4、盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)(共5頁(yè))

1、4、盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)1、盾構(gòu)試掘進(jìn)1.1 概述目前將掘進(jìn)施工的前100米定為盾構(gòu)試掘進(jìn)段盾構(gòu)出洞后，為了更好地掌握盾構(gòu)的各類參數(shù)，100米試掘進(jìn)施工時(shí)應(yīng)注意對(duì)推進(jìn)參數(shù)的設(shè)定，地面沉降與施工參數(shù)之間的關(guān)系，并對(duì)推進(jìn)時(shí)的各項(xiàng)技術(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、統(tǒng)計(jì)、分析，爭(zhēng)取在較短時(shí)間內(nèi)掌握盾構(gòu)機(jī)械設(shè)備的操作性能，確定盾構(gòu)推進(jìn)的施工參數(shù)設(shè)定范圍。試推進(jìn)不僅可以對(duì)盾構(gòu)機(jī)的整機(jī)性能進(jìn)行全面的檢驗(yàn)，通過試推進(jìn)檢驗(yàn)配套設(shè)備的配合能力，及時(shí)修正和加強(qiáng)；隨時(shí)調(diào)整漿液配比，以適應(yīng)不同地質(zhì)的掘進(jìn)；還可以觀測(cè)隧道軸線變化、管片成型工藝，有助于為正常掘進(jìn)施工總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。試推進(jìn)是相對(duì)于正常掘進(jìn)而言，由于空間的限制，后備臺(tái)車開始時(shí)安排放在車站施工

2、段，隨著試推進(jìn)的進(jìn)行，逐步進(jìn)入隧道內(nèi)部，掘進(jìn)到約100m后方可全部進(jìn)入隧道內(nèi)部進(jìn)入正常掘進(jìn)。1.2 技術(shù)工作1.2.1盾構(gòu)靠近洞門待出洞裝置、導(dǎo)軌安裝完畢后，盾構(gòu)以最快速度靠上洞門，縮短洞門暴露時(shí)間。1.2.2防止盾構(gòu)旋轉(zhuǎn)、上飄盾構(gòu)出洞時(shí)，由于正面加固土體強(qiáng)度較高，盾構(gòu)與地層間無摩擦力，使盾構(gòu)容易旋轉(zhuǎn)，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)盾構(gòu)姿態(tài)的測(cè)量，如發(fā)現(xiàn)盾構(gòu)有較大轉(zhuǎn)角，可以采用大刀盤正反轉(zhuǎn)的措施進(jìn)行調(diào)整。盾構(gòu)剛出洞時(shí)，推進(jìn)速度宜緩慢，大刀盤切削土體中可加水降低盾構(gòu)正面壓力，防止盾構(gòu)上飄，加強(qiáng)后盾支撐觀測(cè)，盡快完善后盾鋼支撐。1.2.3洞圈封堵盾構(gòu)主體全部進(jìn)入洞門，立即封堵洞圈，焊接扇形鋼板，以防洞口漏漿，盾尾離開洞

3、門約3m時(shí)，應(yīng)對(duì)洞口壓注聚胺酯或雙液漿封堵，并同時(shí)開啟同步注漿及盾尾油脂系統(tǒng)，以免漿液倒灌，堵死漿管。1.2.4盾構(gòu)出洞初始在盾構(gòu)未進(jìn)入加固土體區(qū)時(shí)就應(yīng)嚴(yán)格控制盾構(gòu)機(jī)的操作，適當(dāng)對(duì)開挖面注水或注入膨潤(rùn)土泥漿等，并低速推進(jìn)、低速轉(zhuǎn)動(dòng)大刀盤，嚴(yán)防超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，以免產(chǎn)生盾構(gòu)進(jìn)入接收井之前，大刀盤被水泥土攪拌樁卡住而強(qiáng)行推進(jìn)洞的不利現(xiàn)象，亦減少盾構(gòu)大刀盤磨損。1.3目的任務(wù)通過初始掘進(jìn)，完善施工組織設(shè)計(jì)方案；完善盾構(gòu)施工各個(gè)工種工序崗位的操作規(guī)程、作業(yè)工法；通過施工監(jiān)測(cè)反饋回的數(shù)據(jù)及分析成果，總結(jié)出最佳掘進(jìn)參數(shù)，包括推進(jìn)力、推進(jìn)速度與螺旋輸送器轉(zhuǎn)速的關(guān)系、刀盤轉(zhuǎn)速、土壓力上限下限值，掌握控制土體沉降的方

4、法。1.3.1平衡土壓力的設(shè)定原則平衡土壓力的設(shè)定是土壓平衡式盾構(gòu)機(jī)施工的關(guān)鍵，維持和調(diào)整設(shè)定的壓力值又是盾構(gòu)推進(jìn)操作中的重要環(huán)節(jié)，這里面包含著推力、推進(jìn)速度和出土量三者之間的關(guān)系，對(duì)盾構(gòu)施工軸線和地層變形量的控制起主導(dǎo)作用，所以在盾構(gòu)施工中要根據(jù)不同土質(zhì)和覆土厚度、各類地面建筑物的情況，并配合監(jiān)測(cè)信息的分析，及時(shí)調(diào)整平衡壓力值的設(shè)定。土倉(cāng)內(nèi)土壓力一般通過裝置在密封土倉(cāng)內(nèi)的土壓計(jì)檢測(cè)讀出，通常較為合適的土壓力P0范圍是：（水壓力+主動(dòng)土壓力）P0（水壓力+被動(dòng)土壓力）P0以相應(yīng)的靜止土壓力為中心在此范圍內(nèi)作波動(dòng)。土壓力P0設(shè)定與管理方法為：（1）首先經(jīng)過理論估算，再根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)判斷，確定一個(gè)較

5、理想的P0值；（2）在盾構(gòu)掘進(jìn)施工中精心操作，認(rèn)真測(cè)量，以便準(zhǔn)確、及時(shí)的反饋信息，根據(jù)出土量與地表沉降數(shù)據(jù)對(duì)P0作相應(yīng)調(diào)整；（3）對(duì)一定P0值進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理，以適應(yīng)連續(xù)推進(jìn)情況。施工中按照招標(biāo)文件提供的地質(zhì)情況及隧道埋深情況，從理論上計(jì)算切口的平衡壓力值，并且在100m時(shí)推進(jìn)過程中逐步調(diào)整，并綜合分析后以最優(yōu)的平衡壓力值進(jìn)行施工。理論計(jì)算平衡土壓力的公式：P= k0.hP：平衡壓力（包括地下水）：土體的平均重度h：隧道埋深k0：土的側(cè)向靜止平衡壓力系數(shù)盾構(gòu)在掘進(jìn)過程中均可參照以上方法來取得平衡壓力的設(shè)定值。具體施工設(shè)定值根據(jù)盾構(gòu)埋深、所在位置的土層狀況以及監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行不斷的調(diào)整。1.3.2推進(jìn)出

6、土量的確定為了確保開挖面的穩(wěn)定，進(jìn)行盾構(gòu)推進(jìn)時(shí)必須有效地管理排土量的范圍。根據(jù)盾構(gòu)機(jī)直徑計(jì)算，每環(huán)理論出土量：Q=/4D2LD盾構(gòu)直徑；(m)L管片的寬度；（m）在施工過程中，應(yīng)根據(jù)實(shí)際的地面變形值來調(diào)節(jié)出土量，以滿足規(guī)范要求，盾構(gòu)推進(jìn)出土量宜控制在98%100%之間。1.3.3推進(jìn)速度值的設(shè)定盾構(gòu)推進(jìn)速度設(shè)定時(shí)必須考慮地質(zhì)條件、地面建筑物影響以及施工進(jìn)度等因素。在盾構(gòu)即將離開始發(fā)井時(shí)，為防止盾構(gòu)后盾支撐受擠壓變形及盾構(gòu)推力過大，推進(jìn)速度應(yīng)控制在1cm/min以內(nèi)，待盾構(gòu)主體完全進(jìn)入土體并脫離加固區(qū)方可提高掘進(jìn)速度。在100米試掘進(jìn)中，掘進(jìn)速度一般控制在24cm/min范圍內(nèi)。當(dāng)遇到砂性土或地

7、面有建筑物時(shí)推進(jìn)速度應(yīng)減慢，可設(shè)定為12cm/min。1.3.4注漿壓力與注漿量的設(shè)定隨著盾構(gòu)的推進(jìn)，在管片和土體之間會(huì)出現(xiàn)建筑空隙，為了填充這些空隙，就要進(jìn)行襯砌壁后注漿，以防止地表變形、減少隧道的沉降量、增加襯砌接縫的防水性能、改善襯砌的受力狀況、有利于盾構(gòu)推進(jìn)糾偏。（1）注漿壓力：同步注漿時(shí)要求在壓入口的壓力大于該點(diǎn)的靜止水壓力和土壓力之和，做到盡量填補(bǔ)而不是劈裂(如下圖)。如果注漿壓力過大，管片外的土層將會(huì)被漿液擾動(dòng)而造成較大的后期地層沉降即隧道本身的沉降，并造成跑漿；而注漿壓力過小，漿液填充速度過慢，填充不充足，也會(huì)使地表變形增大。參考前人經(jīng)驗(yàn)，其壓入口的壓力一般為1.11.2倍的靜

8、止土壓力，壓力控制在0.20.5Mpa。漿液填充與劈裂示意（2）注漿量設(shè)盾構(gòu)機(jī)開挖直徑：D；管片外徑：d則每推進(jìn)一環(huán)的建筑空隙為：V=（D-d）2/4L此值為每環(huán)理論注漿量，但考慮到盾構(gòu)推進(jìn)過程中的糾偏、跑漿和注漿材料收縮等因素，注漿量一般為理論注漿量的130%180%左右，并通過地面變形觀測(cè)來調(diào)節(jié)。2、盾構(gòu)機(jī)正常掘進(jìn)2.1主要施工參數(shù)的確定根據(jù)初始掘進(jìn)的經(jīng)驗(yàn)確定主要施工參數(shù)，各施工參數(shù)的計(jì)算方法和初始掘進(jìn)相同，詳見初始掘進(jìn)。2.2盾構(gòu)掘進(jìn)方向控制由于地層軟硬不均、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，當(dāng)這種偏差超過一定限界時(shí)就會(huì)

9、使隧道襯砌侵限、盾尾間隙變小使管片局部受力惡化，并造成地層損失增大而使地表沉降加大，因此盾構(gòu)施工中必須采取有效技術(shù)措施。采用操作盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)油缸控制盾構(gòu)掘進(jìn)方向根據(jù)線路條件所做的分段軸線擬合控制計(jì)劃、導(dǎo)向系統(tǒng)反映的盾構(gòu)姿態(tài)信息，結(jié)合隧道地層情況，通過分別操作20個(gè)盾構(gòu)機(jī)的推進(jìn)油缸來控制掘進(jìn)方向。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；在下坡段掘進(jìn)時(shí)則適當(dāng)加大上部油缸的推力；在左轉(zhuǎn)彎曲線段掘進(jìn)時(shí)，則適當(dāng)加大右側(cè)油缸推力；在右轉(zhuǎn)彎曲線掘進(jìn)時(shí)，則適當(dāng)加大左側(cè)油缸的推力；在直線平坡段掘進(jìn)時(shí)，則應(yīng)盡量使所有油缸的推力保持一致。2.3盾構(gòu)糾偏在實(shí)際施工中，由于地質(zhì)突變等原因盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)方向可能會(huì)偏離設(shè)計(jì)

10、軸線并超過管理警戒值；在穩(wěn)定地層中掘進(jìn)，因地層提供的滾動(dòng)阻力小，可能會(huì)產(chǎn)生盾體滾動(dòng)偏差；在線路變坡段或急彎段掘進(jìn)，有可能產(chǎn)生較大的偏差。因此應(yīng)及時(shí)調(diào)整盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)、糾正偏差。2.3.1參照上述方法操作推進(jìn)油缸來調(diào)整盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)，糾正偏差，將盾構(gòu)機(jī)的方向控制調(diào)整到符合要求的范圍內(nèi)。2.3.2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。2.3.3當(dāng)滾動(dòng)超限時(shí)，盾構(gòu)機(jī)會(huì)自動(dòng)報(bào)警，此時(shí)應(yīng)采用盾構(gòu)刀盤反轉(zhuǎn)的方法糾正滾動(dòng)偏差。2.3.4方向控制及糾偏注意事項(xiàng)（1）在切換刀盤轉(zhuǎn)動(dòng)方向時(shí)，應(yīng)保留適當(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)開挖面地層情況應(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。達(dá)到警戒值時(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)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