大坡小半徑曲線(xiàn)隧道盾構(gòu)施工技術(shù)城通公司李谷陽(yáng)

1、大坡度、小半徑曲線(xiàn)隧道盾構(gòu)施工技術(shù)李谷陽(yáng) 胡如成中鐵五局城通公司，湖南，長(zhǎng)沙 410007摘 要 近年來(lái)，我國(guó)幾乎所有的省會(huì)城市都開(kāi)始了地鐵建設(shè)工程，在這些地下工程中，由于受施工場(chǎng)地及外界條件的限制，為了避免這種沖突，在某些地段必然要求采用大坡度、小半徑的隧道，這種隧道的盾構(gòu)較為復(fù)雜，不僅對(duì)技術(shù)人員要求有較高的相關(guān)操作經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)對(duì)機(jī)器也要求有相當(dāng)高的配置，所以大坡度、小半徑設(shè)計(jì)在盾構(gòu)隧道并不多見(jiàn)，但是近來(lái)隨道施工技術(shù)的進(jìn)步為這種隧道施工提供了可行性。本文以大連地鐵為工程背景，對(duì)此類(lèi)盾構(gòu)隧道施工技術(shù)進(jìn)行了探討。關(guān)鍵詞 小半徑；大坡度；曲線(xiàn)盾構(gòu)；施工技術(shù)1 工程概述大連地鐵一號(hào)線(xiàn)103標(biāo)七西盾構(gòu)區(qū)

2、間隧道起于七十九中學(xué)站后端，經(jīng)長(zhǎng)興街沿西南方向至西安路站前端，區(qū)間設(shè)計(jì)起點(diǎn)里程為DK10+726.655，設(shè)計(jì)終點(diǎn)里程右線(xiàn)為DK11+617.080，左線(xiàn)為DK11+617.076，區(qū)間長(zhǎng)度為右線(xiàn)885.17m，左線(xiàn)881.718m，區(qū)間設(shè)一處聯(lián)絡(luò)通道。區(qū)間盾構(gòu)采用兩次盾構(gòu)始發(fā)，先從七十九中學(xué)右線(xiàn)始發(fā)，到達(dá)西安路站后，進(jìn)行盾構(gòu)機(jī)的拆卸然后吊出，轉(zhuǎn)運(yùn)到七十九中學(xué)站再進(jìn)行左線(xiàn)始發(fā)，最后到達(dá)西安路站完成整個(gè)區(qū)間盾構(gòu)施工任務(wù)。區(qū)間隧道最大縱坡為28，最小曲線(xiàn)半徑為300m，為大坡度、小半徑曲線(xiàn)盾構(gòu)隧道。隧道頂部覆土厚度右線(xiàn)為15.9m26.1m，左線(xiàn)為10.118.2 m。大連地鐵1號(hào)線(xiàn)路103標(biāo)七西

3、盾構(gòu)區(qū)間工程平面見(jiàn)圖1所示。圖1 大連地鐵1號(hào)線(xiàn)103標(biāo)七西盾構(gòu)工程平面示意圖2 大坡度盾構(gòu)隧道施工 采取大坡度隧道主要的目的是：一是使隧道可以在較短的水平距離內(nèi)線(xiàn)路的高程升降較快，有利于節(jié)省工程降價(jià)，也有時(shí)為了保證隧道與上面建筑物保持一定的安全距離。隧道坡度的選用首先取決于以下幾個(gè)方面： （1）使用目的，例如下水道盾構(gòu)隧道，基于下泄流量、流速方面的考慮，（2）施工的方便程度，例如對(duì)斷面較大的隧道，為了使施工的涌水能夠自流排放，設(shè)置一定的縱坡。（3）實(shí)際的地形地質(zhì)條件，例如接近出口段的盾構(gòu)隧道，由于線(xiàn)形的原因必須采用大坡度隧道。但是由于大坡度的存大，也會(huì)給施工造成許多難題，例如坡度太大會(huì)影響出

4、渣和運(yùn)料作業(yè)的效率，并且當(dāng)由于條件限制的原因坡度大于50時(shí)，不僅要考慮選用特殊的井內(nèi)運(yùn)輸方式，同時(shí)還必須采取各種施工安全防護(hù)措施。同時(shí)坡度的存大，對(duì)開(kāi)挖面的穩(wěn)定也存在一定的影響。21 大坡度下盾構(gòu)推力分析 盾構(gòu)機(jī)在地下掘進(jìn)施工中到的荷載分為外部荷載與運(yùn)作荷載。外部荷載包括土壓和水壓，盾構(gòu)本身在垂直于坡度方向上的重力分力及推進(jìn)油缸在管片上的支撐反壓力。運(yùn)作荷載是由于機(jī)器工藝及現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)作在盾構(gòu)結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生的全部荷載。外部荷載發(fā)生在盾構(gòu)的垂直及水平方向，運(yùn)作荷載是立體作用的。 在大坡度情況下，盾構(gòu)在上下坡掘進(jìn)，主機(jī)還有一個(gè)沿坡度方向的重力分力（為坡度角），此分力與掘進(jìn)方向有關(guān)，下坡掘進(jìn)時(shí)相同，上坡

5、掘進(jìn)時(shí)相反。按力與掘進(jìn)方向的相同或相反取正負(fù)號(hào)。大連地鐵1號(hào)線(xiàn)七西盾構(gòu)區(qū)間線(xiàn)路縱坡為28（即線(xiàn)路坡度角），盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)的方向與下坡相同，其受力分析如圖2所示。盾構(gòu)機(jī) N 圖2 盾構(gòu)機(jī)下坡掘進(jìn)重力分力圖所以，由上圖我們可以知道，在下坡線(xiàn)路掘進(jìn)時(shí)，盾構(gòu)機(jī)所需的最小推力比盾構(gòu)在平坡上和上坡區(qū)間的最小推力要小一些，所以這對(duì)盾構(gòu)機(jī)在制造時(shí)可以適當(dāng)?shù)臏p小其額定推力，其推進(jìn)時(shí)所需的最小總推力為：式中這一項(xiàng)取負(fù)值。如果是相同的這一項(xiàng)取正值。3 坡度對(duì)施工的影響31 坡度存在對(duì)盾構(gòu)機(jī)上浮的影響當(dāng)盾構(gòu)隧道坡度較大時(shí)，無(wú)論是盾構(gòu)機(jī)偏離軸線(xiàn)以下還是線(xiàn)路曲線(xiàn)的變化，都要通過(guò)調(diào)整各組油缸推力來(lái)達(dá)到糾偏的目的，特別是在下坡時(shí)

6、，盾構(gòu)機(jī)底部油缸的推力的增大將在設(shè)計(jì)軸線(xiàn)法線(xiàn)上產(chǎn)生一個(gè)向上的分力，這個(gè)分力對(duì)管片的上浮產(chǎn)生了很大的影響，特別是在同步注漿液沒(méi)有完全提供約束力的情況下。 以大連地鐵1號(hào)線(xiàn)103標(biāo)七西盾構(gòu)區(qū)間縱坡為28，當(dāng)推力為1400T時(shí)，法線(xiàn)方向的分力為FV=281400=39.2T，該分力方向是垂直于隧道軸線(xiàn)，施工時(shí)該力反復(fù)作用在管片上，使管片有上浮的趨勢(shì)。32對(duì)運(yùn)輸?shù)挠绊憛^(qū)間隧道縱向坡度普遍較大的情況下，且為重載上坡，就需要提高輸送管片、材料及施工設(shè)備等運(yùn)送裝置的容重，確保電瓶車(chē)及盾構(gòu)機(jī)的效率。同時(shí)考慮盾構(gòu)構(gòu)造時(shí)，需把盾構(gòu)機(jī)內(nèi)的所有設(shè)備的穩(wěn)度和安全措施放在產(chǎn)位，像電瓶車(chē)在停車(chē)以后，要采取各防滑、防溜措施，

7、保證在施工全過(guò)程中不出現(xiàn)任何運(yùn)輸上的安全事故。4 盾構(gòu)隧道在小半徑段施工盾構(gòu)都是依靠千斤頂?shù)耐屏ο蚯巴七M(jìn)的，正確地使用千斤頂是盾構(gòu)機(jī)能沿著設(shè)計(jì)的路線(xiàn)方向準(zhǔn)確地向前推進(jìn)的最有效的方法。曲線(xiàn)隧道用盾構(gòu)法施工時(shí)須采用中折機(jī)構(gòu)才能順利地完成在轉(zhuǎn)彎段的施工。盾構(gòu)主機(jī)一般長(zhǎng)715m，因此盾構(gòu)機(jī)轉(zhuǎn)彎時(shí)需要特別注意盾構(gòu)機(jī)前進(jìn)方向的控制。盾構(gòu)機(jī)前進(jìn)方向的控制有控制千斤頂群工作模式（簡(jiǎn)稱(chēng)模式法）和控制千斤頂推進(jìn)壓力（簡(jiǎn)稱(chēng)壓力法）兩種。模式法是靠選擇推進(jìn)千斤頂群的工作模式來(lái)實(shí)現(xiàn)方向控制的方法，即選擇一部分千斤頂工作讓剩下部分千斤頂停止工作，該種方法由于工作效率低，控制精度較低，現(xiàn)已不再采用。壓力法通過(guò)把千斤頂?shù)膲毫?/p>

8、分成多組進(jìn)行控制，克服了模式法的缺點(diǎn)。如圖3所示，系統(tǒng)把盾構(gòu)機(jī)的推進(jìn)千斤頂分布于盾構(gòu)機(jī)護(hù)盾周邊，共分為上、下、左、右四組。每組推進(jìn)油缸的壓力可通過(guò)操作控制臺(tái)上的電位計(jì)調(diào)整，就可以容易實(shí)現(xiàn)盾構(gòu)機(jī)的轉(zhuǎn)彎。 圖3 千斤頂組分布情況 CREC014盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)技術(shù)規(guī)格參數(shù)如表1所示。 表1 CREC014推進(jìn)系統(tǒng)技術(shù)規(guī)格參數(shù)序號(hào)項(xiàng)目CREC014參數(shù)列表單位備注1油缸規(guī)格（缸徑/桿徑）/170mm2推進(jìn)行程2150mm3最大推進(jìn)速度80mm/min4油缸數(shù)量32個(gè)5帶行程傳感器油缸數(shù)量4個(gè)6分組型式（上+下+左+右）6+10+8+87最在工作壓力34Mpa8最大推力3400T9雙缸的伸出速度1840

9、mm/min10雙缸的回收速度4160mm/min盾體鉸接裝置油缸管片 為了便于操縱，推進(jìn)油缸直接頂推在機(jī)器前部靠近設(shè)備重心的位置，后部頂在管片環(huán)上（見(jiàn)圖4所示）。盾構(gòu)機(jī)的4組推力油缸都配有行程測(cè)量和速度傳感器墊塊 圖4 推進(jìn)系統(tǒng)圖通過(guò)這些傳感器我們就可以知道推進(jìn)的實(shí)時(shí)速度和當(dāng)前的行程。當(dāng)遇到不同的巖層時(shí)，推進(jìn)速度是不一樣的，這是我們可以控制臺(tái)來(lái)連續(xù)調(diào)速，直至適合當(dāng)前巖層最佳的推進(jìn)速度。盾構(gòu)機(jī)的操縱是通過(guò)監(jiān)控推力油缸里的油壓進(jìn)行的。每個(gè)推力油缸末端都裝有球鉸連接墊塊，確保與管片環(huán)均勻平滑接觸，避免由于局部受力過(guò)大，面導(dǎo)致管片環(huán)破壞。 盾構(gòu)機(jī)安裝有14個(gè)中鉸油缸，可利用它進(jìn)行盾構(gòu)機(jī)調(diào)向進(jìn)的轉(zhuǎn)向

10、，鉸接油缸是被動(dòng)型的。鉸接系統(tǒng)各規(guī)格技術(shù)參數(shù)如表2所示。用油缸拉動(dòng)后護(hù)盾體，鉸接性能根據(jù)最小半轉(zhuǎn)彎半徑260m設(shè)置。 表2 鉸接系統(tǒng)規(guī)格技術(shù)參數(shù)序號(hào)項(xiàng)目CREC014參數(shù)列表單位備注1油缸規(guī)格（缸徑/桿徑）-行程160/80-150mm2油缸數(shù)量14個(gè)3帶行程傳感器油缸數(shù)量4個(gè)4總拉力7340KN5 曲線(xiàn)段掘進(jìn)受力分析推力分布可以由千斤頂操作點(diǎn)的方向角和單推強(qiáng)度求得。如圖5所示，把方向的延長(zhǎng)線(xiàn)與圓（千斤頂作用點(diǎn)連線(xiàn)構(gòu)成的圓）的交點(diǎn)的推力，我們通常把它設(shè)為最大值。從圖中可以看出推力正比于的圓筒分布，則各個(gè)千斤頂?shù)耐屏捎善湎鄳?yīng)的位置來(lái)求得。 圖5 千斤頂推力分布情況計(jì)算示意圖千斤頂操作點(diǎn)如圖所示

11、，由盾構(gòu)機(jī)水平角度和豎起角度相對(duì)目標(biāo)角的偏差、，求出水平分量豎直分量。操作點(diǎn)水平分量和豎直分量可由系統(tǒng)控制計(jì)算公式出。 （5-1） （5-2）式中：、姿態(tài)偏角（0）； 、比例帶（%）； 、積分時(shí)間（s）。 由式（5-1）和式（5-2）可以看出，千斤頂操作點(diǎn)隨著盾構(gòu)姿態(tài)偏角的增大而增大，同時(shí)從圖5可以知道，千斤頂操作點(diǎn)偏離越大，盾構(gòu)機(jī)推力相差值就越大，所以在曲線(xiàn)上如果要獲得較大的轉(zhuǎn)向，就必須使千斤頂操作點(diǎn)偏離值增大，從而獲得較好的轉(zhuǎn)彎效果，當(dāng)然這種偏離值也不是越大越好，要根據(jù)地層情況和盾構(gòu)機(jī)當(dāng)前的受力行為來(lái)判別。6 施工控制措施通過(guò)對(duì)大坡度、小半徑的盾構(gòu)隧道的力學(xué)行分析及在這種隧道中施工對(duì)盾構(gòu)機(jī)

12、、操作技術(shù)人員要求?？偨Y(jié)在這種路線(xiàn)條件下進(jìn)行施工會(huì)產(chǎn)生的問(wèn)題及影響，為了消除上述對(duì)施工過(guò)程的不利影響因素，我們必須因地制宜，采用有效的施工控制技術(shù)來(lái)確保盾構(gòu)隧道的施工質(zhì)量。61 適當(dāng)?shù)某诹?盾構(gòu)刀盤(pán)上需安裝有一定超挖范圍的超挖刀，在小半徑曲線(xiàn)施工時(shí)，進(jìn)行盾構(gòu)外周（大于盾構(gòu)機(jī)外徑）的超挖，超挖范圍可在切削刀盤(pán)旋轉(zhuǎn)角度范圍03590之間設(shè)定，超挖理能根椐下限設(shè)定值及上限設(shè)定值的選擇來(lái)設(shè)定。超挖刀的動(dòng)作范圍與行程可在運(yùn)行操作臺(tái)上顯示并可任意設(shè)定。為了工程的安全起見(jiàn)，須裝備二把超挖刀，另一把備用。根據(jù)推進(jìn)軸線(xiàn)情況，當(dāng)允許部分超挖時(shí)，超挖量越大，曲線(xiàn)施工越容易，這是因?yàn)槎軜?gòu)機(jī)不容易出現(xiàn)卡殼現(xiàn)象，且容易

13、實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向。另一方面，超挖會(huì)使同步注漿漿液因土體的松動(dòng)繞入開(kāi)挖面，加上曲線(xiàn)推進(jìn)時(shí)反力下降的因素，會(huì)產(chǎn)生隧道變形增大的問(wèn)題。因此，超挖量控制在超挖范圍的最小限度內(nèi)。62 適當(dāng)?shù)你q接角度 盾構(gòu)機(jī)增加鉸接部分，使盾構(gòu)切口至支撐環(huán)，支撐環(huán)至盾尾都形成了活動(dòng)體，增加了盾構(gòu)機(jī)的靈敏度，推進(jìn)時(shí)可以在減少超挖量的同時(shí)產(chǎn)生推進(jìn)分力，確保曲線(xiàn)施工的推進(jìn)軸線(xiàn)控制，管片外弧碎裂和管片滲水情況得以大大改善。鉸接角度,其中、分別為鉸接盾構(gòu)的前體的后體，為曲線(xiàn)半徑， 為盾構(gòu)機(jī)在小半徑曲線(xiàn)上的鉸接角度，此角度應(yīng)小于盾構(gòu)機(jī)自身的最大鉸接角度。通過(guò)固定鉸接千斤頂行程差來(lái)固定盾構(gòu)機(jī)的鉸接角度，從而使盾構(gòu)機(jī)適應(yīng)相應(yīng)的曲線(xiàn)半徑。鉸接千斤

14、頂行程差（mm）=千斤頂最大行程差（左右鉸接角度deg）/最大左右鉸接角度deg。63 隧道管片壁后注漿加固在曲線(xiàn)段上的隧道每掘進(jìn)完成2環(huán)，及時(shí)通過(guò)隧道內(nèi)的預(yù)埋注漿孔對(duì)土體進(jìn)行注漿加固。減小由于為了實(shí)現(xiàn)曲線(xiàn)隧道的盾構(gòu)施工，而采取的適宜的超挖量所引起的土體變形。64 隧道管內(nèi)設(shè)臨時(shí)縱向加強(qiáng)肋 針對(duì)小半徑、大坡度曲線(xiàn)隧道縱向位移較大，在隧道開(kāi)挖后5060m范圍，對(duì)管片設(shè)置加強(qiáng)肋以增強(qiáng)隧道縱向剛度，控制其縱向的位移。根據(jù)以往施工經(jīng)驗(yàn)，加強(qiáng)肋一般采用雙拼18a槽鋼加鋼板焊接成型，然后用螺栓將其與管片的預(yù)留注漿孔進(jìn)行連接，從而將隧道縱向連接起來(lái)，以加強(qiáng)隧道縱向剛度。加強(qiáng)肋長(zhǎng)一般為兩個(gè)環(huán)管片的寬度，位于隧

15、道管環(huán)的兩腰部位，各4根共8根，加強(qiáng)肋與管片連接采用M56螺栓，加強(qiáng)肋之間縱向連接采用M30螺栓。加強(qiáng)肋構(gòu)造一般見(jiàn)圖6所示。隨著盾構(gòu)機(jī)向前推進(jìn)，隨時(shí)增加前面并拆除后面的加強(qiáng)肋，保持加強(qiáng)肋長(zhǎng)度在恒定的范圍內(nèi)。 圖6 縱向加強(qiáng)肋構(gòu)造圖（單位：mm）大連地鐵1號(hào)線(xiàn)103標(biāo)洞口處環(huán)隧縱向剛度加強(qiáng)肋如圖7所示?？v向加強(qiáng)肋圖7大連地鐵縱向加強(qiáng)肋65 加強(qiáng)螺栓復(fù)緊每環(huán)推進(jìn)結(jié)束后，須擰緊當(dāng)前環(huán)管片的連接螺栓，并在下一環(huán)推進(jìn)時(shí)進(jìn)行復(fù)緊，克服作用于管片上的推力所產(chǎn)生的垂直分力，減少造成管環(huán)隧道的上浮。每掘進(jìn)完成3環(huán)，對(duì)10環(huán)以?xún)?nèi)的管片連接螺栓復(fù)擰一次。66 盾構(gòu)推進(jìn)軸線(xiàn)的預(yù)偏盾構(gòu)掘進(jìn)過(guò)程中，管片在承受側(cè)向壓力將向

16、弧線(xiàn)外側(cè)偏移。為了使隧道軸線(xiàn)最終偏差控制在規(guī)范要求的范圍內(nèi)，盾構(gòu)掘進(jìn)時(shí)考慮給隧道預(yù)留一定的偏移量。根據(jù)理論計(jì)算和相關(guān)施工實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)綜合分析，同時(shí)考慮掘進(jìn)區(qū)域所處的地層情況，在小半徑曲線(xiàn)隧道掘進(jìn)過(guò)程中設(shè)置預(yù)偏量2040mm。曲線(xiàn)半徑越小，設(shè)置的預(yù)偏量越大。施工過(guò)程中，通過(guò)對(duì)小半徑段隧道偏移監(jiān)測(cè)，適當(dāng)調(diào)整預(yù)偏量。預(yù)偏量示意圖見(jiàn)圖8所示 圖8 小半徑曲線(xiàn)段盾構(gòu)推進(jìn)軸線(xiàn)預(yù)偏示意圖67 盾構(gòu)測(cè)量與姿態(tài)控制 在小半徑、大坡度曲線(xiàn)推進(jìn)時(shí)，應(yīng)適當(dāng)增加隧道測(cè)量的頻率，通過(guò)多次測(cè)量來(lái)確保盾構(gòu)測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。同時(shí)，可以通過(guò)測(cè)量數(shù)據(jù)來(lái)反饋盾構(gòu)機(jī)的推進(jìn)和糾偏。在施工時(shí)，如有必要可以實(shí)施跟蹤測(cè)量，促使盾構(gòu)機(jī)保持良好的姿態(tài)

17、。由于隧道轉(zhuǎn)彎半徑小，坡度大，隧道內(nèi)的通視條件相對(duì)較差，因此，必須多次設(shè)置新的測(cè)量點(diǎn)和后視點(diǎn)。在設(shè)置新的測(cè)量點(diǎn)后，應(yīng)嚴(yán)格加以復(fù)測(cè)，確保測(cè)量點(diǎn)的準(zhǔn)確性，防止造成誤測(cè)。同時(shí)，由于盾構(gòu)機(jī)轉(zhuǎn)彎和側(cè)向分力較大，可能造成成環(huán)隧道的水平位移，所以必須定期復(fù)測(cè)后視點(diǎn)，保證其準(zhǔn)確性。隧道內(nèi)間距2030環(huán)布置測(cè)量吊籃，每推進(jìn)5環(huán)復(fù)測(cè)一次導(dǎo)線(xiàn)點(diǎn)，盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)采用自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)，推進(jìn)時(shí)每23min自動(dòng)測(cè)量一次盾構(gòu)姿態(tài)。68 盾構(gòu)施工參數(shù)選擇（1）嚴(yán)格控制盾構(gòu)的推進(jìn)速度推進(jìn)時(shí)速度應(yīng)控制在12cm/min，既可以避免因推力過(guò)大而引起的側(cè)向壓力的增大，又不能減小盾構(gòu)推進(jìn)過(guò)程中對(duì)周?chē)馏w的擾動(dòng)。（2） 嚴(yán)格控制盾構(gòu)正面平衡壓力盾

18、構(gòu)在穿越過(guò)程中須嚴(yán)格控制土倉(cāng)內(nèi)的平衡土壓力，使得盾構(gòu)切口處的地層有微小的隆起量（0.51mm）來(lái)平衡盾構(gòu)背土?xí)r的地層沉降量。同時(shí)也必須嚴(yán)格控制與切口平衡壓力有關(guān)的施工參數(shù)，如出土量，推進(jìn)速度、總推力、實(shí)際土壓力圍繞設(shè)定土壓力波動(dòng)的差值等。防止過(guò)量超挖、欠挖，盡量減少平衡壓力的波動(dòng)，其波動(dòng)值一般控制在0.02MPa以?xún)?nèi)。（3）嚴(yán)格控制同步注漿量和漿液質(zhì)量 由于在曲線(xiàn)段推進(jìn)時(shí)會(huì)增加地層的損失量，曲線(xiàn)段糾偏次數(shù)的增加也增加導(dǎo)致了對(duì)土體擾動(dòng)的增加，因此，在曲線(xiàn)段盾構(gòu)推進(jìn)時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制同步注漿量和漿液的質(zhì)量，在施工過(guò)程中采用推進(jìn)和注漿聯(lián)動(dòng)的方式，確保每環(huán)注漿總量與計(jì)算的方量相符合，確保盾構(gòu)在推進(jìn)每一斗土的

19、過(guò)程中，漿液均勻合理地壓注，確保漿液的配比符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。注漿末達(dá)到要求時(shí)盾構(gòu)暫停推進(jìn)，以防止土體的變形。69 土體損失及二次注漿 由于設(shè)計(jì)軸線(xiàn)為小半徑的圓滑曲線(xiàn)，而盾構(gòu)主機(jī)是一條直線(xiàn)，故在實(shí)際推進(jìn)過(guò)程中，掘進(jìn)軸線(xiàn)必然為一段段折線(xiàn)相連起來(lái)組成的曲線(xiàn)，且曲線(xiàn)外側(cè)出土量又大，這樣必然造成曲線(xiàn)外側(cè)土體的損失，并存在施工空隙。因此，在曲線(xiàn)段推進(jìn)過(guò)程中進(jìn)行同步注漿時(shí)必須加強(qiáng)對(duì)曲線(xiàn)外側(cè)的壓漿量，以填補(bǔ)施工空隙。每拼裝2環(huán)即對(duì)后面2環(huán)管片進(jìn)行復(fù)合早凝漿液二次壓注，以加固隧道外側(cè)土體，保證盾構(gòu)順利沿設(shè)計(jì)軸線(xiàn)推進(jìn)。配合比應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)和隧道實(shí)際施工情況等綜合因素來(lái)確定。610 嚴(yán)格控制盾構(gòu)糾偏量盾構(gòu)的曲線(xiàn)推進(jìn)實(shí)際上是

20、處于曲線(xiàn)的切線(xiàn)上（見(jiàn)圖9），推進(jìn)的關(guān)鍵是確保對(duì)盾構(gòu)前點(diǎn)的控制，由于曲線(xiàn)推進(jìn)盾構(gòu)環(huán)環(huán)都要糾偏，須做到勤測(cè)勤糾，而每次的糾偏量應(yīng)盡量小，確保楔形塊的環(huán)面始終處于曲線(xiàn)半徑的徑向豎直面內(nèi)。除了采用楔型管片，為控制管片的位移量，管片糾偏采用楔形低壓棉膠或軟木楔子，從而達(dá)到有效地控制軸線(xiàn)的地層變形的目的，盾構(gòu)推進(jìn)的糾偏量控制在23mm/m。針對(duì)每環(huán)的糾偏量，通過(guò)計(jì)算得出盾構(gòu)機(jī)左右千斤頂?shù)男谐滩?，利用盾?gòu)機(jī)千斤頂?shù)男谐滩顏?lái)控制其糾偏量。同時(shí)，分析管片的選型，針對(duì)不同的管片需有不同的千斤頂行程差。 圖9 曲線(xiàn)段盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)方向示意圖611 盾尾與管片間隙控制小半徑、大坡度曲線(xiàn)段內(nèi)的管片拼裝至關(guān)重要，而影響管片拼

21、裝質(zhì)量一個(gè)關(guān)鍵性的因素是管片與盾尾間的間隙。合理的周邊間隙既便于管片的拼裝，也便于盾構(gòu)進(jìn)行糾偏。（1）施工中隨時(shí)關(guān)注盾尾與管片間的間隙，一旦發(fā)現(xiàn)單邊間隙偏小時(shí)，及時(shí)通過(guò)盾構(gòu)推進(jìn)方向進(jìn)行調(diào)整，使得四周間隙基本上相同。（2）在管片拼裝時(shí)，應(yīng)根據(jù)盾尾與管片間的間隙進(jìn)行合理調(diào)整，以便于下一環(huán)管片的拼裝，也便于在下一環(huán)管片推進(jìn)過(guò)程中盾構(gòu)能夠有足夠的間隙進(jìn)行糾偏。（3）根據(jù)盾尾與管片間的間隙，合理選擇楔型管片。小半徑曲線(xiàn)段，盾構(gòu)機(jī)的盾尾與管片間間隙的變化主要體現(xiàn)在水平軸線(xiàn)兩側(cè)，管片應(yīng)正常跟隨盾構(gòu)機(jī)轉(zhuǎn)彎，當(dāng)盾構(gòu)機(jī)轉(zhuǎn)彎過(guò)快時(shí)，隧道外側(cè)的盾尾間隙就相對(duì)較??；當(dāng)管片因楔形量等原因超前于盾構(gòu)機(jī)轉(zhuǎn)彎時(shí)，隧道內(nèi)側(cè)的盾尾

22、間隙就相對(duì)較小。因此，當(dāng)無(wú)法通過(guò)盾構(gòu)推進(jìn)和管片拼裝來(lái)調(diào)整盾尾間隙時(shí)，可以考慮采用楔型管片的直線(xiàn)管片互換的方式來(lái)調(diào)整盾尾間隙。7 工程實(shí)施及難題的解決在施工前我們要充分研究和考慮影響施工的各種因素的前提下來(lái)制定相應(yīng)對(duì)策，按照施工組織方案組織在小半徑、大坡度段的盾構(gòu)施工。根據(jù)以前在此類(lèi)線(xiàn)路的經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出了在該段盾構(gòu)施工容易出現(xiàn)的問(wèn)題有以下幾個(gè)方面。71 盾構(gòu)卡殼盾構(gòu)進(jìn)入緩和曲線(xiàn)后，盾構(gòu)已調(diào)整方向，而盾尾管片根據(jù)設(shè)計(jì)排版尚未開(kāi)始拼裝轉(zhuǎn)彎環(huán)，隧道中心線(xiàn)和盾構(gòu)中心線(xiàn)存在較大夾角與位置偏差，導(dǎo)致盾構(gòu)卡殼。經(jīng)調(diào)整緩和曲線(xiàn)段管片排版（提前拼裝轉(zhuǎn)彎環(huán)）和粘貼石棉橡膠板，調(diào)整盾尾襯砌管片切口垂直方向與盾構(gòu)中心線(xiàn)方向一致，對(duì)管片姿態(tài)調(diào)整到與盾構(gòu)姿礦山基本協(xié)調(diào)之后再轉(zhuǎn)向。72 管片角部碎裂 管片在拼裝時(shí)無(wú)任何碎裂和裂縫，在盾構(gòu)推進(jìn)時(shí)，盾尾襯砌片角部容易碎裂。產(chǎn)生這種現(xiàn)象主要原因是：在小半徑、大坡度曲線(xiàn)段，采用了大量在楔形量管片以滿(mǎn)足擬合曲線(xiàn)需要，楔形管片間斜交，拼裝時(shí)若管片錯(cuò)臺(tái)或錯(cuò)縫，在盾構(gòu)推力作用下，在管片角部形成應(yīng)力集中點(diǎn)，因而造成管片角部碎裂。為了解決上述所發(fā)生的現(xiàn)象，我們要組織管片拼裝機(jī)操作手加強(qiáng)技能學(xué)習(xí)，加強(qiáng)管片拼裝過(guò)程質(zhì)量控制，提高管片拼裝精度，嚴(yán)格控制管片錯(cuò)臺(tái)、錯(cuò)縫，避免管片之間出現(xiàn)“點(diǎn)與點(diǎn)