盾構(gòu)糾偏方案

1、遼紐監(jiān)表A-2B1-5歸檔編號(hào):盾構(gòu)糾偏方案報(bào)審表工程名稱：地鐵二號(hào)線一期土建工程第十六合同段 號(hào)致:沈陽市地鐵二號(hào)線土建工程第五監(jiān)理部我方已根據(jù)施丄合同的有關(guān)規(guī)定完成了的編制，請(qǐng)予以審查。2009 年附：K盾構(gòu)糾偏方案項(xiàng)目經(jīng)理（簽字）市査意見:專業(yè)監(jiān)理工程師（簽字）年 J審孩結(jié)論:可行修改后報(bào)重新編制總監(jiān)理工程師（簽字）:本表由施工單位填報(bào)，一式艸份，經(jīng)項(xiàng)忖監(jiān)理機(jī)構(gòu)審批后，施工單位留存一份，項(xiàng)tl監(jiān)理收存三份.沈陽市地鐵二號(hào)線一期土建工程第十六合同段下深溝站-上深溝站區(qū)間中國中鐵盾構(gòu)糾偏方案中鐵九局集團(tuán)有限公司沈陽市地鐵二號(hào)線 期土建工程第r六合同段項(xiàng)冃經(jīng)理部2009年4月盾構(gòu)糾偏方案工程概

2、況沈陽地鐵二號(hào)線第十六標(biāo)段下-上區(qū)間起點(diǎn)設(shè)計(jì)里程為K20+548.300終點(diǎn) 設(shè)計(jì)里程為K21 + 249.909，區(qū)間長(zhǎng)度約為701.609m.區(qū)間從K20 +548.300- K21+200處為盾構(gòu)法施工盾構(gòu)區(qū)間全長(zhǎng)651.7m.區(qū)間隧道為單洞單線圓形斷 面,線間距為12 - 14米 區(qū)間線路沿沈丹高速公路走行，線路縱向呈一型 坡,最大縱坡為24%。沿途通過半徑400m , 350m的曲線段。區(qū)間隧道結(jié)構(gòu) 底最大埋深16米（覆土厚度10米），最小埋深9.6米（覆土厚度3.6米1于 區(qū)間里程K21 + 045.00處設(shè)置一處聯(lián)絡(luò)通道。盾構(gòu)隧道采用一臺(tái)a）6250mm的復(fù)合式土壓平衡盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)

3、。隧道襯砌采用單層鋼筋混凝土裝配式襯砌錯(cuò)縫拼裝,整環(huán)襯砌由6塊鋼筋混凝土管片組成 即3塊標(biāo)準(zhǔn)環(huán)（A型管片X 2塊鄰接環(huán)（B型管片）和1塊封頂塊（C型管片）組成。區(qū)間隧道及其聯(lián)絡(luò)線隧道的防水等級(jí)為二級(jí)。根據(jù)盾構(gòu)推進(jìn)方案,盾構(gòu)由 右線從上深溝站向西推進(jìn)，到達(dá)下深溝站后調(diào)頭，從左線向東推進(jìn)到達(dá)上深溝站。二盾構(gòu)產(chǎn)生軸線偏差的原因始發(fā)基座土質(zhì)施工參數(shù)土壓力丁:存區(qū)域斤頂推力Y及千斤頂行程筮定位的穩(wěn)定性慘片與丹足./ 的位置關(guān)系歷構(gòu)斤頂編組/ / 盾構(gòu)機(jī)W滾/ V同步注漿樂;及注漿雖馬尾間隙r貨構(gòu)操作人員 /r4施工流釋連續(xù)性測(cè)蛍/盾構(gòu)軸線偏差管片施工技術(shù)人員操作1.始發(fā)基座的安裝與隧道線形。始發(fā)架及反力

4、架安裝不穩(wěn)及安裝位置不符合設(shè)計(jì)要求,將直接導(dǎo)致盾構(gòu)機(jī)在 初始推進(jìn)時(shí)發(fā)生位置偏移,甚至始發(fā)后軸線控制失控,盾構(gòu)走形嚴(yán)a偏離隧道設(shè) 計(jì)軸線.在本標(biāo)段中,眉構(gòu)機(jī)進(jìn)洞時(shí)就處在半徑為350m的圓曲線上。在始友階段眉 構(gòu)機(jī)要脫離始發(fā)架，逬入加固區(qū)，此時(shí)盾構(gòu)機(jī)不宜使用狡接裝置進(jìn)行糾偏。2. 管片拼裝盾構(gòu)機(jī)在掘進(jìn)過程中，隨看盾構(gòu)姿態(tài)沿軸線的不斷調(diào)整,盾構(gòu)千斤頂產(chǎn)生一 定的行程差,通過合理的使用轉(zhuǎn)彎環(huán)（左轉(zhuǎn)彎環(huán)或右轉(zhuǎn)彎環(huán)）管片來調(diào)整盾構(gòu)千 斤頂?shù)男谐滩?，使管片與盾構(gòu)機(jī)盾尾之間保證必要的盾尾間隙量。否則盾尾間隙 量小,盾尾受到管片的約束力，極不利于盾構(gòu)姿態(tài)的控制,而且容易造成管片破 損。此外管片拼裝的真圓度也影響

5、盾尾間隙量。3. 同步注漿對(duì)軸線控制的影響同步注漿可以及時(shí)填充盾尾前移后土體與管片之間產(chǎn)生的間隙，防止土層變 形和坍塌，而且注漿量的多少及注漿壓力的大小和分布都對(duì)軸線控制產(chǎn)生一定的 影響。4、施工參數(shù)設(shè)定(1)盾構(gòu)在不同區(qū)間線型中向前推進(jìn),盾構(gòu)環(huán)環(huán)都在糾偏,區(qū)域千斤頂?shù)耐屏靶谐滩钪苯佑绊懚軜?gòu)姿態(tài)。(2 )控制土壓的設(shè)定值：一般在糾偏時(shí),土壓力的設(shè)定值t匕較大,使得千斤頂推力增大，干斤頂各區(qū)域調(diào)節(jié)時(shí)容易產(chǎn)生較大的壓力差，利于増大土體對(duì)機(jī)頭 的反作用力將機(jī)頭托起或橫移。(3 )注漿壓力及注漿氫在推進(jìn)施工范圍內(nèi)，尤其開挖面土層變化處，由于不同土質(zhì)的軟硬程度及其承載能力有較大差異，會(huì)使盾構(gòu)機(jī)產(chǎn)生不均

6、勻位移，對(duì)盾構(gòu)姿態(tài)造成一定的不良影響。例如：在軟土層中掘進(jìn)時(shí),盾構(gòu)機(jī)受萸力影響嚴(yán)重,易下沉.6、地下水含量變化地下水含量豐富時(shí)，造成土體松軟，盾構(gòu)往往偏向松軟土體或地下水豐富的 河道的一邊。7、施工連續(xù)性施工中途停止、施工流程不連貫以及推進(jìn)速度的均勻,例如一旦遇到比較松 軟的土質(zhì),會(huì)造成盾構(gòu)機(jī)下沉,因而影響盾構(gòu)掘進(jìn)姿態(tài)。測(cè)量?jī)x器本身、外界環(huán)境以及人為因素引起的測(cè)量誤差等，將影響測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,誤導(dǎo)操作人員進(jìn)行不合理操作，使得盾構(gòu)姿態(tài)得不到正常控制,最終 盾構(gòu)實(shí)際掘進(jìn)軸線偏離隧道設(shè)計(jì)軸線。2推迸擾作的影響盾構(gòu)司機(jī)的主體操作也是影響盾構(gòu)姿態(tài)的重要因素之一。在操作過程中,盾 構(gòu)司機(jī)必須根據(jù)下發(fā)的技

7、術(shù)指令及現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的結(jié)果,通過合理區(qū)域干斤頂編組、 推進(jìn)油壓及速度控制，正確選擇刀盤正、反轉(zhuǎn)模式等手段來調(diào)整盾構(gòu)姿態(tài)。三、盾構(gòu)機(jī)在掘進(jìn)中的受力分析1、盾構(gòu)機(jī)自身重力2、刀盤前方的土壓力3、土體對(duì)盾構(gòu)機(jī)的摩擦力4、土體對(duì)盾構(gòu)機(jī)的浮力5、推進(jìn)過程中,管片對(duì)盾構(gòu)干斤頂?shù)姆醋饔昧?、盾尾部分,管片與盾尾之間的管片約束力7、刀盤旋轉(zhuǎn)過程中對(duì)盾構(gòu)本體產(chǎn)生的扭矩（可使盾構(gòu)機(jī)發(fā)生側(cè)滾）8、刀盤旋轉(zhuǎn)過程中,土體對(duì)刀盤側(cè)滾的反作用力9、添加劑如泡沬、膨潤土及盾尾油脂等在注射過程中對(duì)盾構(gòu)機(jī)產(chǎn)生的作用力（可忽略）10. 同步j(luò)主漿漿液壓力對(duì)盾尾的作用力11. 撐靴與管片間摩擦力盾構(gòu)機(jī)受力圖川力示總I對(duì)rrTQH15(0

8、73231力盾構(gòu)機(jī)受力圖（較接）和Ii1力 ；*333：示意圖JB和m切対分/J（R）力盾構(gòu)掘逬過程中，根據(jù)盾構(gòu)機(jī)相對(duì)于設(shè)計(jì)軸線的偏差描述為以下幾種盾構(gòu)姿態(tài)。水平姿態(tài)：水平偏差值，右偏為正,左偏為負(fù)。（2）垂直姿態(tài)：高程偏差值，沿坡度向上為正,向下為負(fù)。盾構(gòu)側(cè)滾：左轉(zhuǎn)為負(fù),右轉(zhuǎn)為正。/(a)(b)1.始發(fā)階段的糾偏控制反力架和始發(fā)架為盾構(gòu)始發(fā)提供初始的惟力以及初始的空間姿態(tài)。在安裝反 力架和始發(fā)架時(shí)，反力架左右偏差控制在10mm之內(nèi)，高程偏差控制在5mm 之內(nèi)；始發(fā)架上下偏差控制在10mm之內(nèi)，水平軸線的垂直方向與反力架的夾 角2%o,盾構(gòu)姿態(tài)與設(shè)計(jì)軸線豎直趨勢(shì)偏差 2%o ,水平趨勢(shì)偏差 3

9、%oo般情況下,為避免盾構(gòu)機(jī)始發(fā)扎頭”,方面始發(fā)洞內(nèi)安設(shè)洞口始發(fā)導(dǎo) 軌；另一方面要求盾構(gòu)始發(fā)基座安放時(shí)以頭部高于原設(shè)計(jì)軸線坡度2%。的傾角 向上進(jìn)行盾構(gòu)基座安放,盾構(gòu)機(jī)前端中心高于隧道中心20mm.根據(jù)下上區(qū)間右線始發(fā)的線形特原:豎曲線24%。下坡，水平350米圓曲線。盾構(gòu)機(jī)始發(fā)水平放置前段中心高于隨到中心20mm ,水平偏南50mm補(bǔ)償由于 直線掘進(jìn)造成的隧道偏差。盾構(gòu)始發(fā)過程中，若因各種因素（如始發(fā)架固定不好, 發(fā)生偏斜；反力架承重力不夠,發(fā)生變形等）出現(xiàn)盾構(gòu)姿態(tài)發(fā)生偏離的情況，可 以參考以下措施處理:1）使用餃接裝置調(diào)整盾構(gòu)姿態(tài)建議在盾構(gòu)機(jī)狡接裝置進(jìn)入洞圈后,調(diào)整一定狡接角度來調(diào)整盾構(gòu)姿

10、態(tài),但 餃接角度不要調(diào)整過大,防止盾構(gòu)機(jī)刮碰到洞2）合理調(diào)整區(qū)域推進(jìn)油缸壓力或停止區(qū)域油缸調(diào)整盾構(gòu)姿態(tài)般在盾構(gòu)始發(fā)過程中,設(shè)定的土壓力比較彳氐，相對(duì)應(yīng)的推力也不大（般 小于2000KN ）,調(diào)整區(qū)域推進(jìn)油缸的壓力效果不明顯,僅適用于微調(diào)盾構(gòu)姿態(tài) 或輔助調(diào)整盾構(gòu)姿態(tài)向惡性趨勢(shì)發(fā)展。若盾構(gòu)姿態(tài)已經(jīng)出現(xiàn)明顯的惡性發(fā)展趨勢(shì),通過調(diào)整區(qū)域;由缸壓力效果仍 控制不住,建議選擇停止個(gè)別區(qū)域油缸來調(diào)整小松盾構(gòu)機(jī)共22只油缸,每只 油缸的推力達(dá)到17：L5KN （即175t的惟力），總推力為37730KN ,選用一半的完全可以滿足始發(fā)的推力。停油缸時(shí)應(yīng)保證每環(huán)管片上必須有一組油缸伸 出,以保證管片不發(fā)生變形,而

11、且選用油缸的數(shù)量所達(dá)到的總推力值必須要大于 實(shí)際所需的推力。此外,選擇停油缸時(shí),應(yīng)特別注意要緊固管片螺栓。2. 盾構(gòu)fiS迸過程中的糾偏控制措施 1）通過調(diào)整區(qū)域油壓微調(diào)糾偏在確認(rèn)盾構(gòu)姿態(tài)有微小偏差（姿態(tài)為e,h類型）管片拼裝軸線與設(shè)計(jì)軸 線基本一致的前提下，首先考慮通過調(diào)整區(qū)域油壓來進(jìn)行盾構(gòu)糾偏。調(diào)整左右區(qū) 域油壓米進(jìn)行平面糾偏，調(diào)整上下區(qū)域油壓改變盾構(gòu)縱坡米進(jìn)行高程糾偏。一般 推力比較大的情況下（大于10000KN ）.調(diào)整百分比推力中心改變的效果比較 明顯,推力比較小時(shí)（小于10000KN ）,調(diào)整區(qū)域油壓百分比,推力中心改變的效果不太明顯。調(diào)整區(qū)域油缸壓力百分比時(shí)應(yīng)注意以下幾方面：1）

12、該措施適用于小幅度的微調(diào)盾構(gòu)姿態(tài)。盾構(gòu)姿態(tài)每環(huán)的變化量不大，而且盾構(gòu)姿態(tài)前端與狡接位置的偏差數(shù)值差小于8mm時(shí)，采用該方法調(diào)整。此外, 在條件允許的情況下,適當(dāng)増大土壓力值,以加大油缸推力來調(diào)整百分比,達(dá)到 控制軸線的目的。2）調(diào)整過程中,要注意觀察盾構(gòu)機(jī)推力中心的位置。如果無論怎樣減小或增大推進(jìn)油缸百分比，推力中心變化不明顯，建議不要無限制的盲目減小百分比 的數(shù)值（建議各區(qū)域百分比不小于40%）,可考慮選用其它方式來調(diào)整盾構(gòu)姿態(tài).（2）選擇同步油缸普通糾偏盾構(gòu)機(jī)設(shè)置了三組可同步油缸，分別為22-1號(hào)，6號(hào)7號(hào)油缸。選擇同 步時(shí),各組油缸分配的油壓力最大為4.9MPa （即每只油缸的最大推力僅

13、為 260KN ）,因此選擇同步油缸來調(diào)整盾構(gòu)姿態(tài),效果比較明顯。在調(diào)整推力百分 比不明顯的情況下，可采用本措施進(jìn)行盾構(gòu)姿態(tài)的糾偏。選擇同步油缸可適用于d、g類型的姿態(tài)糾偏。采用狡接裝置進(jìn)行專道施工和紬線糾偏狡接裝置能靈活方便的調(diào)整盾構(gòu)機(jī)沿著所需要的方向掘進(jìn)，尤其在轉(zhuǎn)彎情況 下，不需開超挖刀也能方便自如的調(diào)整姿態(tài)。狡接糾偏可結(jié)合其它糾偏方式一起 使用。建議狡接角度一次調(diào)整量不要過大，調(diào)整后注意觀察盾構(gòu)俯仰角及推力中 心的變化。狡接角度趣大，盾構(gòu)掘進(jìn)受到的正面土體阻力變大,盾構(gòu)前行越困難, 掘進(jìn)方向越不易控制而且管片選型也趣困難,在適應(yīng)盾尾間隙要求和滿足線形要 求方面的矛盾趣突出，因此,在直線段

14、掘進(jìn)中,在滿足要求的前提下建議狡接角 度不要調(diào)整過大（小于0.5。使用狡接裝置時(shí)要注意，狡接僅僅是改變當(dāng)前盾構(gòu)機(jī)自身的狀態(tài)以及前進(jìn)方 向，盾構(gòu)掘進(jìn)過程中姿態(tài)的保持和調(diào)整仍然要靠盾構(gòu)機(jī)各區(qū)域的受力情況來實(shí) 現(xiàn),所以狡接角度調(diào)整后,注意觀察掘進(jìn)的各個(gè)參數(shù)，如推力中心、俯仰角度以 及盾構(gòu)姿態(tài)等-狡接裝置糾偏范圍比較廣，可適用于盾構(gòu)姿態(tài)為b、C、f、i類 型的糾偏。（4）合理停止區(qū)域油缸進(jìn)行嚴(yán)重糾偏本措施適用于盾構(gòu)姿態(tài)較差,通過調(diào)整油缸百分比、土壓力參數(shù)及狡接裝置 等措施均無明顯效果，盾構(gòu)姿態(tài)處于失控狀態(tài)的情況（一般呈現(xiàn)為f、i類型的具體操作方法與前面始發(fā)盾構(gòu)姿態(tài)調(diào)整內(nèi)容相同，不在復(fù)述。建議在盾構(gòu)總

15、推力小于20000KN （工作油缸數(shù)量大于12只）的情況下使用。（5）采用超挖刀進(jìn)行小半徑曲線施工和嚴(yán)重糾偏在轉(zhuǎn)彎半徑小于300m的情況下可選用超挖刀裝置來調(diào)整盾構(gòu)姿態(tài)。超挖 量及注漿量要提前計(jì)算好，防止土體塌方.超挖刀使用必須按照掘逬指令的要求 操作,嚴(yán)禁無指令隨意使用。（6）合理選用管片類型保證盾尾間隙糾偏盾構(gòu)機(jī)的前進(jìn)方向直接關(guān)系到隧道的軸線位置,管片的走行應(yīng)保持與盾構(gòu)機(jī) 的走行一致。每環(huán)轉(zhuǎn)彎環(huán)的調(diào)整量為48mm ,使用轉(zhuǎn)彎環(huán)管片（左轉(zhuǎn)彎壞或右 轉(zhuǎn)彎環(huán)）可以及時(shí)調(diào)整盾構(gòu)千斤頂?shù)男谐滩?，使管片與盾構(gòu)機(jī)盾尾之間保證必要的尾間隙量（75mm 方面,若盾構(gòu)機(jī)發(fā)生偏移，而管片沒有根據(jù)盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)方向

16、及時(shí)進(jìn)行調(diào) 整襯砌盾尾間隙發(fā)生相對(duì)變化，盾構(gòu)機(jī)與管片橫斷面的圓面不同心；另一方面, 管片拼裝質(zhì)量差,圓度不夠，管片呈橢圓形，酉尾與管片之間的間隙量不均衡。這兩方面都會(huì)造成盾構(gòu)機(jī)盾尾內(nèi)腔壁（即盾殼內(nèi)壁）與管片外側(cè)接觸,盾尾受到 管片的約束力作用，出現(xiàn)該情況時(shí)盾構(gòu)姿態(tài)一般表現(xiàn)為：垂直姿態(tài)前端出現(xiàn)很明 顯的扎頭現(xiàn)象；水平姿態(tài)前端嚴(yán)重偏離軸線,而后端的姿態(tài)數(shù)值變化量不大。這種情況下采用普通糾偏措施難以調(diào)整盾構(gòu)姿態(tài)，及時(shí)采用轉(zhuǎn)彎環(huán)調(diào)整盾尾間隙及行程差,可以解除管片對(duì)盾尾的約束力，在姿態(tài)偏離軸線限制值(50mm )時(shí),及時(shí)采用嚴(yán)重糾偏措施加以調(diào)整,避免發(fā)生嚴(yán)重的軸線偏離事故。3. 操作過程中,需注意的幾個(gè)

17、方面(1)推力中心：盾構(gòu)推力的調(diào)節(jié)都是圍繞推力中心而調(diào)節(jié)的，通過調(diào)節(jié)推力中心使盾構(gòu)機(jī)受到合理的管片反作用力，從而使盾構(gòu)機(jī)沿著規(guī)定的設(shè)計(jì)軸線前 進(jìn)。因此調(diào)節(jié)過程中，要時(shí)刻注意推力中心的變化,避免盲目操作。(2)推進(jìn)速度：推進(jìn)速度保持勻速前逬，避免速度忽高忽低不穩(wěn)定速度穩(wěn)定有利于保持土壓平衡和盾構(gòu)走行。(3) 盾構(gòu)俯仰角：隧道軸線的坡度與盾構(gòu)機(jī)所測(cè)的自身的俯仰角均以水平面為參照的數(shù)值盾構(gòu)測(cè)量系統(tǒng)測(cè)一個(gè)循環(huán)需要約一分鐘的時(shí)間，正常推進(jìn)速度為40-60mm/min ,因此盾構(gòu)測(cè)量往往滯后于盾構(gòu)掘逬。而俯仰角的變化是實(shí)時(shí)顯示的，它反映出的數(shù)值可以大致預(yù)測(cè)出下一個(gè)循環(huán)測(cè)出的盾構(gòu)垂直姿態(tài)值，可 幫助操作人員

18、提前做出正確調(diào)整。(4) 避免盾構(gòu)機(jī)做無用功J合理調(diào)整區(qū)域油缸壓力百分比，盡可能增大百分比的數(shù)值；而且在姿念較易腔制的削提下,盡量減/餃接角度,使盾構(gòu)機(jī)保 持直線狀前進(jìn)以降低推力，減小液壓負(fù)載。各調(diào)整措施要協(xié)調(diào)一致，避免調(diào)整措 施自相矛盾,使盾構(gòu)機(jī)做無用功。(5)糾偏調(diào)整* :建議每環(huán)盾構(gòu)姿態(tài)的調(diào)整量小于8mm ,如果大于8mm ,說明盾構(gòu)姿態(tài)將向失控趨勢(shì)發(fā)展，應(yīng)引起操作司機(jī)的高度重視，需及時(shí)采取應(yīng)對(duì) 措施。(6)盾尾間隙量：由于盾構(gòu)機(jī)在土體內(nèi)處于懸浮狀態(tài)，而成型的隧道則處于相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài),e構(gòu)機(jī)的盾尾直接與成型隧道的末端接觸,后幾環(huán)管片的位置狀態(tài)直接限制了盾尾的位置狀態(tài)所以調(diào)整好管片的姿態(tài)和間隙對(duì)盾尾的位置控 制及整個(gè)隧道的整體質(zhì)量都起著至關(guān)重要的作用只要把管片拼裝的位置控制在 設(shè)計(jì)范圍內(nèi),則盾尾的位置也必然能夠滿足后續(xù)掘進(jìn)的設(shè)計(jì)要求。(7) 同步注漿：注漿量充足可以有效減小管片脫離盾尾后的上浮量,有利于控制盾構(gòu)推逬軸線。注漿位置的不同也影響盾構(gòu)的走形，如果注漿位置在左側(cè), 可使該環(huán)管片位置右移，換之則相反,因此為防止管片上浮影響盾構(gòu)姿態(tài)，一般 選擇管片上方的孔位(即1號(hào)、4號(hào)注漿孔)注漿。(8) 內(nèi)側(cè)行走：一般在進(jìn)行直線段頂進(jìn)過程中,應(yīng)盡量使盾構(gòu)機(jī)切口的位置保持在施工軸線的50mm范圍之