盾構(gòu)正常掘進施工方案

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 咨工程東莞火車站東莞虎門站段線路起始于石 龍鎮(zhèn)西湖區(qū)，終點于虎門鎮(zhèn)白沙村。試驗段 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，到達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。車站有效站臺中心里程為 R2YDK10+908.50R2YDK10+908.50 車站總長 195.7m,195.7m,標準寬度 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 個出入口 , 2 2 組 8 8個風(fēng)亭。車站主體采用明挖法施工，圍護結(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，先后通過萬 園東路路口、東縱路口后，至 U U 達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，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。車站有效站臺中心里程為 R2YDK12+513.00R2YDK12+513.00 車站總長 189.9m,189.9m,標準寬度 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 個出入口 , 3 3 組風(fēng)亭。車站主體圍護結(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正常掘進施工2.1盾構(gòu)掘進施工流程圖1:盾構(gòu)正常掘進施工工序流程圖2.2參數(shù)設(shè)定和優(yōu)化根據(jù)標段內(nèi)地質(zhì)情況，盾構(gòu)掘進采用土壓平衡模式，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)正常掘進參數(shù)表掘進模式推力(KN)扭距(KN - m)刀盤轉(zhuǎn)速(rpm)土倉壓力(bar)螺旋輸送機轉(zhuǎn)速(rpm)土壓平衡800016000250040001.1 2.01.3 2.0512正常推進階段采用 100m100m 試掘進施工掌握的最正確參數(shù)。通過加強施工監(jiān)測，不斷地完善施工工藝，控制地面沉降。

8、掘進參數(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。適當提高掘進土壓力(土倉壓力設(shè)定為理論值的1.21.21.31.3 倍)以防止涌水，并在掘進中不斷調(diào)整優(yōu)化。土倉壓力通過采取設(shè)定掘進速度、調(diào)整排土量或設(shè)定排土量、調(diào)整掘進速 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)機的掘進速度主要通過調(diào)整盾構(gòu)推進力、轉(zhuǎn)速(扭矩)來控制，排土量那么 主要通過調(diào)整螺旋輸送機的轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)。在實際掘進施工中，應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件、排出 的磴土狀態(tài)，以及盾構(gòu)機的各項工作狀態(tài)參數(shù)等動態(tài)地調(diào)整優(yōu)化。掘進時

9、應(yīng)采取磴土改進措施增加磴土的流動性和止水性，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 轉(zhuǎn)速根據(jù)設(shè)定土壓力與推進速度匹配。2.3盾構(gòu)正常段掘進施工盾構(gòu)機在完成始發(fā)段 100m100m 掘進后，對始發(fā)設(shè)施進行必要的調(diào)整，調(diào)整工作包括： 撤除負環(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)推進由操作司機在中央控制室內(nèi)進行。 開始施工時，翻開出土閘門，依次 開啟皮帶輸送機，螺旋輸送機和大刀盤，推進千斤頂，調(diào)整好各斤頂?shù)挠蛪?，此時大 刀盤切削

10、土體，盾構(gòu)前進。盾構(gòu)機根據(jù)設(shè)定的正面土壓力自動控制出土速度或掘繼續(xù)掘進圖 2:2:盾構(gòu)掘進參數(shù)控制程序圖進速度。盾構(gòu)機的行程、上下左右四個區(qū)域千斤頂壓力、螺旋輸送機轉(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)司機及時作好參數(shù)記錄，并參照儀表顯示以及其 它人工測量和施工經(jīng)驗調(diào)整盾構(gòu)機姿態(tài)和各項施工參數(shù)，使盾構(gòu)機始終按設(shè)計的軸線 推進。盾構(gòu)應(yīng)根據(jù)當班指令設(shè)定的參數(shù)推進， 推進出土與注漿同步進行。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增加螺旋輸送機轉(zhuǎn)速OK減少螺旋輸送機轉(zhuǎn)

11、速_1_設(shè)定速度掘進速度控制- -_, 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，同時根據(jù)推進速度、出土量和地層變形的監(jiān)測數(shù)據(jù)，及時調(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)掘進過程中，推進坡度要保持相對的平衡。嚴格控制好推進里程，將施工 測量結(jié)果及時地與計算的三維坐標相校核，及時調(diào)整。對初始出現(xiàn)的小偏差應(yīng)及時糾 正，應(yīng)盡量防止盾構(gòu)機走“蛇形，控制每次糾偏的量，盾構(gòu)機一次糾偏量不宜過大， 以減少對地層的擾動，并為管片拼裝創(chuàng)

12、造良好的條件。本工程盾構(gòu)掘進根本上在砂質(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強風(fēng)化混合片麻巖地層中，需向刀盤、土艙或螺旋輸送機內(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)掘進時，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， 以到達盾構(gòu)的密 封功能。施工中須不定時的進行集中潤滑油脂的壓注， 保持盾構(gòu)機各局部的正常運轉(zhuǎn)。掘進中的沉降控制措施：A A、沿線的地面沉降觀測點建立以后，在掘進開始以 前應(yīng)取得初始數(shù)據(jù)，并將所有的監(jiān)測點活晰地標在1:1:

13、500500 的線路平面圖上；B B、盾構(gòu)機試掘進時，將設(shè)置較密的沉降監(jiān)測點，以獲得盾構(gòu)機掘進參數(shù)與地面沉降的關(guān)系；C C、掘進過程中，盾構(gòu)機機頭前 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)機掘進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，隨時調(diào)整掘進方向，盡量減少蛇形和超挖；E E、掘進過程中及時進行回填注漿，保持適當?shù)淖{壓力和注漿量，及時進行二次注漿。施工人員應(yīng)逐項、逐環(huán)、逐日做好施工記錄，記錄內(nèi)容：盾構(gòu)掘進姿態(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，同時也會降低掘進速度；向開挖面、土倉內(nèi) 參加土質(zhì)改進劑。2假設(shè)螺旋輸送機被卡住即扭矩超限，無法正常出磴，可反復(fù)伸、縮螺桿并 同時正、反轉(zhuǎn)，如低速正轉(zhuǎn)同時伸、縮螺桿，假設(shè)超限那么反轉(zhuǎn)同時伸、縮螺桿，如 此反復(fù)，根本上都可以脫困。3假設(shè)啟動刀盤時刀盤被卡住，那么將局部推進千斤頂收縮，使土壓力、刀具貫 入度減小即可以轉(zhuǎn)動刀盤。4假設(shè)皎接千斤頂拉力較大，說明刀盤的擴孔能力較差，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硝土改進磴土改進的作用盾構(gòu)在富水含砂地層中施工，進行磴土改進是保證盾構(gòu)

15、施工平安、順利、快速的一項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 的土壓平衡機理，只有磴土改進效果好才能從根本上保證掘進過程中地表的沉降控 制，同時保證預(yù)定的施工進度；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入土倉，并利于螺旋輸 機順利排土；5改善渣土的流動性和減少其內(nèi)摩擦角，有效降低刀盤扭矩、降低對刀具和 螺旋輸送機的磨

16、損、降低掘進切削時的摩擦發(fā)熱，提高掘進效率。磴土改進的方法磴土改進就是通過盾構(gòu)機配置的專用裝置向刀盤面、土倉、或螺旋輸送機內(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)條件下掘進時都可到達理想的工作 狀況。添加劑主要有泡沫、膨潤土以及聚合物改進劑確實定及配比、摻量各種改進劑的性能指標表性能指標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，減少滲透性利用微細泡沫的潤滑效果使開挖土塑 性流動，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、強風(fēng)化片麻巖層砂質(zhì)粘土層、全風(fēng)化、強風(fēng)化片麻巖層根據(jù)國內(nèi)外成功的施工經(jīng)驗，本工程擬采用在 膨潤土漿液根底上加泡沫劑，其效 果比單獨改進有很大改善：顯著降低刀盤、螺旋輸送機的油壓及盾構(gòu)推力，減小刀盤 扭矩，減輕砂卵石地層對盾構(gòu)設(shè)備的磨損，提高掘進速度和設(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理泥漿和泡沫混合物的作用機理主要表現(xiàn)在以下幾個方面：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、使開挖面土體的強度和剛度得到加強，提高了開挖面土體的豎向抗 力，對開挖面土體起到了支護作用，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對點，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散性得到增強，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 同時泡沫具有可壓縮性，對土壓的穩(wěn)定也有積極作用。磴土改進的主要技術(shù)措施在富水含砂地層的掘進主要是要降低對刀具磨損、降低刀盤扭矩、螺旋輸送 機的磨損，防止噴涌，采取向刀盤前和土艙內(nèi)及螺旋輸送機內(nèi)注入泥漿泡沫混合 物的方法來改進磴土。并增加對螺旋輸送機內(nèi)注入量，以利于螺旋輸送機形成土 塞效應(yīng)，防止噴涌。2.5盾構(gòu)掘進方向控制與調(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) 推進不可能完全按照設(shè)計的隧道軸線前進，而會產(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、進方向，及時有效糾正掘進偏差。盾構(gòu)掘進方向控制1采用隧道自動導(dǎo)向系統(tǒng)和人工測量輔助進行盾構(gòu)姿態(tài)監(jiān)測盾構(gòu)姿態(tài)監(jiān)控通過自動導(dǎo)向系統(tǒng)和人工測量復(fù)核進行盾構(gòu)姿態(tài)監(jiān)測。該系統(tǒng) 配置了導(dǎo)向、自動定位、掘進程序軟件和顯示器等，能夠全天候在盾構(gòu)機主控室 動態(tài)顯示盾構(gòu)機當前位置與隧道設(shè)計軸線的偏差以及趨勢。隨著盾構(gòu)推進導(dǎo)向系 統(tǒng)后視基準點前移，通過人工測量來進行精確定位。為保證推進方向的準確可靠， 方案 303050m50m 進行一次人工測量，以校核自動導(dǎo)向系統(tǒng)的測量數(shù)據(jù)并復(fù)核盾構(gòu)機 的位置、姿態(tài)，確保盾構(gòu)掘進方向的正確。2采用分區(qū)操作盾構(gòu)機推進油缸控制盾構(gòu)掘進方向盾構(gòu)機共 3030 組推進油缸，每區(qū)油缸可獨立

22、控制推進油壓。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)整推進油缸壓力事項盾構(gòu) 掘進方向調(diào)整與控制。在上坡段掘進時，適當加大盾構(gòu)機下部油缸的推力和速度；在下坡段掘進時 那么適當加大上部油缸的推力和速度；在左轉(zhuǎn)彎曲線段掘進時，那么適當加大右側(cè)油 缸推力和速度；在右轉(zhuǎn)彎曲線掘進時，那么適當加大左側(cè)油缸的推力和速度；在直 線平坡段掘進時，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，保持所有油缸推力與速度一致；在軟硬不均的地層中 掘進時，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)推進油缸的 推力和速度適當加大，軟地層一側(cè)油缸的推力和速度適當減小的原

23、那么來操作。3當盾構(gòu)偏離軸線時，嚴格控制盾構(gòu)低速勻速掘進，以通過調(diào)整螺旋輸送機的轉(zhuǎn) 速等參數(shù)以保持前方土倉內(nèi)的土壓力， 給盾構(gòu)機提供一個支撐點，配以千斤頂?shù)耐屏?使盾構(gòu)機體受到一個旋轉(zhuǎn)力矩，改變其推進方向。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)機的姿態(tài)，具體操作原那么如下：1盾構(gòu)機轉(zhuǎn)角：通過改變刀盤旋轉(zhuǎn)方向調(diào)節(jié)。2盾構(gòu)機豎直方向控制原那么A A、 一股情況下，盾構(gòu)機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、那么會引起盾尾間隙過小和管 片的錯臺破裂等問題；B B、開挖面土體比擬均質(zhì)或軟硬差異不大時，盾構(gòu)機與設(shè)計軸線保持平行；C C、通過增加或減少上部和下部千斤頂?shù)氖褂糜蛪哼M行坡度調(diào)整；D D、 掘進過程中時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)計線路更加吻合。3盾構(gòu)機水平方向的控制原那么A A、直線段盾構(gòu)機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)機急轉(zhuǎn)引起盾尾間隙過小和管片錯臺破裂等問題；B B、曲線段盾構(gòu)機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、由直線段進入曲線段時，根據(jù)地層情況 其決定盾構(gòu)機的轉(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)機由曲線段進入直線段時，盾構(gòu)機操作原那么應(yīng)同上述中的原那么類似；D D、當曲線半徑較小時，可降低掘進速度，合理調(diào)節(jié)各分區(qū)千斤頂壓力，必要時可將水平偏差角放寬到土 10mm/m,10mm/m,以加大盾構(gòu)機的調(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€數(shù)進行坡度調(diào)整；F F、 合理利用皎接千斤頂，使盾構(gòu)姿態(tài)與設(shè)計線路更加吻合。盾構(gòu)掘進姿態(tài)調(diào)整與糾偏1滾動糾偏

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， 當摩擦力矩?zé)o法平衡刀盤切削土體產(chǎn)生的扭矩時將引起盾構(gòu)本體的滾動。盾構(gòu)滾 動偏差可通過轉(zhuǎn)換刀盤旋轉(zhuǎn)方向來實現(xiàn)。當滾動超限時，盾構(gòu)時機自動報警。2豎直方向糾偏控制盾構(gòu)機方向的主要因素是千斤頂?shù)膯蝹?cè)推力,它與盾構(gòu)機姿態(tài)變化量問 的關(guān)系非常離散，需靠經(jīng)驗來掌握。當盾構(gòu)機出現(xiàn)下俯時，加大下側(cè)千斤頂?shù)耐?力，當盾構(gòu)機出現(xiàn)上仰時，那么加大上側(cè)千斤頂?shù)耐屏磉M行糾偏。同時考慮到刀 盤前面地質(zhì)因素的影響綜合來調(diào)節(jié)，從而到達一個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，左偏時那么加大左側(cè)千斤頂?shù)耐七M壓力，右偏時 那么加大右側(cè)千斤

27、頂?shù)耐七M壓力， 并兼顧地質(zhì)因素。 由直線進入緩和曲線宜提前一 個盾身的長度開始按 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，必要時可利用盾構(gòu)機的超挖刀進行局部超挖來糾偏。方向控制及糾偏考前須知1在切換刀盤轉(zhuǎn)動方向時，應(yīng)保存適當?shù)臅r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)及時調(diào)整掘進參數(shù)，調(diào)整掘進方向時應(yīng)設(shè)置警戒值 與限制值。到達警戒值時就應(yīng)該實行糾偏程序。3蛇行修正及糾偏時應(yīng)緩慢進行，如修正過程過急，蛇行反而更加明顯。在 直線推進的情況下，應(yīng)選取盾構(gòu)當前所在位置點與設(shè)

28、計線上遠方的一點作一直線， 然后再以這條線為新的基準進行線形管理。在曲線推進的情況下，應(yīng)使盾構(gòu)當前 所在位置點與遠方點的連線同設(shè)計曲線相切。4推進油缸油壓的調(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 掘進方向垂直。6盾構(gòu)始發(fā)、到達時方向控制極其重要，做好測量定位工作。2.6曲線段掘進施工技術(shù)措施本標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，無論是盾構(gòu)推進 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，應(yīng)根據(jù)推進速度、出土量和地層變形的信息數(shù)據(jù)，及時調(diào)整各種施工參 數(shù)，以到達曲線推進的最正確狀態(tài)。1為滿足本工程的特點，在盾構(gòu)機上設(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,施工時可根據(jù)推進軸線 情況對曲線內(nèi)側(cè)進行適當超挖，超挖量控制在最小限度內(nèi)。2軸線控制盾構(gòu)掘進中加強對盾構(gòu)機推進軸線的控制。由于曲

30、線推進盾構(gòu)機環(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)線點的精確性，每推進1010 環(huán)復(fù)測一次。3出土量：為確保盾構(gòu)沿設(shè)計軸線推進，必須嚴格控制盾構(gòu)出土量，同時根據(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增加了曲線推進引起的地層損失及糾偏次數(shù)的增加導(dǎo)致土體受 擾動的增加，所以必須嚴格控制同

31、步注漿量。每環(huán)推進時根據(jù)施工中的變形監(jiān)測情況， 隨時調(diào)整注漿量及參數(shù)，從而有效的對軸線進行控制。曲線段推進中，實際掘進軸線 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)計軸線推進。推進中除同步注漿外，還應(yīng)及時壓注早凝的雙液漿，以便在較短的時間內(nèi)將建筑 空隙填滿并到達一定的強度，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 進軸線控制在標準要求范圍之內(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，所以在管片拼裝中要加強螺栓緊固檢查， 及時做好復(fù)擰工作，必要時對隧道內(nèi)凸 面縱向螺栓采用槽鋼進行固定。6推進速度控制在 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)推進過程中對周圍土體的擾動。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 進和隧道內(nèi)水平運輸帶來了困難。故在這些地段施工時必須按標準要求采取以下技術(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而時刻變化， 因此開挖 面壓力也必須根據(jù)水土壓力進行適當?shù)恼{(diào)整。 另外

33、，特別是下坡時，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，嚴格控制開挖土量。盾構(gòu)：一般來說盾構(gòu)機的前部比擬重，因此具有向前方傾斜的傾向，所以上坡 度推進時，往往加大下半部盾構(gòu)千斤頂推進能力。 另外，對于前方拖車也要防止脫車 自走的措施。盾構(gòu)下坡推進時， 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 坡推進時，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)推進結(jié)束后，必須擰緊當前環(huán)管片的連接螺栓

34、， 并在下環(huán)推進時進 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?；畛軞?nèi)的雜 物，盡量做到盾殼內(nèi)的管片居中拼裝，同時保證環(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，強度很快 就能超過圍巖強度的瞬結(jié)性材料。下坡度時，壁后注漿材料繞入開挖面的可能性很大， 所以，對于注入材料的選擇、質(zhì)量管理等也必須充分注意。隧道內(nèi)運輸設(shè)備：采用通常的軌道形式時，在大坡度區(qū)段由于電瓶車等動力車 的脫車自走、器材掉下等引起的施工事故的危險性加大， 對運輸設(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裝置。隧道內(nèi)排水：在急下坡區(qū)段，隧道內(nèi)排水會滯留在開

35、挖部，須加強排水措施。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)測得到的各項參數(shù)，對施工 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，并在掘進中根據(jù)反應(yīng)信息進行及時調(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)施工中嚴格執(zhí)行“掘進與注漿同步，不注漿不掘進的原那么，加強設(shè)備管理， 確保同步注漿不問斷進行。同時要根據(jù)信息反應(yīng)及時調(diào)整注漿壓力、漿液配比， 必要時進行二次補充注漿。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)閉出料口掘進使土倉充滿土體、注入膨潤土、泡沫改善磴土性能。必 要時要進行二次注漿以截斷水源。施工過程中對

37、地表沉降進行全程監(jiān)控量測， 并及時對監(jiān)測數(shù)據(jù)進分析，分析引 起沉降的主要原因，并根據(jù)分析結(jié)果及時將信息反應(yīng)到施工， 及時調(diào)整施工參數(shù)，如 土倉壓力、注漿量、注漿壓力、掘進速度等。在盾構(gòu)施工過程中施工監(jiān)控量測對控制 地表沉降具有重要的指導(dǎo)作用。加強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 成隧道的掘進任務(wù)，配備良好的盾尾密封系統(tǒng)并切實地做好盾尾油脂的壓注工作。本工程采用的盾構(gòu)機的盾尾密封系統(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