盾構(gòu)正常掘進(jìn)施工方案

1、東莞市軌道交通R2線【天寶站東城站】盾構(gòu)區(qū)間土建工程盾構(gòu)掘進(jìn)施工工藝1工程概況東莞市城市快速軌道交通 R R 咨工程?hào)|莞火車站東莞虎門站段線路起始于石 龍鎮(zhèn)西湖區(qū)，終點(diǎn)于虎門鎮(zhèn)白沙村。試驗(yàn)段 230230 那土建工程施工工程包括下天區(qū)問盾 構(gòu)吊出井天寶站區(qū)間、天寶站、天寶站東城路，站區(qū)問、東城路，站。下天區(qū)間盾構(gòu)吊出井天寶 * 問里程范圍為右緣 2YDK9+7402YDK9+740.姍 2YDK10+7902YDK10+790.金長 1049.82m,1049.82m,左線 R2ZDK9+751.44R2ZDK10+790.3R2ZDK9+751.44R2ZDK10+790.3 全長 1038

2、.86m,1038.86m,區(qū)間隧道采用盾構(gòu) 法施工，線路縱斷面為V V 形坡，最大坡度為 15%15%，線路埋深為 13.513.519m19m 隧道頂覆土 8.58.514m14m 區(qū)間隧道主要穿越在6-66-6砂質(zhì)粘性土層中。線路出東寶路站后沿莞龍路 向西南方向前進(jìn)，到達(dá)莞龍路與東城中路交匯路口處以R=600R=600 勺半徑轉(zhuǎn)至南北走向的東城中路上，隨后進(jìn)入溫南路口位置的溫南路站，最小曲線半徑為R600mR600m 在R2YDK10+21J6R2YDK10+21J6 程處設(shè)聯(lián)絡(luò)通道兼廢水泵房，采用礦山法施工。區(qū)間隧道局部下穿永 昌汽車維修效勞中心的一棟 A A 戢根底房屋，其余建筑物與

3、隧道平面近距最小為 4.724.72 米，地表場地條件較好。天寶站位于東城中路和溫南路交匯處， 埋設(shè)于東城中路下呈南北向布置。 車站范 圍內(nèi)控制管線為沿東城中路東、西兩側(cè)各一根直徑2.2m2.2m，埋深約 3.5m3.5m 的給水管。車站有效站臺(tái)中心里程為 R2YDK10+908.50R2YDK10+908.50 車站總長 195.7m,195.7m,標(biāo)準(zhǔn)寬度 19.7m,19.7m,主體結(jié) 構(gòu)為地下兩層單柱兩跨鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)形式，車站兩端均為盾構(gòu)始發(fā)井。車站共設(shè)置 4 4 個(gè)出入口 , 2 2 組 8 8個(gè)風(fēng)亭。車站主體采用明挖法施工，圍護(hù)結(jié)構(gòu)為 800mi#800mi#的地下連續(xù) 墻+ +

4、豎向 3 3 道內(nèi)支撐。附屆工程大局部采用明挖順筑法施工，圍護(hù)結(jié)構(gòu)為4 4 8009580095 黏孔灌注樁，樁間施工 4 4 600600 雙重管旋噴樁止水帷幕，豎向設(shè)置兩道內(nèi)支撐；通道下穿 4 4 22002200 東江供水管段采用礦山法施工。天寶站東城站區(qū)間里程范圍為右線 R2YDK10+986R2YDK12+400.70R2YDK10+986R2YDK12+400.70 長 1414.7m,1414.7m, 左線R2ZDK10+986R2ZDK12+400.70R2ZDK10+986R2ZDK12+400.70 長 1420.04m1420.04m 長鏈 5.34m5.34m, ,區(qū)間

5、隧道采用盾構(gòu) 法施工，線路縱斷面為 V V 形坡，最大坡度為 26%26%，線路埋深為 1313 葉 15.5m,15.5m,隧道頂覆 土 8m8m 10.5m,10.5m,區(qū)間隧道主要穿越在6-66-6砂質(zhì)粘性土、10-110-1全風(fēng)化混合片麻巖和 10-210-2 強(qiáng)風(fēng)化混合片麻巖中。線路出溫南路站后，沿東城中路向南前進(jìn)，先后通過萬 園東路路口、東縱路口后，至 U U 達(dá)位于東城中路和東城路口北側(cè)的東城路站。在 R2YDK11+521.4R2YDK11+521.4 里程處設(shè) 1#1#聯(lián)絡(luò)通道，在 R2YDK11+84R2YDK11+842 2設(shè)置 2#2#聯(lián)絡(luò)通道兼廢水泵房， 聯(lián)絡(luò)通道采用

6、礦山法施工。區(qū)間線路大多沿直線前進(jìn)，最小曲線半徑 R=1300mR=1300m東城路站位丁東城中路與東城路的交義路口北側(cè)， 埋設(shè)丁東城中路下呈南北向布 置。車站有效站臺(tái)中心里程為 R2YDK12+513.00R2YDK12+513.00 車站總長 189.9m,189.9m,標(biāo)準(zhǔn)寬度 20.7m,20.7m, 主體結(jié)構(gòu)為地下兩層雙柱三跨鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)形式，車站兩端均為盾構(gòu)吊出井。車站共設(shè)置了 4 4 個(gè)出入口 , 3 3 組風(fēng)亭。車站主體圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用 800m#800m#的地下連續(xù)墻，內(nèi)設(shè) 三道支撐的形式。車站附屆圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用 4 4 800950800950 孔灌注樁，樁間施工 4 4 60

7、0600 雙重 管旋噴樁止水帷幕，豎向設(shè)置兩道內(nèi)支撐。2正常掘進(jìn)施工2.1盾構(gòu)掘進(jìn)施工流程圖1:盾構(gòu)正常掘進(jìn)施工工序流程圖2.2參數(shù)設(shè)定和優(yōu)化根據(jù)標(biāo)段內(nèi)地質(zhì)情況，盾構(gòu)掘進(jìn)采用土壓平衡模式，可有效的保證土體的穩(wěn)定、 地表建筑物和施工平安。盾構(gòu)施工參數(shù)在表中范圍內(nèi)選取，并在施工中不斷優(yōu)化調(diào)整否盾構(gòu)正常掘進(jìn)參數(shù)表掘進(jìn)模式推力(KN)扭距(KN - m)刀盤轉(zhuǎn)速(rpm)土倉壓力(bar)螺旋輸送機(jī)轉(zhuǎn)速(rpm)土壓平衡800016000250040001.1 2.01.3 2.0512正常推進(jìn)階段采用 100m100m 試掘進(jìn)施工掌握的最正確參數(shù)。通過加強(qiáng)施工監(jiān)測，不斷地完善施工工藝，控制地面沉降。

8、掘進(jìn)參數(shù)的優(yōu)化程序見圖2:2:盾構(gòu)參數(shù)控制程序圖。主要的參數(shù)調(diào)整優(yōu)化措施如下：采用以滾刀為主的復(fù)合刀盤切削砂卵石層，以低轉(zhuǎn)速、大扭矩推進(jìn)。適當(dāng)提高掘進(jìn)土壓力(土倉壓力設(shè)定為理論值的1.21.21.31.3 倍)以防止涌水，并在掘進(jìn)中不斷調(diào)整優(yōu)化。土倉壓力通過采取設(shè)定掘進(jìn)速度、調(diào)整排土量或設(shè)定排土量、調(diào)整掘進(jìn)速 度兩種方法建立，并應(yīng)維持切削土量與排土量的平衡，以使土倉內(nèi)的壓力穩(wěn)定平 衡。盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)速度主要通過調(diào)整盾構(gòu)推進(jìn)力、轉(zhuǎn)速(扭矩)來控制，排土量那么 主要通過調(diào)整螺旋輸送機(jī)的轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)。在實(shí)際掘進(jìn)施工中，應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件、排出 的磴土狀態(tài)，以及盾構(gòu)機(jī)的各項(xiàng)工作狀態(tài)參數(shù)等動(dòng)態(tài)地調(diào)整優(yōu)化。掘進(jìn)時(shí)

9、應(yīng)采取磴土改進(jìn)措施增加磴土的流動(dòng)性和止水性，密切觀察螺旋輸送 器的栓塞和出土情況以調(diào)整添加劑的摻量。推進(jìn)速度控制在 202040mm/min,40mm/min,并根據(jù)監(jiān)測結(jié)果和排土情況調(diào)整。螺旋機(jī) 轉(zhuǎn)速根據(jù)設(shè)定土壓力與推進(jìn)速度匹配。2.3盾構(gòu)正常段掘進(jìn)施工盾構(gòu)機(jī)在完成始發(fā)段 100m100m 掘進(jìn)后，對(duì)始發(fā)設(shè)施進(jìn)行必要的調(diào)整，調(diào)整工作包括： 撤除負(fù)環(huán)管片、始發(fā)基座和反力架；在車站端頭鋪設(shè)雙線軌道；安裝通風(fēng)設(shè)施；其他 各種管線的延伸和連接等。盾構(gòu)推進(jìn)由操作司機(jī)在中央控制室內(nèi)進(jìn)行。 開始施工時(shí)，翻開出土閘門，依次 開啟皮帶輸送機(jī)，螺旋輸送機(jī)和大刀盤，推進(jìn)千斤頂，調(diào)整好各斤頂?shù)挠蛪?，此時(shí)大 刀盤切削

10、土體，盾構(gòu)前進(jìn)。盾構(gòu)機(jī)根據(jù)設(shè)定的正面土壓力自動(dòng)控制出土速度或掘繼續(xù)掘進(jìn)圖 2:2:盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)控制程序圖進(jìn)速度。盾構(gòu)機(jī)的行程、上下左右四個(gè)區(qū)域千斤頂壓力、螺旋輸送機(jī)轉(zhuǎn)速、盾構(gòu)扭轉(zhuǎn)、 俯仰等參數(shù)將在顯示屏上顯示，盾構(gòu)司機(jī)及時(shí)作好參數(shù)記錄，并參照儀表顯示以及其 它人工測量和施工經(jīng)驗(yàn)調(diào)整盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)和各項(xiàng)施工參數(shù)，使盾構(gòu)機(jī)始終按設(shè)計(jì)的軸線 推進(jìn)。盾構(gòu)應(yīng)根據(jù)當(dāng)班指令設(shè)定的參數(shù)推進(jìn)， 推進(jìn)出土與注漿同步進(jìn)行。在盾構(gòu)施工中要根據(jù)不同土質(zhì)和覆土厚度、 地面建筑物，配合監(jiān)測信息分析，及時(shí)調(diào)整平衡壓力 值的土壓力設(shè)定更改設(shè)定值土壓力控制.OK土壓設(shè)定J J土壓 f-E.一1i增加螺旋輸送機(jī)轉(zhuǎn)速OK減少螺旋輸送機(jī)轉(zhuǎn)

11、速_1_設(shè)定速度掘進(jìn)速度控制- -_, 最大值推力 ,)OK周邊土壓異常m m里異常(NO-M 二改進(jìn)效果二過高過低最大值降低速度3E：u 丁刀盤扭距-1 “ OKOK設(shè)定，同時(shí)根據(jù)推進(jìn)速度、出土量和地層變形的監(jiān)測數(shù)據(jù)，及時(shí)調(diào)整注漿量，從 而將軸線和地層變形控制在允許的范圍內(nèi)，地表工后最大變形量在+10mm+10mm-30mm-30mm之內(nèi)。盾構(gòu)掘進(jìn)過程中，推進(jìn)坡度要保持相對(duì)的平衡。嚴(yán)格控制好推進(jìn)里程，將施工 測量結(jié)果及時(shí)地與計(jì)算的三維坐標(biāo)相校核，及時(shí)調(diào)整。對(duì)初始出現(xiàn)的小偏差應(yīng)及時(shí)糾 正，應(yīng)盡量防止盾構(gòu)機(jī)走“蛇形，控制每次糾偏的量，盾構(gòu)機(jī)一次糾偏量不宜過大， 以減少對(duì)地層的擾動(dòng)，并為管片拼裝創(chuàng)

12、造良好的條件。本工程盾構(gòu)掘進(jìn)根本上在砂質(zhì) 6-66-6 砂質(zhì)粘土層、10-110-1全風(fēng)化混合片麻巖、 10-210-2強(qiáng)風(fēng)化混合片麻巖地層中，需向刀盤、土艙或螺旋輸送機(jī)內(nèi)注入添加劑以使開 挖土體應(yīng)具有良好的流塑狀態(tài)、低的透水性和低的內(nèi)摩擦角。為防止盾構(gòu)掘進(jìn)時(shí)，地下水及同步注漿漿液從盾尾竄入隧道， 須在盾尾鋼絲刷 位置壓注盾尾油脂，確保施工中盾尾與管片的間歇內(nèi)充滿盾尾油脂， 以到達(dá)盾構(gòu)的密 封功能。施工中須不定時(shí)的進(jìn)行集中潤滑油脂的壓注， 保持盾構(gòu)機(jī)各局部的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。掘進(jìn)中的沉降控制措施：A A、沿線的地面沉降觀測點(diǎn)建立以后，在掘進(jìn)開始以 前應(yīng)取得初始數(shù)據(jù)，并將所有的監(jiān)測點(diǎn)活晰地標(biāo)在1:1:

13、500500 的線路平面圖上；B B、盾構(gòu)機(jī)試掘進(jìn)時(shí)，將設(shè)置較密的沉降監(jiān)測點(diǎn)，以獲得盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)參數(shù)與地面沉降的關(guān)系；C C、掘進(jìn)過程中，盾構(gòu)機(jī)機(jī)頭前 20m20m 后 30m30m 范圍內(nèi)，每天早晚至少測量一次，范圍 之外每周測一次，直至穩(wěn)定為止；D D、盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)適中選用千斤頂和推力，根據(jù)地面 沉降觀測成果確定土倉壓力，隨時(shí)調(diào)整掘進(jìn)方向，盡量減少蛇形和超挖；E E、掘進(jìn)過程中及時(shí)進(jìn)行回填注漿，保持適當(dāng)?shù)淖{壓力和注漿量，及時(shí)進(jìn)行二次注漿。施工人員應(yīng)逐項(xiàng)、逐環(huán)、逐日做好施工記錄，記錄內(nèi)容：盾構(gòu)掘進(jìn)姿態(tài)、管片 拼裝、同步注漿、隧道滲漏水情況等，并將記錄的副本及時(shí)提交給監(jiān)理工程師。常見問題及處理方

14、法：1根據(jù)保護(hù)刀具、降低刀具磨損的要求，必須將刀盤扭矩控制在某一容許范 圍內(nèi)，主要控制方法有：減小推力，同時(shí)也會(huì)降低掘進(jìn)速度；向開挖面、土倉內(nèi) 參加土質(zhì)改進(jìn)劑。2假設(shè)螺旋輸送機(jī)被卡住即扭矩超限，無法正常出磴，可反復(fù)伸、縮螺桿并 同時(shí)正、反轉(zhuǎn)，如低速正轉(zhuǎn)同時(shí)伸、縮螺桿，假設(shè)超限那么反轉(zhuǎn)同時(shí)伸、縮螺桿，如 此反復(fù)，根本上都可以脫困。3假設(shè)啟動(dòng)刀盤時(shí)刀盤被卡住，那么將局部推進(jìn)千斤頂收縮，使土壓力、刀具貫 入度減小即可以轉(zhuǎn)動(dòng)刀盤。4假設(shè)皎接千斤頂拉力較大，說明刀盤的擴(kuò)孔能力較差，那么要檢查刀盤的邊緣 刀是否磨損過量而應(yīng)該更換。2.4硝土改進(jìn)磴土改進(jìn)的作用盾構(gòu)在富水含砂地層中施工，進(jìn)行磴土改進(jìn)是保證盾構(gòu)

15、施工平安、順利、快速的一項(xiàng)不可缺少的最重要技術(shù)手段。具有如下作用：1保證磴土和添加介質(zhì)充分拌合，以保證形成不透水塑流性的磴土從而建立良好 的土壓平衡機(jī)理，只有磴土改進(jìn)效果好才能從根本上保證掘進(jìn)過程中地表的沉降控 制，同時(shí)保證預(yù)定的施工進(jìn)度；2使渣土具有流塑性和較低的透水性，形成較好的土壓平衡效果而穩(wěn)定開挖面，控制地表沉降；3減少全風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化地層的滲透系數(shù)，使之具有較好的止水性，以控制地下水流失及防止或減輕螺旋輸送機(jī)排土?xí)r的噴涌現(xiàn)象；4改善渣土的流塑性，使切削下來的磴土順利快速進(jìn)入土倉，并利于螺旋輸 機(jī)順利排土；5改善渣土的流動(dòng)性和減少其內(nèi)摩擦角，有效降低刀盤扭矩、降低對(duì)刀具和 螺旋輸送機(jī)的磨

16、損、降低掘進(jìn)切削時(shí)的摩擦發(fā)熱，提高掘進(jìn)效率。磴土改進(jìn)的方法磴土改進(jìn)就是通過盾構(gòu)機(jī)配置的專用裝置向刀盤面、土倉、或螺旋輸送機(jī)內(nèi)注入添加劑，利用刀盤的旋轉(zhuǎn)攪拌、土倉攪拌裝置攪拌或螺旋輸送機(jī)旋轉(zhuǎn)攪拌使添加劑與 土磴混合，其主要目的就是要使盾構(gòu)切削下來的磴土具有好的流塑性、適宜的稠度、 較低的透水性和較小的摩阻力，以滿足在不同地質(zhì)條件下掘進(jìn)時(shí)都可到達(dá)理想的工作 狀況。添加劑主要有泡沫、膨潤土以及聚合物改進(jìn)劑確實(shí)定及配比、摻量各種改進(jìn)劑的性能指標(biāo)表性能指標(biāo)膨潤土泡沫劑工作原理利用添加的膠質(zhì)減摩效果，使開挖土塑 性流動(dòng)，減少滲透性利用微細(xì)泡沫的潤滑效果使開挖土塑 性流動(dòng)，減少滲透性PH直7.5 107.3

17、 8粘度210Pa - s0.003 0.2 Pa - s適用土層砂質(zhì)粘土層、全風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化片麻巖層砂質(zhì)粘土層、全風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化片麻巖層根據(jù)國內(nèi)外成功的施工經(jīng)驗(yàn)，本工程擬采用在 膨潤土漿液根底上加泡沫劑，其效 果比單獨(dú)改進(jìn)有很大改善：顯著降低刀盤、螺旋輸送機(jī)的油壓及盾構(gòu)推力，減小刀盤 扭矩，減輕砂卵石地層對(duì)盾構(gòu)設(shè)備的磨損，提高掘進(jìn)速度和設(shè)備的使用壽命。根據(jù)東莞地質(zhì)情況，初步擬定改進(jìn)劑 添加率 202035%35%。如按 25%25% 即切削 1 1 m m3 3渣 土需注入 250250 L L計(jì)算，膨潤土漿液為 240024004000L/4000L/環(huán)、泡沫量為 640064007000L/

18、7000L/環(huán)。膨潤土泥漿配合比 為水：膨潤土：外加劑=10=10 ： 1 1 ： 0.20.2 , ,膨潤土為優(yōu)質(zhì)的鈉基 膨潤土，外加劑為堿、 CMCXCMCX 超流化劑 DAWDAW，泥漿坍落度控制在 20cm20cm 以內(nèi)。泡沫：90909595 恤縮空氣和 5 510%10%包沫溶液；泡沫溶液的組成為泡沫添加劑 3%3%水 97%97%本工程所用泡沫劑粘度不低丁 0.1Pa0.1Pa s s。泥漿和泡沫混合物的作用機(jī)理泥漿和泡沫混合物的作用機(jī)理主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1通過注入泥漿和泡沫，在刀盤前方形成了一層泥膜，建立起泥土壓力，為土體 結(jié)構(gòu)提供水平推力，有利丁形成拱結(jié)構(gòu)。2泥漿和泡沫

19、使開挖面土體的強(qiáng)度和剛度得到加強(qiáng)，提高了開挖面土體的豎向抗 力，對(duì)開挖面土體起到了支護(hù)作用，減少了開挖面土體失穩(wěn)的可能。3砂卵石地層顆粒松散，無粘聚力，顆粒之間的傳力方式為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)，向開挖面土 體添加泥漿后，泥漿包圍在顆粒周圍，形成了一層泥膜，增加了顆粒之間的粘聚力， 使得顆粒之間的傳力得到擴(kuò)散，改善了土體的受力狀況，如下圖。另外，泡沫的體積極小，混合后泡沫的泥漿擴(kuò)散性得到增強(qiáng)，可以在刀盤的攪拌下迅速滲透到土層中， 將砂卵石顆粒包裹起來，降低了土體的密實(shí)度，改善了土體的塑流性。4利用泡沫優(yōu)良的潤滑性能，改善土體粒狀構(gòu)造，同時(shí)吸附在顆粒之間的氣泡可以減少土體顆粒與刀盤系統(tǒng)的直接摩擦。 降低土體的滲

20、透性，乂因其比重小，攪拌負(fù)荷輕，容易將土體攪拌均勻，從而做到既能平衡開挖面土壓，乂能連續(xù)向外順暢排土 同時(shí)泡沫具有可壓縮性，對(duì)土壓的穩(wěn)定也有積極作用。磴土改進(jìn)的主要技術(shù)措施在富水含砂地層的掘進(jìn)主要是要降低對(duì)刀具磨損、降低刀盤扭矩、螺旋輸送 機(jī)的磨損，防止噴涌，采取向刀盤前和土艙內(nèi)及螺旋輸送機(jī)內(nèi)注入泥漿泡沫混合 物的方法來改進(jìn)磴土。并增加對(duì)螺旋輸送機(jī)內(nèi)注入量，以利于螺旋輸送機(jī)形成土 塞效應(yīng)，防止噴涌。2.5盾構(gòu)掘進(jìn)方向控制與調(diào)整由于東莞地層軟硬不均、隧道曲線和坡度變化以及操作等因素的影響，盾構(gòu) 推進(jìn)不可能完全按照設(shè)計(jì)的隧道軸線前進(jìn)，而會(huì)產(chǎn)生一定的偏差。因此，盾構(gòu)施 工中必須采取有效技術(shù)措施控制掘

21、進(jìn)方向，及時(shí)有效糾正掘進(jìn)偏差。盾構(gòu)掘進(jìn)方向控制1采用隧道自動(dòng)導(dǎo)向系統(tǒng)和人工測量輔助進(jìn)行盾構(gòu)姿態(tài)監(jiān)測盾構(gòu)姿態(tài)監(jiān)控通過自動(dòng)導(dǎo)向系統(tǒng)和人工測量復(fù)核進(jìn)行盾構(gòu)姿態(tài)監(jiān)測。該系統(tǒng) 配置了導(dǎo)向、自動(dòng)定位、掘進(jìn)程序軟件和顯示器等，能夠全天候在盾構(gòu)機(jī)主控室 動(dòng)態(tài)顯示盾構(gòu)機(jī)當(dāng)前位置與隧道設(shè)計(jì)軸線的偏差以及趨勢(shì)。隨著盾構(gòu)推進(jìn)導(dǎo)向系 統(tǒng)后視基準(zhǔn)點(diǎn)前移，通過人工測量來進(jìn)行精確定位。為保證推進(jìn)方向的準(zhǔn)確可靠， 方案 303050m50m 進(jìn)行一次人工測量，以校核自動(dòng)導(dǎo)向系統(tǒng)的測量數(shù)據(jù)并復(fù)核盾構(gòu)機(jī) 的位置、姿態(tài)，確保盾構(gòu)掘進(jìn)方向的正確。2采用分區(qū)操作盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)油缸控制盾構(gòu)掘進(jìn)方向盾構(gòu)機(jī)共 3030 組推進(jìn)油缸，每區(qū)油缸可獨(dú)立

22、控制推進(jìn)油壓。根據(jù)導(dǎo)向系統(tǒng)反映 的盾構(gòu)姿態(tài)信息，盾構(gòu)姿態(tài)調(diào)整與控制便可通過分區(qū)調(diào)整推進(jìn)油缸壓力事項(xiàng)盾構(gòu) 掘進(jìn)方向調(diào)整與控制。在上坡段掘進(jìn)時(shí)，適當(dāng)加大盾構(gòu)機(jī)下部油缸的推力和速度；在下坡段掘進(jìn)時(shí) 那么適當(dāng)加大上部油缸的推力和速度；在左轉(zhuǎn)彎曲線段掘進(jìn)時(shí)，那么適當(dāng)加大右側(cè)油 缸推力和速度；在右轉(zhuǎn)彎曲線掘進(jìn)時(shí)，那么適當(dāng)加大左側(cè)油缸的推力和速度；在直 線平坡段掘進(jìn)時(shí)，那么應(yīng)盡量使所有油缸的推力和速度保持一致。在均勻的地質(zhì)條件時(shí)，保持所有油缸推力與速度一致；在軟硬不均的地層中 掘進(jìn)時(shí)，那么應(yīng)根據(jù)不同地層在斷面的具體分布情況，遵循硬地層一側(cè)推進(jìn)油缸的 推力和速度適當(dāng)加大，軟地層一側(cè)油缸的推力和速度適當(dāng)減小的原

23、那么來操作。3當(dāng)盾構(gòu)偏離軸線時(shí)，嚴(yán)格控制盾構(gòu)低速勻速掘進(jìn)，以通過調(diào)整螺旋輸送機(jī)的轉(zhuǎn) 速等參數(shù)以保持前方土倉內(nèi)的土壓力， 給盾構(gòu)機(jī)提供一個(gè)支撐點(diǎn)，配以千斤頂?shù)耐屏?使盾構(gòu)機(jī)體受到一個(gè)旋轉(zhuǎn)力矩，改變其推進(jìn)方向。軸線控制技術(shù)措施根據(jù)系統(tǒng)的電腦屏幕上顯示的圖像和數(shù)據(jù)， 盾構(gòu)機(jī)操作手將通過合理調(diào)整各分區(qū) 千斤頂?shù)膲毫暗侗P轉(zhuǎn)向來調(diào)整盾構(gòu)機(jī)的姿態(tài)，具體操作原那么如下：1盾構(gòu)機(jī)轉(zhuǎn)角：通過改變刀盤旋轉(zhuǎn)方向調(diào)節(jié)。2盾構(gòu)機(jī)豎直方向控制原那么A A、 一股情況下，盾構(gòu)機(jī)的豎向軸線偏差控制在土 30mm30mm 以內(nèi)，傾角控制在土 3mm/m3mm/m 以內(nèi)。特殊情況下，傾角不宜超過土 10mm/m,10mm/m,否

24、那么會(huì)引起盾尾間隙過小和管 片的錯(cuò)臺(tái)破裂等問題；B B、開挖面土體比擬均質(zhì)或軟硬差異不大時(shí)，盾構(gòu)機(jī)與設(shè)計(jì)軸線保持平行；C C、通過增加或減少上部和下部千斤頂?shù)氖褂糜蛪哼M(jìn)行坡度調(diào)整；D D、 掘進(jìn)過程中時(shí)刻注意上部千斤頂和下部千斤頂?shù)男谐滩睿?兩者不能相差過大， 一般宜保持在土 20mm20mm 內(nèi)；E E、 合理利用皎接千斤頂，使盾構(gòu)姿態(tài)與設(shè)計(jì)線路更加吻合。3盾構(gòu)機(jī)水平方向的控制原那么A A、直線段盾構(gòu)機(jī)的水平偏差控制在土 30mm30mm 以內(nèi)，水平偏角控制在土 3mm/m3mm/m 以 內(nèi)，否那么盾構(gòu)機(jī)急轉(zhuǎn)引起盾尾間隙過小和管片錯(cuò)臺(tái)破裂等問題；B B、曲線段盾構(gòu)機(jī)的水平偏差控制在土 30m

25、m30mm 以內(nèi)，水平偏差角控制在土 6mm/m6mm/m 內(nèi)，曲線半徑越小控制難度越大；C C、由直線段進(jìn)入曲線段時(shí)，根據(jù)地層情況 其決定盾構(gòu)機(jī)的轉(zhuǎn)向難易程度，采 取一定的措施，使管片的中心軸線更好地與隧道軸線擬合；C C、盾構(gòu)機(jī)由曲線段進(jìn)入直線段時(shí)，盾構(gòu)機(jī)操作原那么應(yīng)同上述中的原那么類似；D D、當(dāng)曲線半徑較小時(shí)，可降低掘進(jìn)速度，合理調(diào)節(jié)各分區(qū)千斤頂壓力，必要時(shí)可將水平偏差角放寬到土 10mm/m,10mm/m,以加大盾構(gòu)機(jī)的調(diào)向力度；E E、 通過增加或減少左部和右部千斤頂?shù)氖褂脗€(gè)數(shù)進(jìn)行坡度調(diào)整；F F、 合理利用皎接千斤頂，使盾構(gòu)姿態(tài)與設(shè)計(jì)線路更加吻合。盾構(gòu)掘進(jìn)姿態(tài)調(diào)整與糾偏1滾動(dòng)糾偏

26、刀盤切削土體的扭矩主要是由盾構(gòu)殼體與洞壁之間形成的摩擦力矩來平衡， 當(dāng)摩擦力矩?zé)o法平衡刀盤切削土體產(chǎn)生的扭矩時(shí)將引起盾構(gòu)本體的滾動(dòng)。盾構(gòu)滾 動(dòng)偏差可通過轉(zhuǎn)換刀盤旋轉(zhuǎn)方向來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)滾動(dòng)超限時(shí)，盾構(gòu)時(shí)機(jī)自動(dòng)報(bào)警。2豎直方向糾偏控制盾構(gòu)機(jī)方向的主要因素是千斤頂?shù)膯蝹?cè)推力,它與盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)變化量問 的關(guān)系非常離散，需靠經(jīng)驗(yàn)來掌握。當(dāng)盾構(gòu)機(jī)出現(xiàn)下俯時(shí)，加大下側(cè)千斤頂?shù)耐?力，當(dāng)盾構(gòu)機(jī)出現(xiàn)上仰時(shí)，那么加大上側(cè)千斤頂?shù)耐屏磉M(jìn)行糾偏。同時(shí)考慮到刀 盤前面地質(zhì)因素的影響綜合來調(diào)節(jié)，從而到達(dá)一個(gè)比擬理想的控制效果。3水平方向糾偏與豎直方向糾偏的原理一樣，左偏時(shí)那么加大左側(cè)千斤頂?shù)耐七M(jìn)壓力，右偏時(shí) 那么加大右側(cè)千斤

27、頂?shù)耐七M(jìn)壓力， 并兼顧地質(zhì)因素。 由直線進(jìn)入緩和曲線宜提前一 個(gè)盾身的長度開始按 1.1.5 5倍曲率半徑轉(zhuǎn)彎，使盾構(gòu)機(jī)的單邊推力差漸近遞增有利 于保證管片環(huán)縫的拼裝質(zhì)量。4在急彎和變坡段，必要時(shí)可利用盾構(gòu)機(jī)的超挖刀進(jìn)行局部超挖來糾偏。方向控制及糾偏考前須知1在切換刀盤轉(zhuǎn)動(dòng)方向時(shí)，應(yīng)保存適當(dāng)?shù)臅r(shí)間間隔，切換速度不宜過快，切 換速度過快可能造成管片受力狀態(tài)突變，而使管片損壞。2根據(jù)掌子面地層情況應(yīng)及時(shí)調(diào)整掘進(jìn)參數(shù)，調(diào)整掘進(jìn)方向時(shí)應(yīng)設(shè)置警戒值 與限制值。到達(dá)警戒值時(shí)就應(yīng)該實(shí)行糾偏程序。3蛇行修正及糾偏時(shí)應(yīng)緩慢進(jìn)行，如修正過程過急，蛇行反而更加明顯。在 直線推進(jìn)的情況下，應(yīng)選取盾構(gòu)當(dāng)前所在位置點(diǎn)與設(shè)

28、計(jì)線上遠(yuǎn)方的一點(diǎn)作一直線， 然后再以這條線為新的基準(zhǔn)進(jìn)行線形管理。在曲線推進(jìn)的情況下，應(yīng)使盾構(gòu)當(dāng)前 所在位置點(diǎn)與遠(yuǎn)方點(diǎn)的連線同設(shè)計(jì)曲線相切。4推進(jìn)油缸油壓的調(diào)整不宜過快、過大，否那么可能造成管片局部破損甚至開 裂。5正確進(jìn)行管片選型，確保拼裝質(zhì)量與精度，以使管片端面盡可能與方案的 掘進(jìn)方向垂直。6盾構(gòu)始發(fā)、到達(dá)時(shí)方向控制極其重要，做好測量定位工作。2.6曲線段掘進(jìn)施工技術(shù)措施本標(biāo)段在天寶路站下橋站區(qū)間盾構(gòu)隧道存在R=600R=600 湖勺平面曲線施工，天寶路 站東城路站區(qū)間最小曲線半徑為 R=1300mR=1300m 在曲線段地層中掘進(jìn)，無論是盾構(gòu)推進(jìn) 還是管片與地層的相互作用力，都是曲線外側(cè)

29、大于曲線內(nèi)側(cè)，隨著曲線半徑的減少， 這種差異越大。 可能發(fā)生盾構(gòu)對(duì)管片有向曲線外側(cè)的分力，容易發(fā)生管片位移、擠 壓破碎、漏水；盾構(gòu)軸線偏差較大；糾偏大而引起地層變形大等不良現(xiàn)象。施工時(shí)，應(yīng)根據(jù)推進(jìn)速度、出土量和地層變形的信息數(shù)據(jù)，及時(shí)調(diào)整各種施工參 數(shù)，以到達(dá)曲線推進(jìn)的最正確狀態(tài)。1為滿足本工程的特點(diǎn)，在盾構(gòu)機(jī)上設(shè)有皎接和仿形刀。在小半徑曲線施工中，合理開啟皎接，可以良好地控制盾構(gòu)姿態(tài)，保證管片的拼 裝質(zhì)量。盾構(gòu)刀盤邊均安裝有仿形刀，超挖范圍為土 50mm,50mm,施工時(shí)可根據(jù)推進(jìn)軸線 情況對(duì)曲線內(nèi)側(cè)進(jìn)行適當(dāng)超挖，超挖量控制在最小限度內(nèi)。2軸線控制盾構(gòu)掘進(jìn)中加強(qiáng)對(duì)盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)軸線的控制。由于曲

30、線推進(jìn)盾構(gòu)機(jī)環(huán)環(huán)都在糾偏， 須做到勤測勤糾，每次的糾偏量盡量小，以保證形管片的環(huán)面始終處于曲率半徑的豎 直面內(nèi)。同時(shí)為控制管片的位移量和環(huán)面的平整度，以減少位移和管片碎裂現(xiàn)象的發(fā) 生，從而到達(dá)有效控制軸線和地層變形的目的。由于線路的急轉(zhuǎn)彎，測量吊籃間距較小3030 環(huán)5050 環(huán)，靠近開挖面的管片在側(cè) 向壓力的作用下可能發(fā)生位移，為確保導(dǎo)線點(diǎn)的精確性，每推進(jìn)1010 環(huán)復(fù)測一次。3出土量：為確保盾構(gòu)沿設(shè)計(jì)軸線推進(jìn)，必須嚴(yán)格控制盾構(gòu)出土量，同時(shí)根據(jù)地 面監(jiān)測情況合理調(diào)整出土量。4同步注漿與二次注漿由于曲線段推進(jìn)增加了曲線推進(jìn)引起的地層損失及糾偏次數(shù)的增加導(dǎo)致土體受 擾動(dòng)的增加，所以必須嚴(yán)格控制同

31、步注漿量。每環(huán)推進(jìn)時(shí)根據(jù)施工中的變形監(jiān)測情況， 隨時(shí)調(diào)整注漿量及參數(shù)，從而有效的對(duì)軸線進(jìn)行控制。曲線段推進(jìn)中，實(shí)際掘進(jìn)軸線 為折線，曲線外側(cè)出土量大，必然造成外側(cè)土體損失，并存在施工空隙，因此同步注 漿過程中須加強(qiáng)曲線外側(cè)的壓漿量，以填充施工空隙，加固外側(cè)土體，使盾構(gòu)較好的 沿設(shè)計(jì)軸線推進(jìn)。推進(jìn)中除同步注漿外，還應(yīng)及時(shí)壓注早凝的雙液漿，以便在較短的時(shí)間內(nèi)將建筑 空隙填滿并到達(dá)一定的強(qiáng)度，與原狀土共同作用，有效減小管片受側(cè)向壓力影響在建 筑空隙范圍內(nèi)向弧線外側(cè)的偏移量。5管片嚴(yán)格采取居中拼裝，從而使管片處于較理想狀態(tài)，確保管片拼裝質(zhì)量及推 進(jìn)軸線控制在標(biāo)準(zhǔn)要求范圍之內(nèi)。由于曲線環(huán)問的縱向張拉作用

32、，縱向螺栓更容易松 動(dòng)，所以在管片拼裝中要加強(qiáng)螺栓緊固檢查， 及時(shí)做好復(fù)擰工作，必要時(shí)對(duì)隧道內(nèi)凸 面縱向螺栓采用槽鋼進(jìn)行固定。6推進(jìn)速度控制在 202030mm/min,30mm/min, 一方面防止因推力過大而引起的側(cè)向壓力的 增大，另一方面減小盾構(gòu)推進(jìn)過程中對(duì)周圍土體的擾動(dòng)。2.7大坡度地段施工本隧道區(qū)間隧道坡度程“ V V字形，坡度為 4%4%22%22%，最大為 22%,22%,給盾構(gòu)推 進(jìn)和隧道內(nèi)水平運(yùn)輸帶來了困難。故在這些地段施工時(shí)必須按標(biāo)準(zhǔn)要求采取以下技術(shù) 措施：開挖面的穩(wěn)定：大坡度區(qū)段，圍巖的水土壓力隨著推進(jìn)而時(shí)刻變化， 因此開挖 面壓力也必須根據(jù)水土壓力進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。 另外

33、，特別是下坡時(shí)，由于壓力倉內(nèi)的 開挖土砂有可能出現(xiàn)滯留而不能充分取土，所以必須慎重管理，嚴(yán)格控制開挖土量。盾構(gòu)：一般來說盾構(gòu)機(jī)的前部比擬重，因此具有向前方傾斜的傾向，所以上坡 度推進(jìn)時(shí)，往往加大下半部盾構(gòu)千斤頂推進(jìn)能力。 另外，對(duì)于前方拖車也要防止脫車 自走的措施。盾構(gòu)下坡推進(jìn)時(shí)， 要防止盾構(gòu)“抬頭,盾構(gòu)坡度每次向上糾偏幅度不 得大于0.2%,0.2%,嚴(yán)格控制出土量，調(diào)整土壓力設(shè)定值，確保切口土體不下沉。盾構(gòu)上 坡推進(jìn)時(shí)，盾構(gòu)很容易發(fā)生“上拋現(xiàn)象。故盾構(gòu)坡度每次向上糾偏小于0.2%,0.2%,調(diào)整好土壓力設(shè)定值，以切口土體不隆起或少隆起為主。管片：每環(huán)推進(jìn)結(jié)束后，必須擰緊當(dāng)前環(huán)管片的連接螺栓

34、， 并在下環(huán)推進(jìn)時(shí)進(jìn) 行復(fù)緊，克服作用于管片推力產(chǎn)生的垂直分力， 減少成環(huán)隧道浮動(dòng)。活除盾殼內(nèi)的雜 物，盡量做到盾殼內(nèi)的管片居中拼裝，同時(shí)保證環(huán)面平整度。同步注漿：作為大坡度壁后注漿材料，最好是注入后的體積變化小，強(qiáng)度很快 就能超過圍巖強(qiáng)度的瞬結(jié)性材料。下坡度時(shí)，壁后注漿材料繞入開挖面的可能性很大， 所以，對(duì)于注入材料的選擇、質(zhì)量管理等也必須充分注意。隧道內(nèi)運(yùn)輸設(shè)備：采用通常的軌道形式時(shí)，在大坡度區(qū)段由于電瓶車等動(dòng)力車 的脫車自走、器材掉下等引起的施工事故的危險(xiǎn)性加大， 對(duì)運(yùn)輸設(shè)備的平安裝置中除 了通常的剎車以外，還要裝備電瓶車的多重平安制動(dòng)裝置。隧道內(nèi)排水：在急下坡區(qū)段，隧道內(nèi)排水會(huì)滯留在開

35、挖部，須加強(qiáng)排水措施。2.8地表變形預(yù)測、控制及監(jiān)測反應(yīng)采用盾構(gòu)法施工影響地表沉降的因素很多，如地質(zhì)條件、隧道埋深、土倉壓 力、注漿量及注漿壓力、地下水位變化、施工屢次擾動(dòng)等。為了將地表沉降控制 在允許范圍內(nèi)，通過施工監(jiān)測與理論模型計(jì)算分析，合理確定注漿量、土倉壓力、 控制地下水位變化等可控因素，到達(dá)控制地表沉降的目的。根據(jù)監(jiān)測結(jié)果和通過 理論模型分析地表沉降，影響地表沉降的主要因素為開挖面土倉壓力、管片襯砌 背后的注漿量和施工引起地下水位變化情況。施工前預(yù)測主要采用數(shù)值分析和施工經(jīng)驗(yàn)預(yù)測隧道施工造成的沉降量，為 制定施工方案提供依據(jù)；在施工過程中，根據(jù)現(xiàn)場監(jiān)測得到的各項(xiàng)參數(shù)，對(duì)施工 階段和最

36、終的地表沉降做出預(yù)測并反應(yīng)指導(dǎo)施工。掘進(jìn)過程中的變形控制1合理確定土倉壓力：根據(jù)地質(zhì)條件和地下水狀況，確定各地段土倉壓力值， 以保證工作面的穩(wěn)定，并在掘進(jìn)中根據(jù)反應(yīng)信息進(jìn)行及時(shí)調(diào)整。2保證同步注漿質(zhì)量：環(huán)形間隙是盾構(gòu)施工中引起地層變形的主要因素，盾 構(gòu)施工中嚴(yán)格執(zhí)行“掘進(jìn)與注漿同步，不注漿不掘進(jìn)的原那么，加強(qiáng)設(shè)備管理， 確保同步注漿不問斷進(jìn)行。同時(shí)要根據(jù)信息反應(yīng)及時(shí)調(diào)整注漿壓力、漿液配比， 必要時(shí)進(jìn)行二次補(bǔ)充注漿。3防止地下水流失：施工過程中如發(fā)生噴涌等現(xiàn)象，應(yīng)采取措施控制地下水 的流失，關(guān)閉出料口掘進(jìn)使土倉充滿土體、注入膨潤土、泡沫改善磴土性能。必 要時(shí)要進(jìn)行二次注漿以截?cái)嗨?。施工過程中對(duì)

37、地表沉降進(jìn)行全程監(jiān)控量測， 并及時(shí)對(duì)監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)分析，分析引 起沉降的主要原因，并根據(jù)分析結(jié)果及時(shí)將信息反應(yīng)到施工， 及時(shí)調(diào)整施工參數(shù)，如 土倉壓力、注漿量、注漿壓力、掘進(jìn)速度等。在盾構(gòu)施工過程中施工監(jiān)控量測對(duì)控制 地表沉降具有重要的指導(dǎo)作用。加強(qiáng)信息化施工組織管理，確保信息渠道暢通和信息 反應(yīng)的及時(shí)性。2.9盾尾油脂的壓注本隧道工程位于高含水量、高滲透性、高水壓的地層中，為了能平安并順利地完 成隧道的掘進(jìn)任務(wù)，配備良好的盾尾密封系統(tǒng)并切實(shí)地做好盾尾油脂的壓注工作。本工程采用的盾構(gòu)機(jī)的盾尾密封系統(tǒng)具有良好的可靠性和耐久性，施工過程中可在各道密封刷之間利用自動(dòng)供應(yīng)油脂系統(tǒng)壓注高止水性油脂，確保高水壓作用下的止水可靠性。盾構(gòu)掘進(jìn)