淺談盾構(gòu)法隧道施工及其易發(fā)工程災(zāi)害

1、淺談盾構(gòu)法隧道施工淺談盾構(gòu)法隧道施工及其易發(fā)工程災(zāi)害及其易發(fā)工程災(zāi)害土壓平衡盾構(gòu)的基本原理圖片演示增大增大 / 減小螺旋輸送機(jī)排放速度減小螺旋輸送機(jī)排放速度地下水地下水 壓壓 土壓土壓增大增大/減小推進(jìn)速度減小推進(jìn)速度 壓力壓力土艙壓力主要控制因素圖片演示車架4車架3車架2車架1通風(fēng)系統(tǒng)盾尾中盾前盾刀盤刀盤前盾中盾盾尾刀盤6.28m，前盾6.25m，中盾6.24m，盾尾6.23m刀盤是一個(gè)帶有多個(gè)進(jìn)料槽的切削盤體，位于盾構(gòu)機(jī)的最前部，開口率為28，刀盤驅(qū)動(dòng)可以使刀盤在順時(shí)針和逆時(shí)針兩個(gè)方向上實(shí)現(xiàn)03.3轉(zhuǎn)/分鐘的無級(jí)變速。前盾的外型像一個(gè)圓筒,在其內(nèi)部安裝有用于支撐刀盤主驅(qū)動(dòng)裝置和螺旋輸送機(jī)的

2、鋼結(jié)構(gòu)。排土系統(tǒng)中的螺旋輸送機(jī)的安放位置， 裝有土倉(cāng)保壓系統(tǒng)的人行閘，工作人員進(jìn)入到土艙檢察及更換刀具時(shí)，要使用人行閘。進(jìn)艙通道連接螺旋輸送機(jī)連接中盾螺栓孔支撐鋼結(jié)構(gòu)主驅(qū)動(dòng)馬達(dá)被動(dòng)攪拌棒連接刀盤螺旋孔人艙閘門中盾設(shè)備主要有推進(jìn)油缸，鉸接油缸，人艙，米字支撐梁，走道平臺(tái)，配電柜，超前注漿孔等推進(jìn)油缸鉸接油缸超前注漿孔盾尾沒有鋼結(jié)構(gòu)支撐環(huán)，只有殼體，盾尾尾部有加強(qiáng)環(huán)，厚50mm，設(shè)有3道盾尾刷，4用6備同步注漿孔，管片拼裝機(jī)安裝于殼體內(nèi)。盾尾下井連接螺旋輸送機(jī)下井安裝在其下部安裝有管片運(yùn)輸設(shè)備，包括管片輸送車、運(yùn)送管片的電動(dòng)吊車的連接橋軌道7m儲(chǔ)漿罐注漿泵手動(dòng)注漿系統(tǒng)液壓油箱液壓泵站冷卻系統(tǒng)泡沫原

3、液箱泡沫混合液箱低壓補(bǔ)償柜配電柜空壓機(jī)儲(chǔ)氣罐變壓器電纜存放箱污水箱進(jìn)水管卷盤排水管卷盤始發(fā)井場(chǎng)地標(biāo)高控制，鋪設(shè)盾體平移鋼板車架之間采用鐵銷連接盾構(gòu)施工測(cè)量的主要內(nèi)容： 地面測(cè)量控制網(wǎng)的交接樁。 地面測(cè)量控制網(wǎng)點(diǎn)復(fù)核及加密。貫通測(cè)量技術(shù)方案的制訂。聯(lián)系測(cè)量。地下控制測(cè)量（地下主控導(dǎo)線測(cè)量、施工導(dǎo)線測(cè)量 ）。盾構(gòu)機(jī)的導(dǎo)向測(cè)量?？⒐y(cè)量等等。其中：多方向水平角觀測(cè)采用全圓觀測(cè)法，歸零差小于6秒；導(dǎo)線點(diǎn)只有兩個(gè)觀測(cè)方向時(shí)，宜采用左、右角觀測(cè)，左右角平均值之和與360。的較差應(yīng)小于4“；如遇長(zhǎng)、短邊需要調(diào)焦時(shí)，應(yīng)采用盤左長(zhǎng)邊調(diào)焦，盤右長(zhǎng)邊不調(diào)焦，盤右短邊調(diào)焦，盤左短邊不調(diào)焦的觀測(cè)順序進(jìn)行觀測(cè)；觀測(cè)豎直角

4、不應(yīng)30；開始測(cè)量前應(yīng)測(cè)量大氣溫度、大氣壓等氣象參數(shù)并輸入全站儀，改變其氣象參數(shù)。每條導(dǎo)線邊測(cè)距應(yīng)往返各測(cè)三測(cè)回，每測(cè)回三次讀數(shù)，讀數(shù)較差3mm往返平均值較差應(yīng)小于5mm。邊長(zhǎng)理論上應(yīng)作高程歸化和投影改化工作；一般選用TC1800一級(jí)全站儀；高山、樓房頂上測(cè)量一般情況下人員分工：測(cè)站記錄、觀測(cè)、搬運(yùn)工共三人，目標(biāo)站兩人。 平均邊長(zhǎng)(m)導(dǎo)線總長(zhǎng)(km)每邊測(cè)距中誤差(mm)測(cè)距相對(duì)中誤差測(cè)角中誤差()測(cè)回?cái)?shù)方位角閉合差()全長(zhǎng)相對(duì)閉合差相鄰點(diǎn)的相對(duì)點(diǎn)位中誤差級(jí)全站儀級(jí)全站儀3503561/600002.546 1/350008注：n為導(dǎo)線的角度個(gè)數(shù)，級(jí)全站儀、級(jí)全站儀標(biāo)稱精度分別為m =1,

5、m=2,測(cè)距：1mm1ppm,2mm2ppm5n 高程控制網(wǎng)應(yīng)在城市二等水準(zhǔn)點(diǎn)下布設(shè)的精密水準(zhǔn)網(wǎng)。高程控制網(wǎng)應(yīng)在城市二等水準(zhǔn)點(diǎn)下布設(shè)的精密水準(zhǔn)網(wǎng)。其中：1、車站、隧道洞口或豎井口應(yīng)設(shè)置二個(gè)以上水準(zhǔn)點(diǎn)2、觀測(cè)方法：往測(cè)：奇數(shù)站上為：后前前后。 偶數(shù)站上為：前后后前。 返測(cè)：奇數(shù)站上為：前后后前。 偶數(shù)站上為：后前前后。3、由往測(cè)轉(zhuǎn)向返測(cè)時(shí)，兩根標(biāo)尺必須互換位置。4、視距60m，前后視距差1.0m，前后視距累計(jì)差3.0m5、每測(cè)站觀值限差：基輔分劃讀數(shù)差0.5mm 基輔分劃所測(cè)高差之差0.7mm 檢測(cè)間歇點(diǎn)高差1.0mm 主要技術(shù)參數(shù)應(yīng)符合以下技術(shù)要求主要技術(shù)參數(shù)應(yīng)符合以下技術(shù)要求： 每千米高差中

6、數(shù)中誤差(mm)附合水準(zhǔn)路線平均長(zhǎng)度(km)水準(zhǔn)儀等級(jí)水準(zhǔn)尺觀測(cè)次數(shù)往返高差、附合或環(huán)線閉合差 (mm)與已知點(diǎn)聯(lián)測(cè)附合或環(huán)線偶然中誤差M全中誤差Mw平坦地山地2424DS1因瓦尺往返測(cè)各一次往返測(cè)各一次 注：L為往返測(cè)段，附合或環(huán)線的路線長(zhǎng)度（以km計(jì)）：n：為單程的測(cè)站數(shù)8L 2n 高程測(cè)量 1 1、長(zhǎng)水準(zhǔn)尺（、長(zhǎng)水準(zhǔn)尺（3m3m或或4m4m）應(yīng)在每環(huán)前端法線面上置平；）應(yīng)在每環(huán)前端法線面上置平； 2 2、用全站儀極坐標(biāo)法直接測(cè)量每環(huán)中心（一般是粘貼反射片）、用全站儀極坐標(biāo)法直接測(cè)量每環(huán)中心（一般是粘貼反射片）坐標(biāo)坐標(biāo)(X,Y)(X,Y)； 4 4、或用三角高程法測(cè)量直接、或用三角高程法測(cè)

7、量直接測(cè)量環(huán)片中心三維坐標(biāo)（測(cè)量環(huán)片中心三維坐標(biāo)（X,Y,ZX,Y,Z）。）。 長(zhǎng)尺法測(cè)量示意圖：長(zhǎng)尺法測(cè)量示意圖： 5 5、 計(jì)算環(huán)片中心與隧道設(shè)計(jì)計(jì)算環(huán)片中心與隧道設(shè)計(jì)中心的偏距，偏距在盾構(gòu)前進(jìn)方向中心的偏距，偏距在盾構(gòu)前進(jìn)方向左側(cè)為左側(cè)為“負(fù)負(fù)”記為記為“- -”， 偏距在偏距在盾構(gòu)前進(jìn)方向右側(cè)為盾構(gòu)前進(jìn)方向右側(cè)為“正正”記為記為“+ +” 。底板高大于設(shè)計(jì)高程垂直。底板高大于設(shè)計(jì)高程垂直偏差為偏差為“正正”記為記為“+ +，反之垂直，反之垂直偏差為偏差為“負(fù)負(fù)”記為記為“- -”。 3 3、用、用DS3DS3水淮儀直接測(cè)量每環(huán)水淮儀直接測(cè)量每環(huán)前端底部高程；前端底部高程； RL/2i說

8、明：1、R為隧道內(nèi)徑，L為長(zhǎng)水平尺長(zhǎng)度，i為長(zhǎng)尺底部與隧道底之間的高差；2、站標(biāo)高=i+反射片至長(zhǎng)尺底部的高h(yuǎn) 。反射片 一般在貫通前一般在貫通前150150米米200200米再進(jìn)行一次聯(lián)系測(cè)量與主控測(cè)量，測(cè)米再進(jìn)行一次聯(lián)系測(cè)量與主控測(cè)量，測(cè)量方法與地下主控測(cè)量和聯(lián)系測(cè)量方法相同。不另作介紹。量方法與地下主控測(cè)量和聯(lián)系測(cè)量方法相同。不另作介紹。 貫通后的測(cè)量貫通后的測(cè)量 1. 1.主控測(cè)量主控測(cè)量 TCA TCA托架移站必須進(jìn)行復(fù)測(cè)，離貫通面托架移站必須進(jìn)行復(fù)測(cè)，離貫通面5050米新移站的托架掘進(jìn)米新移站的托架掘進(jìn)5858環(huán)后必須進(jìn)行復(fù)測(cè)，確保盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)測(cè)量誤差環(huán)后必須進(jìn)行復(fù)測(cè)，確保盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)

9、測(cè)量誤差10mm10mm。 2.TCA 2.TCA托架測(cè)量（頻率、精度控制）托架測(cè)量（頻率、精度控制） 一般至少在貫通前一般至少在貫通前100100米測(cè)量出洞洞門中心的實(shí)際三維坐標(biāo)，向米測(cè)量出洞洞門中心的實(shí)際三維坐標(biāo)，向總工室提供書面資料，由總工室下達(dá)盾構(gòu)機(jī)貫通前盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)控制技總工室提供書面資料，由總工室下達(dá)盾構(gòu)機(jī)貫通前盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)控制技術(shù)指令。術(shù)指令。 3 3 出洞洞門中心三維坐標(biāo)復(fù)測(cè)出洞洞門中心三維坐標(biāo)復(fù)測(cè) 盾構(gòu)機(jī)破洞后，應(yīng)及時(shí)組織測(cè)量盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)。測(cè)量方法一般有兩盾構(gòu)機(jī)破洞后，應(yīng)及時(shí)組織測(cè)量盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)。測(cè)量方法一般有兩種，測(cè)量測(cè)點(diǎn)三維坐標(biāo)一般為全站儀直接坐標(biāo)法測(cè)量法。下面僅介紹種，測(cè)量測(cè)點(diǎn)

10、三維坐標(biāo)一般為全站儀直接坐標(biāo)法測(cè)量法。下面僅介紹兩種方法的外業(yè)測(cè)量方法兩種方法的外業(yè)測(cè)量方法: : 1 1 破洞后的盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)測(cè)量破洞后的盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)測(cè)量 VMT的姿態(tài)顯示圖形TBM 遠(yuǎn)程控制遠(yuǎn)程控制后視棱鏡后視棱鏡鉸接千斤頂鉸接千斤頂伸長(zhǎng)測(cè)量伸長(zhǎng)測(cè)量G 1G 2G 4G 3G. n主千斤頂伸長(zhǎng)測(cè)量主千斤頂伸長(zhǎng)測(cè)量V 1V 2V 4V 3V. nSLUM-控制單元控制單元盾尾間隙測(cè)量盾尾間隙測(cè)量Disto1Disto2Disto4Disto3Disto5連接到連接到辦公室辦公室隧道管片隧道管片TBMSPS-TBM PLC（數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)系統(tǒng)）存儲(chǔ)系統(tǒng)）控制中心控制中心ELS 目標(biāo)目標(biāo)黃色盒

11、子黃色盒子激光經(jīng)緯儀激光經(jīng)緯儀顯示器顯示器 工業(yè)電腦工業(yè)電腦 1、支撐與底板連接處2、3、托架支撐4、托架底板5、托架固定螺絲6、儀器對(duì)中制動(dòng)螺絲圓棱鏡166mm激光標(biāo)靶廣州地鐵二號(hào)線市二宮江南西站右線R149環(huán)(鞠世健鞠世健 攝攝)新加坡某地鐵隧道管片開裂(上海隧道工程股份有限公司上海隧道工程股份有限公司 攝攝)2005年4月29日夜班，左線盾構(gòu)機(jī)后點(diǎn)垂直姿態(tài)偏離中心達(dá)到180mm，大小項(xiàng)目部決定轉(zhuǎn)動(dòng)刀盤，以使刀盤前方底部的豆粒石攪動(dòng)，在推進(jìn)中糾正盾構(gòu)機(jī)垂直姿態(tài)。 2005年4月30日0點(diǎn)50分時(shí)開始啟動(dòng)3個(gè)刀盤電機(jī)，凌晨1點(diǎn)刀盤NO1、2、3電機(jī)先后過負(fù)跳閘（該現(xiàn)象在平時(shí)掘進(jìn)中出現(xiàn)較多）。 后啟用8個(gè)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，但刀盤仍然無法轉(zhuǎn)動(dòng)，出現(xiàn)這些情況時(shí)，從設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)故障提示為電機(jī)過負(fù) 。 最后做出了啟動(dòng)10個(gè)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)刀盤的決定，同時(shí)縮回了頂在管片上的千斤頂，只留下24號(hào)一個(gè)千斤頂頂在管片上，啟動(dòng)后操作手發(fā)現(xiàn)電流上升較大，刀盤扭矩瞬時(shí)值高達(dá)9720KNm，操作手馬上停止操作，幾秒鐘后盾體突然發(fā)生滾動(dòng)，就產(chǎn)生了順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)約29的翻轉(zhuǎn)，一個(gè)千斤頂撐靴墊板被損壞，盾構(gòu)機(jī)的雙軌梁、皮帶機(jī)等部位也隨之發(fā)生扭曲變形。塌方處 2004年2月16日，左線盾構(gòu)始發(fā)掘進(jìn)前的準(zhǔn)備工作已經(jīng)大部分完成，包括端頭土體加固，洞門兩根人工挖孔樁的破除等作