浅谈盾构法隧道施工及其易发工程灾害

1、浅谈盾构法隧道施工浅谈盾构法隧道施工及其易发工程灾害及其易发工程灾害土压平衡盾构的基本原理图片演示增大增大 / 减小螺旋输送机排放速度减小螺旋输送机排放速度地下水地下水 压压 土压土压增大增大/减小推进速度减小推进速度 压力压力土舱压力主要控制因素图片演示车架4车架3车架2车架1通风系统盾尾中盾前盾刀盘刀盘前盾中盾盾尾刀盘6.28m，前盾6.25m，中盾6.24m，盾尾6.23m刀盘是一个带有多个进料槽的切削盘体，位于盾构机的最前部，开口率为28，刀盘驱动可以使刀盘在顺时针和逆时针两个方向上实现03.3转/分钟的无级变速。前盾的外型像一个圆筒,在其内部安装有用于支撑刀盘主驱动装置和螺旋输送机的

2、钢结构。排土系统中的螺旋输送机的安放位置， 装有土仓保压系统的人行闸，工作人员进入到土舱检察及更换刀具时，要使用人行闸。进舱通道连接螺旋输送机连接中盾螺栓孔支撑钢结构主驱动马达被动搅拌棒连接刀盘螺旋孔人舱闸门中盾设备主要有推进油缸，铰接油缸，人舱，米字支撑梁，走道平台，配电柜，超前注浆孔等推进油缸铰接油缸超前注浆孔盾尾没有钢结构支撑环，只有壳体，盾尾尾部有加强环，厚50mm，设有3道盾尾刷，4用6备同步注浆孔，管片拼装机安装于壳体内。盾尾下井连接螺旋输送机下井安装在其下部安装有管片运输设备，包括管片输送车、运送管片的电动吊车的连接桥轨道7m储浆罐注浆泵手动注浆系统液压油箱液压泵站冷却系统泡沫原

3、液箱泡沫混合液箱低压补偿柜配电柜空压机储气罐变压器电缆存放箱污水箱进水管卷盘排水管卷盘始发井场地标高控制，铺设盾体平移钢板车架之间采用铁销连接盾构施工测量的主要内容： 地面测量控制网的交接桩。 地面测量控制网点复核及加密。贯通测量技术方案的制订。联系测量。地下控制测量（地下主控导线测量、施工导线测量 ）。盾构机的导向测量。竣工测量等等。其中：多方向水平角观测采用全圆观测法，归零差小于6秒；导线点只有两个观测方向时，宜采用左、右角观测，左右角平均值之和与360。的较差应小于4“；如遇长、短边需要调焦时，应采用盘左长边调焦，盘右长边不调焦，盘右短边调焦，盘左短边不调焦的观测顺序进行观测；观测竖直角

4、不应30；开始测量前应测量大气温度、大气压等气象参数并输入全站仪，改变其气象参数。每条导线边测距应往返各测三测回，每测回三次读数，读数较差3mm往返平均值较差应小于5mm。边长理论上应作高程归化和投影改化工作；一般选用TC1800一级全站仪；高山、楼房顶上测量一般情况下人员分工：测站记录、观测、搬运工共三人，目标站两人。 平均边长(m)导线总长(km)每边测距中误差(mm)测距相对中误差测角中误差()测回数方位角闭合差()全长相对闭合差相邻点的相对点位中误差级全站仪级全站仪3503561/600002.546 1/350008注：n为导线的角度个数，级全站仪、级全站仪标称精度分别为m =1,

5、m=2,测距：1mm1ppm,2mm2ppm5n 高程控制网应在城市二等水准点下布设的精密水准网。高程控制网应在城市二等水准点下布设的精密水准网。其中：1、车站、隧道洞口或竖井口应设置二个以上水准点2、观测方法：往测：奇数站上为：后前前后。 偶数站上为：前后后前。 返测：奇数站上为：前后后前。 偶数站上为：后前前后。3、由往测转向返测时，两根标尺必须互换位置。4、视距60m，前后视距差1.0m，前后视距累计差3.0m5、每测站观值限差：基辅分划读数差0.5mm 基辅分划所测高差之差0.7mm 检测间歇点高差1.0mm 主要技术参数应符合以下技术要求主要技术参数应符合以下技术要求： 每千米高差中

6、数中误差(mm)附合水准路线平均长度(km)水准仪等级水准尺观测次数往返高差、附合或环线闭合差 (mm)与已知点联测附合或环线偶然中误差M全中误差Mw平坦地山地2424DS1因瓦尺往返测各一次往返测各一次 注：L为往返测段，附合或环线的路线长度（以km计）：n：为单程的测站数8L 2n 高程测量 1 1、长水准尺（、长水准尺（3m3m或或4m4m）应在每环前端法线面上置平；）应在每环前端法线面上置平； 2 2、用全站仪极坐标法直接测量每环中心（一般是粘贴反射片）、用全站仪极坐标法直接测量每环中心（一般是粘贴反射片）坐标坐标(X,Y)(X,Y)； 4 4、或用三角高程法测量直接、或用三角高程法测

7、量直接测量环片中心三维坐标（测量环片中心三维坐标（X,Y,ZX,Y,Z）。）。 长尺法测量示意图：长尺法测量示意图： 5 5、 计算环片中心与隧道设计计算环片中心与隧道设计中心的偏距，偏距在盾构前进方向中心的偏距，偏距在盾构前进方向左侧为左侧为“负负”记为记为“- -”， 偏距在偏距在盾构前进方向右侧为盾构前进方向右侧为“正正”记为记为“+ +” 。底板高大于设计高程垂直。底板高大于设计高程垂直偏差为偏差为“正正”记为记为“+ +，反之垂直，反之垂直偏差为偏差为“负负”记为记为“- -”。 3 3、用、用DS3DS3水淮仪直接测量每环水淮仪直接测量每环前端底部高程；前端底部高程； RL/2i说

8、明：1、R为隧道内径，L为长水平尺长度，i为长尺底部与隧道底之间的高差；2、站标高=i+反射片至长尺底部的高h 。反射片 一般在贯通前一般在贯通前150150米米200200米再进行一次联系测量与主控测量，测米再进行一次联系测量与主控测量，测量方法与地下主控测量和联系测量方法相同。不另作介绍。量方法与地下主控测量和联系测量方法相同。不另作介绍。 贯通后的测量贯通后的测量 1. 1.主控测量主控测量 TCA TCA托架移站必须进行复测，离贯通面托架移站必须进行复测，离贯通面5050米新移站的托架掘进米新移站的托架掘进5858环后必须进行复测，确保盾构机姿态测量误差环后必须进行复测，确保盾构机姿态

9、测量误差10mm10mm。 2.TCA 2.TCA托架测量（频率、精度控制）托架测量（频率、精度控制） 一般至少在贯通前一般至少在贯通前100100米测量出洞洞门中心的实际三维坐标，向米测量出洞洞门中心的实际三维坐标，向总工室提供书面资料，由总工室下达盾构机贯通前盾构机姿态控制技总工室提供书面资料，由总工室下达盾构机贯通前盾构机姿态控制技术指令。术指令。 3 3 出洞洞门中心三维坐标复测出洞洞门中心三维坐标复测 盾构机破洞后，应及时组织测量盾构机姿态。测量方法一般有两盾构机破洞后，应及时组织测量盾构机姿态。测量方法一般有两种，测量测点三维坐标一般为全站仪直接坐标法测量法。下面仅介绍种，测量测点

10、三维坐标一般为全站仪直接坐标法测量法。下面仅介绍两种方法的外业测量方法两种方法的外业测量方法: : 1 1 破洞后的盾构机姿态测量破洞后的盾构机姿态测量 VMT的姿态显示图形TBM 远程控制远程控制后视棱镜后视棱镜铰接千斤顶铰接千斤顶伸长测量伸长测量G 1G 2G 4G 3G. n主千斤顶伸长测量主千斤顶伸长测量V 1V 2V 4V 3V. nSLUM-控制单元控制单元盾尾间隙测量盾尾间隙测量Disto1Disto2Disto4Disto3Disto5连接到连接到办公室办公室隧道管片隧道管片TBMSPS-TBM PLC（数据采集数据采集存储系统）存储系统）控制中心控制中心ELS 目标目标黄色盒

11、子黄色盒子激光经纬仪激光经纬仪显示器显示器 工业电脑工业电脑 1、支撑与底板连接处2、3、托架支撑4、托架底板5、托架固定螺丝6、仪器对中制动螺丝圆棱镜166mm激光标靶广州地铁二号线市二宫江南西站右线R149环(鞠世健鞠世健 摄摄)新加坡某地铁隧道管片开裂(上海隧道工程股份有限公司上海隧道工程股份有限公司 摄摄)2005年4月29日夜班，左线盾构机后点垂直姿态偏离中心达到180mm，大小项目部决定转动刀盘，以使刀盘前方底部的豆粒石搅动，在推进中纠正盾构机垂直姿态。 2005年4月30日0点50分时开始启动3个刀盘电机，凌晨1点刀盘NO1、2、3电机先后过负跳闸（该现象在平时掘进中出现较多）。 后启用8个电机运转，但刀盘仍然无法转动，出现这些情况时，从设备监控系统中发现故障提示为电机过负 。 最后做出了启动10个电机转动刀盘的决定，同时缩回了顶在管片上的千斤顶，只留下24号一个千斤顶顶在管片上，启动后操作手发现电流上升较大，刀盘扭矩瞬时值高达9720KNm，操作手马上停止操作，几秒钟后盾体突然发生滚动，就产生了顺时针方向转动约29的翻转，一个千斤顶撑靴垫板被损坏，盾构机的双轨梁、皮带机等部位也随之发生扭曲变形。塌方处 2004年2月16日，左线盾构始发掘进前的准备工作已经大部分完成，包括端头土体加固，洞门两根人工挖孔桩的破除等作