标一共包含一站三区间的施工任务 其中永丰路站 太湖广场站区间包括 1 个 R430m 400m 和一个 R430m 的平曲线 南禅寺站 永丰 路站区间到达段有 1 个 R350m 360m 的曲线 三阳广场站 南禅寺站区间在三阳广 场段是 1 个 R300m 的曲线 10 标的曲线特点是转弯半径小 且大部分在 6 层土中 掘进且穿越大量的建筑物 盾构曲线掘进是施工控制的重点 为了保证有效的进行纠 偏 保证隧道拼装质量 错台 碎裂 漏水 减小地面沉降 特制定本方案 2 盾构小半径曲线施工工艺 盾构小半径曲线施工工艺 2 1 工艺流程图工艺流程图 工艺流程如图 2 1 所示 初设盾构参数 加 强 螺 栓 复 紧 管 片 注 浆 加 固 轴 线 预 偏 设 置 纵 向 设 加 劲 肋 施工准备 管 片 选 择 盾 构 机 选 型 辅助措施 满足小半径曲 线掘进要求 No 小于基准 掘 进 优化盾构 施工参数 监测隧道 沉 降 位移 收 敛 小半径曲线 施工完成 Yes 图 2 1 小半径曲线施工工艺流程图 2 2 盾构机的适用性盾构机的适用性 采用铰接式盾构进行施工 由于盾构增加了铰接部分 使盾构切口至支撑环 支 撑环至盾尾都形成活体 增加了盾构的灵敏度 对隧道的轴线控制更加方便以及管片 外弧碎裂和管片渗水等情况得以大大改善 2 2 1 适当的超挖量 2 盾构大刀盘上安装有仿形刀 具有一定的超挖范围 在曲线施工时可根据推进轴线 情况进行部分超挖 超挖量越大 曲线施工越容易 但另一方面 超挖会使同步注浆 浆液因土体的松动绕入开挖面 加上曲线推进时反力下降的因素 会产生隧道变形增 大的问题 因此 超挖量最好控制在超挖范围的最小限度内 2 2 2 铰接角度满足要求 盾构机增加铰接部分 使盾构切口至支撑环 支撑环至盾尾都形成活体 增加了 盾构的灵敏度 可以在推进时减少超挖量的同时产生推进分力 确保曲线施工的推进轴 线控制 管片外弧碎裂和管片渗水等情况得以大大改善 铰接角度 L1 L2 180 R 其中 L1 L2 分别为铰接盾构的前体和后体 R 为曲线半径 为盾构 机在小半径曲线上的铰接角度 此角度应小于盾构机自身的最大铰接角度 通过固定 铰接千斤顶行程差来固定盾构机的铰接角度 从而使盾构机适应相应得曲线半径 铰 接千斤顶行程差 mm 千斤顶最大行程差 左右铰接角度 deg 最大左右铰接角度 deg 2 3 隧道辅助措施隧道辅助措施 2 3 1 隧道管片壁后注浆加固 隧道每掘进完成 2 环 对脱出盾尾 10 环的管片通过管片的拼装孔对土体进行二次 压注加固 范围为管片壁后 2 4m 2 3 2 隧道内设纵向加强肋 针对小半径曲线上隧道纵向位移较大 在隧道靠近开挖面后 50 60m 范围管片设 置加强肋以增强隧道纵向刚度 控制其纵向位移 加强肋采用双拼 22a 槽钢用钢板焊 接成型 用螺栓将其与管片的预留注浆孔进行连接 从而将隧道纵向连接起来 以加 强隧道纵向刚度 2 3 3 加强螺栓复紧 每环推进结束后 须拧紧当前环管片的连接螺栓 并在下环推进时进行复紧 克 服作用于管片推力产生的垂直分力 减少成环隧道浮动 每掘进完成 3 环 对 10 环以 内的管片连接螺栓复拧一次 2 4 推进轴线预偏设置推进轴线预偏设置 在盾构掘进过程中 要加强对推进轴线的控制 曲线推进时盾构实际上应处于曲 线的切线上 因此推进的关键是确保对盾构机姿态的控制 3 由于盾构掘进过程的同步注浆及跟踪补注的双液浆效果不能根本上保证管片后土 体的承载强度 管片在承受侧向压力后 将向弧线外侧偏移 为了确保隧道轴线最终 偏差控制在规范允许的范围内 盾构掘进时给隧道预留一定的偏移量 根据理论计算 和相关施工实践经验的综合分析 同时需考虑掘进区域所处的地层情况 在小半经曲 线隧道掘进过程中 将设置预偏量 20 40mm 如图 2 2 所示 施工中通过对小半径段 隧道偏移监测 适当调整预偏量 曲线设计中线 盾构机 盾构推进中心线 向曲线内侧预 偏20 40mm 2 5 盾构施工参数选择盾构施工参数选择 2 5 1 严格控制盾构的推进速度 推进时速度应控制在 1 2cm min 即避免因推力过大而引起的侧向压力的增大 又减小盾构推进过程中对周围土体的扰动 2 5 2 严格控制盾构正面平衡压力 盾构在穿越过程中须严格控制切口平衡土压力 使得盾构切口处的地层有微小的 隆起量 0 5 1mm 来平衡盾构背土时的地层沉降量 同时也必须严格控制与切口平 衡压力有关的施工参数 如出土量 推进速度 总推力 实际土压力围绕设定土压力 波动的差值等 防止过量超挖 欠挖 尽量减少平衡压力的波动 其波动值控制在 0 02MPa 以内 2 5 3 严格控制同步注浆量和浆液质量 由于曲线段推进增加了曲线推进引起的地层损失量及纠偏次数的增加导致了对土 体的扰动的增加 因此在曲线段推进时应严格控制同步注浆量和浆液质量 在施工过 图 2 2 小半径曲线段盾构推进轴线预偏示意图 4 程中采用推进和注浆联动的方式 确保每环注浆总量到位 确保盾构推进每一箱土的 过程中 浆液均匀合理地压注 确保浆液的配比符合质量标准 通过同步注浆及时充 填建筑空隙 减少施工过程中的土体变形 注浆未达到要求时盾构暂停推进 以防止 土体变形 每环的压浆量一般为建筑空隙的 120 180 为 2 5 4m3 环 采用厚浆 浆 液稠度 12 14cm 泵送出口处的压力不大于 0 5MPa 左右 具体压浆量和压浆点视压 浆时的压力值和地层变形监测数据选定 根据施工中的变形监测情况 随时调整注浆 参数 从而有效地控制轴线 2 6 土体损失及二次注浆土体损失及二次注浆 由于设计轴线为小半径的圆滑曲线 而盾构是一条直线 故在实际推进过程中 实际掘进轴线必然为一段段折线 且曲线外侧出土量又大 这样必然造成曲线外侧土 体的损失 并存在施工空隙 因此在曲线段推进过程中在进行同步注浆的工程中须加 强对曲线段外侧的压浆量 以填补施工空隙 每拼装两环即对后面两环管片进行复合 早凝浆液二次压注 以加固隧道外侧土体 保证盾构顺利沿设计轴线推进 浆液配比 采用 水泥 水玻璃 30 1 水灰比为 0 6 二次注浆压力控制在 0 3Mpa 以下 注浆流 量控制在 10 15L min 注浆量约 0 5m3 环 2 7 严格控制盾构纠偏量严格控制盾构纠偏量 盾构的曲线推进实际上是处于曲线的切线上 推进的关键是确保对盾构的头部的 控制 由于曲线推进盾构环环都在纠偏 须做到勤测勤纠 而每次的纠偏量应尽量小 确保楔形块的环面始终处于曲率半径的径向竖直面内 除了采用楔型管片 为控制管 片的位移量 管片纠偏在适当时候采用楔形低压棉胶板 从而达到有效地控制轴线和 地层变形的目的 盾构推进的纠偏量控制在 2 3mm m 针对每环的纠偏量 通过计算得出盾构机左右千斤顶的行程差 通过利用盾构机 千斤顶的行程差来控制其纠偏量 同时 分析管片的选型 针对不同的管片需有不同 的千斤顶行程差 2 8 盾尾与管片间的间隙控制盾尾与管片间的间隙控制 小曲率半径段内的管片拼装至关重要 而影响管片拼装质量的一个关键问题是管 片与盾尾间的间隙 合理的周边间隙可以便于管片拼装 也便于盾构进行纠偏 1 施工中随时关注盾尾与管片间的间隙 一旦发现单边间隙偏小时 及时通过盾 构推进方向进行调整 使得四周间隙基本相同 5 2 在管片拼装时 应根据盾尾与管片间的间隙进行合理调整 使管片与盾尾间隙 得以调整 便于下环管片的拼装 也便于在下环管片推进过程中盾构能够有足够的间 隙进行纠偏 3 根据盾尾与管片间的间隙 合理选择楔型管片 小曲率半径段时 盾构机的盾 尾与管片间间隙的变化主要体现在水平轴线两侧 管片转弯正常跟随盾构机 当盾构 机转弯过快时 隧道外侧的盾尾间隙就相对较小 当管片因楔子量等原因超前于盾构 机转弯时 隧道内侧的盾尾间隙就相对较小 因此 当无法通过盾构推进和管片拼装 来调整盾尾间隙时 可考虑采用楔型管片和直线型管片互换的方式来调整盾尾间隙 2 9 盾构纠偏及测量姿态调整盾构纠偏及测量姿态调整 2 9 1 盾构及管片纠偏 盾构掘进中 由下述方法保证盾构推进轨迹和隧道设计中心线的偏差在设计允许 范围内 1 采用调整盾构千斤顶的组合来实现纠偏 盾构千斤顶按上 下 左 右四个扇形分布 推进千斤顶的油泵为变量泵 当盾 构需要调整方向时 可通过比例阀调整四个区域的油压 来调节千斤顶的顶力 如盾构偏离设计轴线 而需纠偏时 可在偏离方向相反处 调低该区域千斤顶工 作压力 造成两千斤顶的行程差 也可采用停开部分千斤顶获得行程差 但这样易造 成衬砌部分区域受力不匀 使管片损坏 盾构纠偏时要使千斤顶各区域压力分布呈线性状态 如盾构要向右纠 除左区要 较右区有一个较大的压力差外 上 下区域的压力也要适当 一般可取左 右区域压 力的平均值 同理 如需上 下纠偏时 可造成上 下区域千斤顶的压力差 2 采用微量楔形料进行隧道管片纠偏 在曲线段采用管片环面上粘贴楔形低压石棉胶板的方法 使直线段管片成为微量 楔形轴线和设计轴线拟合 石棉橡胶板的压缩率为 12 分段粘贴好的石棉橡胶板经推进过程中千斤顶压缩 后 成一平整楔形环面 管片在制造中 会存在微小的误差 特别是环宽的误差 管片在拼装过程中也会 产生误差 这些误差的积累和发展会导致盾构虽未偏离设计轴线 但盾尾的管片变得 越来越难拼装 测量管片的偏差 会发现管片中心线已呈偏离设计轴线的趋势 采取 以下预防措施 6 a 在每一环管片拼装时 测量上一环管片与盾构内壳上 下 左 右各点的间隙 若各点间隙均在 1cm 以上 可视作管片轴线与盾构轴线拟合 若测得某点间隙小于 1cm 则可视作管片已开始偏离盾构轴线 此时可用微量石棉橡胶楔形料进行纠偏 将 最大楔形量贴于间隙小处的衬面上 b 一次最大楔形量不得大于 6mm 若超过 6mm 管片橡胶止水条的压缩量变小 会失去止水效果 所以在曲线段掘进时当安装楔形管片后仍需粘贴纠偏条时 应分数 环粘贴 不应一环粘贴过厚 c 若最大楔形量为 6mm 经压缩后为 5 28mm 测得管片与盾构的偏差斜率后 即可算得纠偏的环数 2 9 2 盾构测量与姿态控制 盾构机的测量是确保隧道轴线的根本 在小曲率半径段是盾构机的测量极为重要 在小曲率段推进时 应适当增加隧道测量的频率 通过多次测量来确保盾构测量 数据的准确性 同时 可以通过测量数据来反馈盾构机的推进和纠偏 在施工时 如 有必要可以实施跟踪测量 促使盾构机形成良好的姿态 由于隧道转弯曲率半径小 隧道内的通视条件相对较差 因此必须多次设置新的 测量点和后视点 在设置新的测量点后 应严格加以复测 确保测量点的准确性 防 止造成误测 同时 由于盾构机转弯的侧向分力较大 可能造成成环隧道的水平位移 所以必须定期复测后视点 保证其准确性 由于线路的急转弯 间距 20 30 环布置测量吊篮 每推进 5 环复测一次导线点 盾构机推进采用自动测量系统 推进时每 2 3min 自动测量一次盾构姿态 盾构机拼装后 应进行盾构纵向轴线和径向轴线测量 其主要测量内容包括刀口 机头与机尾连接中心 盾尾之间的长度测量 盾构外壳长度测量 盾构刀口 盾尾和 支承环的直径测量 盾构机掘进时姿态测量应包括其与线路中线的平面偏离 高程偏 离 纵向坡度 横向旋转和切口里程的测量 各项测量误差满足下表 2 1 要求 表 2 1 测量误差表 测量项目测量误差测量项目测量误差 平面 高程偏离值 mm 5纵向坡度 1 7 里程偏离值 mm 5 切口里程 mm 10 横向旋转角 3 以盾构中心轴线作为 X 轴 垂直于轴线方向为 Y 轴 Z 轴即为高程方向 刀盘中 心作为坐标圆点 在刀盘后面固定螺杆盾构姿态的测量前点 利用激光站支架置镜在 盾构主机支架上设一个支导线点 然后置镜支导线点后视激光站导线点测出 A B C 三点的大地坐标 因为 A B C 三点相对于 O1O 坐标轴有固定关系 根据 A B C 三点的实测坐标利用三维坐标转换关系就能定出 O1O 的实际位置及刀盘中心 O 的坐标 利用 O 点的实测坐标就能计算出盾构的实际里程以及前后参考点的俯仰情况 根据 A C 两点的理论高差和实测高差计算出盾构的具体旋转情况 根据姿态的实测通过调 整千斤顶和注浆压力来对盾构进行纠偏以达到盾构能按预定位置掘进 盾构姿态测量 示意如图 2 3 所示 O1 盾尾后参考点 X Y Z X Y Z O 固定的螺杆 坐标圆点 前参考点 A B C X Y Z 盾构姿态测量示意图 图 2 3 盾构姿态测量示意图 2 10 监控量测及信息反馈监控量测及信息反馈 2 10 1 施工监测内容 针对该区间隧道沿线的建 构 筑物及地下管线设施 结合盾构推进施工中引起 地面沉降的机理采用如下监测内容 1 地表环境沉降监测 地表沉降 地下管线沉降 建 构 筑物沉降 2 在建隧道沉降监测 8 2 10 2 施工监测范围及点位布置 1 地表沉降点布设 建立地面沉降监测网 即在现场布置平行于隧道轴线的沉降监测点和垂直于隧道 轴线的沉降监测点 平行于隧道轴线的沉降监测点设置为 每 5 0m 布设一点 垂直于 隧道轴线的沉降监测点设置为 进出洞 100m 范围内每 20 0m 一个断面 其余部位 30 0m 一个断面 平行于隧道轴线的地面监测点主要用于观测盾构施工时对地面的影响程度 垂直 于隧道轴线的地面监测点主要用于观测盾构施工时对地面的影响范围 盾构施工的监测范围一般为盾构前 20 环 后 30 环 对范围以外 30 100 环的测 点每周复测一次 对 100 环外所有新完成区间监测点每月观测一次 在整个区间隧道 施工完成后对该区间地表轴线点再测量一次看后期变化量 2 地下管线沉降 施工前与各种管线单位联系 摸清地下管线的准确位置 并将管线落到具体的布 点图上 按管线单位要求进行监测点的埋设 并做好监测点的保护工作 同时加强沿 线巡视 并把监测信息及时反馈给各管线单位 本着即能全面掌握信息 又要经济安全地完成整个隧道工程的原则 对常规管线 的监测利用地表沉降监测网 但为了更直接地了解盾构施工对管线的影响程度 对轴 线两侧各 5 米范围内各种管线的设备点 如阀门井 抽气井 人孔 窨井等 进行直 接监测 在管线单位的监控下确保管线的安全 并控制管线的沉降在容许的范围内 3 建筑物沉降 对盾构推进切口附近方圆 20m 内涉及的建筑物进行监测 4 隧道沉降监测 沿着隧道推进方向在隧道的管壁上布设沉降监测点 在进 出洞 50 环范围内 每 隔 5 环布设一点 在其他部位每隔 10 环布一沉降监测点 每次监测范围为新施工区段 100 环 前期已完成区段 100 环 2 10 3 监测技术要求及监测频率 1 监测精度 在监测工作中 监测精度应满足以下要求 沉降位移监测误差 0 5 mm 2 监测频率 9 监测工作自始至终要与施工进度相结合 监测频率与施工工况相一致 应根据施 工的不同阶段 对影响范围内的监测对象 合理安排施工监测频率 3 地面沉降 管线沉降 在区间隧道盾构出洞前布设监测点 测 2 3 次 取 得稳定的测试数据 在盾构出洞后即开始监测 在盾构推进期间正常情况下 2 次 天 施工区域 30 100 米以远的已完成区段 1 次 周 1 个月后且沉降速率小于 3mm 周监测 频率可根据工程需要随时调整 以满足保护环境的要求 4 建筑物沉降 监测频率 2 3 次 天 及时了解建筑物的变化情况 在盾构穿 越危房时要增加监测频率 根据沉降量及沉降速率及时调整监测频率 保证监测信息 准确及时 5 隧道 环片 沉降 测试频率为 离推进面 20m 范围之内时 1 次 天 离 推进面 20m 至 50m 范围时 1 次 2 天 离推进距离大于 50m 范围时 1 次 周 隧道贯 通后 1 次 月 沉降稳定后改为 1 次 2 个月 直至验收 2 10 4 监测资料的分析 处理及资料报送 1 监测测量结果在测量工作结束后 2 小时内提供 出现险情时 及时提供监测 数据 2 监测资料每日以报表形式提交 报表要对应工况 工况要以图表反映 说明 施工时间及相应施工参数 这样有利于对监测报表进行综合分析 提高报表的实用性 和可靠性 3 每周提交有数据 有分析 有结论 沉降变化曲线 的周报小结 4 全部工程结束后一个月 提交监测总结报告 3 重难点分析 重难点分析 3 1 盾构机掘进时隧道轴线控制难度大 纠偏困难盾构机掘进时隧道轴线控制难度大 纠偏困难 盾构机体本身为直线形缸体 不能与曲线完全拟合 曲线径越小纠偏量越大 纠偏灵敏度越低 轴线就比较难控制 并且由于转弯关系 左右侧油缸需要形成一个 很大的推理差才能满足转弯推进要求 一次这就造成左右两侧油缸推力可调范围很小 从而可用于调整姿态的油缸推理调整量很小 这也同样加大了对到控制喝酒片的难度 曲线上盾构机掘进过程中所穿越的孔洞将不再是理论上的圆形 实际为椭圆 形 需要配套使用超挖刀装置进行超挖 3 2 管片容易在水平分离作用下发生较大的移位 造成管片侵陷现象管片容易在水平分离作用下发生较大的移位 造成管片侵陷现象 10 隧道采用 1 5m 宽度的管片 比小宽度管片在此工程中的施工难度加大了许多 隧道管片衬砌轴线因推进水平分力而向圆曲线外侧 背向圆心一侧 偏移 在小 半径曲线隧道中盾构机每掘进一环 由于管片端面与该处轴线产生夹角 在千斤顶的 推力作用下产生一个水平分力 使管环脱出盾尾后 受到侧向分力的影响而向曲线外 侧偏移 3 3 对地层扰动大 容易产生较大的地面沉降对地层扰动大 容易产生较大的地面沉降 由于纠偏时的超挖 对土体扰动增大而发生较大沉降 小曲线隧道的施工除了有 直线段隧道施工的地层变形因素外 还有以下二个因素的影响 由于盾构机处于纠 偏状态 超挖刀也不断进行超挖掘进 开挖断面为一椭圆形 实际挖掘量超出理论挖 掘量 增加了地层不稳定因素 由于纠偏量较大 对土体的扰动也大 地层损失量 也增加 容易造成较长时间的后期沉降 3 4 管片之间易发生错台 管片易产生开裂和破损管片之间易发生错台 管片易产生开裂和破损 管片存在一个水平方向的受力 不但会使整段隧道衬砌管片发生水平偏移 即前 面所叙的侵限现象 还会导致管片之间发生相对位移 形成错台 由于管片的特殊受 力状态 管片与管片之间存在着斜向应力 使得前方管片内侧角和后方管片外侧角形 成两个薄弱点如图 1 使得相当多的管片因此破裂 还有一个破裂原因就是因为相邻两 环管片产生了相对位移 使得管片螺栓对其附近处混凝土产生剪切作用 使该处的混 凝土开裂 图 1 转弯处管片因斜向受力破损示意图 3 5 漏水现象严重漏水现象严重 过小半径曲线段漏水现象严重的原因大致如下 管片错台导致止水胶条衔接不 紧密 拼装效果不好和止水胶条的破坏 管环外侧的混凝土开裂 转弯段因盾尾 间隙减小过多 使得管片被盾尾钢环刮坏 裂缝绕过止水胶条 如图 2 11 图 2 管片背后开裂导致漏水示意图 4 重难点解决方案 重难点解决方案 对于小半径转弯的难点 主要是从盾构机掘进参数 盾构设备 超挖刀 铰接装 置 管片选型和拼装等施工措施方面来解决 特别是要采取了同步注浆和二次双液注 浆相结合的措施 以保证小半径圆曲线段成型管片不出现侧向移动 以及及时填充围 岩空隙保证土体稳定 下面对上叙难点逐一进行分析并探讨解决措施 4 1 纠偏与隧道轴线控制纠偏与隧道轴线控制 4 1 1 中盾和尾盾采用铰接连接 有效地减少了盾构的长径 使盾构在掘进时能灵 活的进行姿态调整 顺利通过小半径转弯 4 1 2 盾构机转弯时通过的孔洞不是圆形 而是在原来的圆洞基础上两边扩挖而形 成的椭圆形 超挖刀的设置正好满足了这个增大净空的要求 4 1 3 掌握好左右两侧油缸的推力差 尽量地减小整体推力 实现慢速急转 4 1 4 盾构机司机根据地质情况和线路走向趋势 使盾构机提前进入相应地预备姿 态 减少之后的因不良姿态引起的纠偏 4 1 5 加密加勤 VMT 移站测量 避免由此产生的轴线误差 由于我们是将短距离 的曲线看成是直线段来指导盾构机掘进 如果不短距离移站测量 则相当把长距离的 弧线当作直线 故轴线偏差自然会相差很大 4 1 6 做好管片选型 由于是选用的通用管片 不存在转弯环与标准环的区别 所 有每一环管片都是一样的 同时每一环管片可以调整的姿态最大为 45mm 因此 这 就需要我们实时对盾尾间隙进行测量来确定 KT 块的位置 从而有效保证使盾构姿态 尽量与设计轴线的吻合 4 2 控制管片水平移动和侵限控制管片水平移动和侵限 4 2 1 进入缓和曲线段时 将盾构机姿态往曲线内侧 靠圆心侧 偏移 15 20cm 形成反向预偏移 这样可以抵消之后管片的往曲线外侧 背圆心侧 的偏移 由于我 12 们开始推进便是从缓和曲线开始 因此提前做好转弯姿态准备是重中之重 这样可以 保证我们在以后的掘进时能够轻松地控制盾构机走向 4 2 2 减小油缸推力 在强 中风化地层中小半径圆曲线掘进的过程中 对土体的扰动会显著降低外围 土体的强度及自稳能力 土体具有的蠕变特性以及出现水平方向土体压力不均 管片 在长时间承受千斤顶水平分力的等情况下 管片会向外侧整体移动 小半径曲线掘进管片位移量 可用公式表达 R T P T 盾构机推力的反作用力 P 土体对管片侧面的附加应力 R 转弯半径 变形系数 由上式得知 当盾构机的推力越大时管片侧向位移也越大 当掘进的转弯半径越 小时管片侧向位移也越大 同时 推进时根据我们火锦区间段的经验 可以把推力控 制在 900 1150t 在特殊地层时根据实际来及时调整推力 4 2 3 在管片偏移的方向额外进行注浆 达到一定的压力以抵抗管片的偏移 待浆 液凝固后 则管片位置基本已经确定下来了 注浆的位置选择 1 点和 4 点手孔为宜 右转弯 这样不但可以抵抗管片水平偏移 还可以抵抗管片的上浮 4 3 减小对地层的扰动 避免大的沉降减小对地层的扰动 避免大的沉降 4 3 1 严格控制好姿态 争取进行时时的细微纠偏 避免大的纠偏而造成对土体的 扰动 利用 SLS T 系统对盾构机姿态的实时监测显示 根据地层的软硬分布情况 分区 操作推进油缸 设定推力和推进速度 实现对盾构姿态的实时控制 必要时一个掘进 循环可分几次完成 盾构机掘进时 总是在进行蛇行 难免出现姿态偏差 蛇行修正以长距离慢慢修 正为原则 盾构机姿态调整 纠偏 方式有 a 滚动纠偏 采用刀盘反转的方法进行 滚动纠偏 b 竖直方向纠偏 盾构机抬头时 可加大上部千斤顶的推度进行纠偏 盾 构机叩头时 可加大下部千斤顶的推度进行纠偏 c 水平方向纠偏 向左偏时 加大 左侧千斤顶推度 向右偏时 加大右侧千斤顶推度 4 3 2 及时 充足地跟进同步注浆与二次注浆 将管片与围岩间地空隙填充密实 13 达到稳固管片和减少地表沉降地效果 4 3 3 减小推力和掘进速度 同时选择合适地土仓压力保持模式 最大限度地减小 地层扰动 和保证掌子面的稳定 防止坍塌 4 4 尽量避免大的错台和破损尽量避免大的错台和破损 4 4 1 油缸推力尽量不要太大 尤其时曲线外侧 背圆心侧 油缸 由于要加大推 力来增加左右两侧油缸推力差 从而实现盾构机转弯 但是 在加大油缸推力的同时 一定要注意管片的承受能力 避免由此造成的管片破裂 4 4 2 由于曲线外侧油缸推力较大 尤其要注意不要突然加力或者突然释放推力 这样也会造成管片的破裂 4 4 3 掘进的时候 把拧螺栓这道工序做到位 有效的防止错台的发生 4 4 4 提高管片拼装手的水平 避免因拼装不到位产生的错台 4 4 5 注意保持良好的盾尾间隙状态 避免盾尾钢环刮坏管片 调整好油缸撑靴的 位置 尽量使撑靴完全作用在管片上 4 5 减少漏水减少漏水 4 5 1 减小错台 使止水胶条对接紧密 达到良好的止水效果 4 5 2 拧紧螺栓 压紧止水胶条 4 5 3 检查止水胶条 保证其完整 牢固 拼装前 用水清洗止水胶条 避免因止 水胶条之间挤有杂物而影响止水效果 4 5 4 注意保持好盾尾间隙 避免盾尾钢环刮坏管片 使裂隙绕过止水条而形成漏 水 5 劳动力组织 劳动力组织 劳动力组织如表 5 1 所示 单条隧道 表 5 1 劳动力配置表 盾构司机2 台起重工2 电瓶车司机4电工3 行车司机4焊工3 盾构维修人员3防水工3 测量工2注浆工6 机修工3普工6 14 合计41 6 机具设备配置 机具设备配置 主要设备如表 6 1 所示 单条隧道 表 6 1 主要设备配置表 机械设备名称型号规格数量备注 土压平衡盾构机 EPB 6370 1 套 带有铰接装置和超 挖刀 龙门吊45t 16t1 台 龙门吊16t1 2 台根据场地需要 电瓶机车35t 2 台 单个 隧道 碴土车 8