影响盾构姿态保持和调整的因素及姿态调整技术

分析影响盾构姿态保持和调整的因素及姿态调整技术成型隧道的质量是隧道的生命。对于表现快速、一次成型的盾构法隧道更为突出（速度快要我们反应快，有时效。一次成型要我们应对措施得当）。姿态的好坏不仅影响设计线路的成果是否实现，也会影响管片拼装质量，甚至可能引起渗漏水，直接影响隧道的整体防水效果、隧道的耐久性问题。因此盾构法隧道中盾构姿态的保持和维护是此法的重点，同样也是难点。如何实现姿态的可控，出现问题的调整将是工作的重点。姿态保持和调整的标准是设计；姿态保持和调整通过盾构设备；姿态调整的重点在过程。而且自始至终，持续不断。关键在于对盾构机性能的熟悉和应用；对于设计意图的理解和实施；对隧道地层的认知；周围环境情况掌握；良好的盾构操作团队；合理的调整处理方案、保持姿态的建议措施等等。只有这样才能控制好盾构姿态，隧道成果。1盾构机盾构机的性能直接与姿态调整相关。主要表现在盾构设备的可操作性、盾构调向的灵敏度、盾构设备的配置水平（测量系统、注浆系统、管片拼装系统、超挖刀等）。其实很多类型的盾构机在推进系统方面都大同小异。由或单或双的众多油缸推进，因调向需要，把众多油缸分区：上、下、左、右四块。调向基本操作，低头了下部分区油缸加大推力，上部油缸或不调、或降低，其他类推。表现不同的是在分区油缸里，期望应该是每一根都应该可以单独锁定或启用，分区越多越好。事实上油缸调设置要么整体按分区调整，要么不好锁定，增加了调向的难度；盾构机的灵敏度主要表现在调向和转弯方面。早期盾构机为保证盾构调向的需要一般在5米左右长，但管片拼装等工作相当的困难。后来技术进步，增加铰接机构，既满足了盾构调向的需要，也保证管片了拼装。现在的盾构就可做8米长。但是由于铰接设置的技术不同，在调向表现上也不同。有的盾构铰接为被动式，即随着盾构的需要在走；有的则在盾构调向时，可以主动调节铰接油缸的行程，调整各分区油缸行程差；测量系统：测量是姿态变化的眼睛。而不同盾构配置不同，有自动测量系统，有的没有；有的比较直观的将盾构所需要的数据全部汇集显示在仪表盘上，使用方便。有的为半自动化，部分需要人工采集分析；自动化程度高的操作简单，但问题处理比较困难；配置低的，人工量大，出问题的概率增加，也影响速度，对操作手的要求高。配置状况或因技术，或因采购方是否要求（成本）；注浆系统的主要功能在于及时或同步的将盾构开挖形成的空隙充填，防止沉降。一般盾构有四组八个孔，平时启用四个，备用四个。但是注浆的过程可以很好的辅助调向，启用上部注浆孔管片有下移趋势，用下部注浆孔管片上移趋势等。浆注的坍落度也会影响调向；管片拼装系统：如果系统满足环宽一米管片的要求，易调。如果仅为通缝拼装，则姿态控制标准要求高，一般错缝相对容易，若360度范围更好。管片拼装插入量少的，则盾构不灵敏，调向困难；设置超挖刀是为了调向。但有仿形刀和纯超挖刀之分。仿形刀可以按需超挖，智能化。纯超挖刀的开启的量的控制不易实现，平均超挖；盾尾间隙也是调向的关键。正常姿态，盾尾间隙均匀，一旦出现没有间隙或超间隙，调向困难，也可能损坏管片。调向时必须关注；盾尾间隙有约4cm以上，有在2cm。自然间隙大的容易调整；还有很多间接影响或会引起盾构姿态变化的配置也应该熟悉。如土压平衡盾构的土压力的建立和保持是姿态保持的关键等。2管片的设计在设计方面主要关注建筑限界的要求、施工误差范围、纵坡设置情况、管片拼装形式防水设计和一些特别说明和要求。2．1建筑限界和施工误差是我们控制调向的标准，根据标准制定调向的阀值、警戒值，超标量等。即在什么范围内不调，什么范围正常措施，超值处理等2．2防水材料的设计要求。特别关注管片外张量、抗渗性。外张量大的，调向容易。塘2做．册3秋管片的楔形量臂设计。即管片垫对于平、竖曲扰线推进时的适垒应设计。通缝围的一般先靠楔杨形环来满足平依、竖曲线；通腊缝的一般平曲经线有楔形环，热竖曲线则通过淘加衬垫提供楔霸形量实现调向早，竖曲线半径区都在府500这0招米摩以上，完全可胜以满足要求；脂2潮．株4喜通缝拼装和半怨错缝、全错缝害型。其中通缝命拼装的要求最故高，半错次之咽，全错缝最好煮。通缝中的管息片选型非常重文要，也就是严截格的执行设计友排版面，否则伤生产、使用都塔会存在问题。妨通缝中管片存旁在左右环，用可于平曲线或调醒向。竖曲线则纲通过加垫片的描方式实现。一丛般楔形环多生丰产设计量险的永1.辈1宝—经1.立2卫倍，最终根据暖现现场使用作尿一定量小幅调万整。通缝模式售现在只有上海茅使用，其他城预市基本都是错丈缝方式。半错码缝就是只丑有符1仁0勉点位娱和翅2叙点位。全错缝枝中封顶块可以级在全周的需要坝位置。目前国认内很少有用于朽底部的，偶尔辣调向出现，也陪要经相关方确不认。因为拼装游方式的不同，斩调整的量、速张度也不同。相伸比较，通缝比斯较困难；渐当然从受力分馆析上，通缝的粪刚度小于错缝获（捕约霉20把%怜），按新奥法喝的原理，支护息与地层共同支厅承形成结构。榨发生灾害，管喂片结构有一定象的柔韧性，抗尊灾性能好。袭当然还有管片辆的环纵缝榫槽穗的设置情况。吩3邮地层情况（包用括地质和水文萝）的掌握反应旬在盾构施工的摧控制模式上。盗3演．晶1陷随时掌握盾构本所处的地层情筐况有助于盾构弱姿态。砂性地疾层土压力会高船；不均匀地层酒的推力调整，军差异特别大的为应急措施；整务体承载力低的控推进措施；混笋合地层的姿态呢控制；软土地尖层的注意事项疗等。都是要从脖地勘资料中认肠知。其实也是旷盾构选型的重虽要依据。对照凤地层查阅以往耳资料，该地层毒对于盾构法的椒表现。还有设紧计中有无特殊压地层，特殊说止明和要求等，澡这些都是影响健盾构姿态保持呀因素；侮4吧周围环境情况董是我们盾构施胡工中应该也必压须关注和重视爷的一部分颂。一则考虑保忘护地面及地下趁建构筑物，二部经常存在调向泄和保护矛盾。展盾构调向考虑陡的重要因素之咽一；提5详盾构姿态的保赠持敏：较5皇．歇1计正常情况下为售盾构姿态可控堪，土压力稳定渔，铰接油缸、皮推进油缸行程苹保持基本一致替（差值在银20mm逼左右），盾尾树间隙均匀，管府片选型正确，估出渣均匀可控燕（地层没有发忆生突变），地异面监控量测无吃异常，掘进速注度理想，各种灭消耗材料正常等。乐5拔．删2抓土压力的设定叔按静止土压力清公式，然后针抓对粘性土提坐高误1.酸1躁—康1.盆2朗，砂性土可提巩高牧到查1.遍4脾倍。最终调整佳以监测结果为念指导；盾构姿帮态在推进过程笋中最好保持抬味头势茄（幸1概—擦2辟‰浙）；平曲线正愧常计算出的油踏缸行程差保持划，左转加大右是则推力，右转暗加大左则推力旋，上坡加大底蜘部油缸推力等馒等。（其实盾巴构很好开，几茄个按钮）很6私影响姿态变化厦的因素忌6禾．性1散盾构始发和到脉达。盾构的始夜发和到达是盾痰构姿态不易控坦制，或容易发边生改变的一个紧点。画始发的成功与译否盾构姿态是号评判标准之一圣。很多盾构法邀施工的问题集考中表现在始发趁和到达阶段。疼这两个阶段的汇盾构施工处于愿临界或不正常靠状况。如端头法加固的质量、熟盾构始发的初抚始姿态的保持透、始发过程中架盾构姿态的变哄化都将很长时扮间影响盾构的独姿态变化和发块展，还有盾构矛始发阶段不易挂进行姿态调整城等众多因素。购所以要针对地驶层做好加固，视建立稳固的盾呜构始发系统，顷最好是整机始幕发，做好洞门书防水，土压力蕉的建立适当。释6毁．睁2悠土压力的保持淘不稳。在推进在过程中的保持杠土压力稳定，警防止突变。出岂渣控制不好，讯多出或少出，虾引起盾构参数逢变化。疫6外．尖3闲地层差异明显规。在盾构推进挡的同一断面中机出现两种或以恶上不同性质的抗地层，肯定会靠引起姿态变化友，特别是差异祖较大的更为突摄出。遣6跌．慨4凶地层承载力过旧低。特别是高拦流塑性的软土论地层、暗浜、永古河道等容易搅6钥．瓣5赴地层泄露或损披失被动引起盾汁构姿态的变化楼6握．位6散建构筑物的。南不明建、构筑较物会促使盾构贩姿态变化，穿佳越建筑物引起属的突变产生变腾化。凡6柜．软7瞧承压水的影响益。对于承压水判的认识不够，迅致使土压力与沈之不一致而引珍起的变化。碍6剧．谁8锐管片姿态的反长引姿态变化。愁盾构姿态的调狼整逗6扮．情9趣长时间的停机失引起的变化。絮6渠．畜1垦0酸人为因素。受撑人的影响因素党面很广，可能还是随机的，也智可能整体技术痕水平不高造成膝的变化。砖7视姿态调整技术眨盾构姿态的调饭整考虑的四大贺依据设计标准弯、盾构当前姿曾态、管片趋势知、环境变化。猎即终点是设计械标准，起点是晨目前状态，过见程由三者共同摄确定，既要向遥设计标准去，摊也要考虑管片鞠是否与盾构一它致，先让管片凝与盾构趋势基母本一致，然后苏再向正确趋势蚀和位置调整。阅地表变化为措隐施量度的眼睛剖。牧调向的原硬则组—仁—仓渐变。先计算从出将要调整的胀每环量值作为架标准。填过程中应密切懂关注的几个参值数：盾构姿态坦的总体趋势、说切口与盾尾的业变化、油缸行问程、铰接油缸战变化、盾尾间兵隙、管片趋势欢、设计和当前企状态差值、地池面变化等。用榆每个状态下盾英构前后值变化聚直观判断盾构冻绝对标高的变惩化，测管片上把下差值判断管吴片趋势，盾尾骆间隙保持临界股是加楔量的标愿准。每楔可调蛾量，以趋势为糕表示。（比如哈加垫来6mm脑，管片趋势变笨化哲1坊‰蔽），同时也可五以计算楔形缺态失的量，反推健管片的需求计午划，或采取的微措施胜根据不同情况葵分一般情况、绣可控状况、极萄端状况三种情克况研讨对策。婶仅对极端状况野：一般情况下镜，盾构姿态的们变化有一个轴懂心，这个轴心寿垂直盾构轴线跌，即绕轴心变钞化，轴心一般悦不发生大的变皆化，要么头低继尾高，要么头香高尾低。很少掌有轴心发生大规变化的。事实签上存在这样的对地层和现象的赏。京有一案例表现误为地层差异明挥显、下软上硬践、下卧层承载炭力很低、土压纺力不好保持和指建立、盾构整班体下沉、速度龄变化快、切口乓迅速由正正常扒趋势发展为负璃趋势。盾构位岭置正处于一建伪筑物下（浅基萍础，覆土娃1洞3讨米膝左右）。采取崭常规的油缸分勤区调整不足以伏达到目的。产先利用正常分堪区油缸功能调拒整，底部注浆估，放缓推进速亦度钳、涨绵提高土压力、村开启超挖刀、值加大同步注浆泉量、每循环盾闹构底部注浆，揭改良地层，提权高承载力，地胳质钻探、加强舱后部管片的刚苗度、紧固螺栓桥、采用出洞方探式，连接管片客、加密监测频节率、改变同步艇注浆孔位置。测