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 / 減小螺旋輸送機排放速度減小螺旋輸送機排放速度地下水地下水 壓壓 土壓土壓增大增大/減小推進速度減小推進速度 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刀盤是一個帶有多個進料槽的切削盤體，位于盾構(gòu)機的最前部，開口率為28，刀盤驅(qū)動可以使刀盤在順時針和逆時針兩個方向上實現(xiàn)03.3轉(zhuǎn)/分鐘的無級變速。前盾的外型像一個圓筒,在其內(nèi)部安裝有用于支撐刀盤主驅(qū)動裝置和螺旋輸送機的

2、鋼結(jié)構(gòu)。排土系統(tǒng)中的螺旋輸送機的安放位置， 裝有土倉保壓系統(tǒng)的人行閘，工作人員進入到土艙檢察及更換刀具時，要使用人行閘。進艙通道連接螺旋輸送機連接中盾螺栓孔支撐鋼結(jié)構(gòu)主驅(qū)動馬達被動攪拌棒連接刀盤螺旋孔人艙閘門中盾設(shè)備主要有推進油缸，鉸接油缸，人艙，米字支撐梁，走道平臺，配電柜，超前注漿孔等推進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，管片拼裝機安裝于殼體內(nèi)。盾尾下井連接螺旋輸送機下井安裝在其下部安裝有管片運輸設(shè)備，包括管片輸送車、運送管片的電動吊車的連接橋軌道7m儲漿罐注漿泵手動注漿系統(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償柜配電柜空壓機儲氣罐變壓器電纜存放箱污水箱進水管卷盤排水管卷盤始發(fā)井場地標高控制，鋪設(shè)盾體平移鋼板車架之間采用鐵銷連接盾構(gòu)施工測量的主要內(nèi)容： 地面測量控制網(wǎng)的交接樁。 地面測量控制網(wǎng)點復(fù)核及加密。貫通測量技術(shù)方案的制訂。聯(lián)系測量。地下控制測量（地下主控導(dǎo)線測量、施工導(dǎo)線測量 ）。盾構(gòu)機的導(dǎo)向測量。竣工測量等等。其中：多方向水平角觀測采用全圓觀測法，歸零差小于6秒；導(dǎo)線點只有兩個觀測方向時，宜采用左、右角觀測，左右角平均值之和與360。的較差應(yīng)小于4“；如遇長、短邊需要調(diào)焦時，應(yīng)采用盤左長邊調(diào)焦，盤右長邊不調(diào)焦，盤右短邊調(diào)焦，盤左短邊不調(diào)焦的觀測順序進行觀測；觀測豎直角

4、不應(yīng)30；開始測量前應(yīng)測量大氣溫度、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)線邊測距應(yīng)往返各測三測回，每測回三次讀數(shù)，讀數(shù)較差3mm往返平均值較差應(yīng)小于5mm。邊長理論上應(yīng)作高程歸化和投影改化工作；一般選用TC1800一級全站儀；高山、樓房頂上測量一般情況下人員分工：測站記錄、觀測、搬運工共三人，目標站兩人。 平均邊長(m)導(dǎo)線總長(km)每邊測距中誤差(mm)測距相對中誤差測角中誤差()測回數(shù)方位角閉合差()全長相對閉合差相鄰點的相對點位中誤差級全站儀級全站儀3503561/600002.546 1/350008注：n為導(dǎo)線的角度個數(shù)，級全站儀、級全站儀標稱精度分別為m =1,

5、m=2,測距：1mm1ppm,2mm2ppm5n 高程控制網(wǎng)應(yīng)在城市二等水準點下布設(shè)的精密水準網(wǎng)。高程控制網(wǎng)應(yīng)在城市二等水準點下布設(shè)的精密水準網(wǎng)。其中：1、車站、隧道洞口或豎井口應(yīng)設(shè)置二個以上水準點2、觀測方法：往測：奇數(shù)站上為：后前前后。 偶數(shù)站上為：前后后前。 返測：奇數(shù)站上為：前后后前。 偶數(shù)站上為：后前前后。3、由往測轉(zhuǎn)向返測時，兩根標尺必須互換位置。4、視距60m，前后視距差1.0m，前后視距累計差3.0m5、每測站觀值限差：基輔分劃讀數(shù)差0.5mm 基輔分劃所測高差之差0.7mm 檢測間歇點高差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)附合水準路線平均長度(km)水準儀等級水準尺觀測次數(shù)往返高差、附合或環(huán)線閉合差 (mm)與已知點聯(lián)測附合或環(huán)線偶然中誤差M全中誤差Mw平坦地山地2424DS1因瓦尺往返測各一次往返測各一次 注：L為往返測段，附合或環(huán)線的路線長度（以km計）：n：為單程的測站數(shù)8L 2n 高程測量 1 1、長水準尺（、長水準尺（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、用全站儀極坐標法直接測量每環(huán)中心（一般是粘貼反射片）、用全站儀極坐標法直接測量每環(huán)中心（一般是粘貼反射片）坐標坐標(X,Y)(X,Y)； 4 4、或用三角高程法測量直接、或用三角高程法測

7、量直接測量環(huán)片中心三維坐標（測量環(huán)片中心三維坐標（X,Y,ZX,Y,Z）。）。 長尺法測量示意圖：長尺法測量示意圖： 5 5、 計算環(huán)片中心與隧道設(shè)計計算環(huán)片中心與隧道設(shè)計中心的偏距，偏距在盾構(gòu)前進方向中心的偏距，偏距在盾構(gòu)前進方向左側(cè)為左側(cè)為“負負”記為記為“- -”， 偏距在偏距在盾構(gòu)前進方向右側(cè)為盾構(gòu)前進方向右側(cè)為“正正”記為記為“+ +” 。底板高大于設(shè)計高程垂直。底板高大于設(shè)計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“負負”記為記為“- -”。 3 3、用、用DS3DS3水淮儀直接測量每環(huán)水淮儀直接測量每環(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為長水平尺長度，i為長尺底部與隧道底之間的高差；2、站標高=i+反射片至長尺底部的高h 。反射片 一般在貫通前一般在貫通前150150米米200200米再進行一次聯(lián)系測量與主控測量，測米再進行一次聯(lián)系測量與主控測量，測量方法與地下主控測量和聯(lián)系測量方法相同。不另作介紹。量方法與地下主控測量和聯(lián)系測量方法相同。不另作介紹。 貫通后的測量貫通后的測量 1. 1.主控測量主控測量 TCA TCA托架移站必須進行復(fù)測，離貫通面托架移站必須進行復(fù)測，離貫通面5050米新移站的托架掘進米新移站的托架掘進5858環(huán)后必須進行復(fù)測，確保盾構(gòu)機姿態(tài)測量誤差環(huán)后必須進行復(fù)測，確保盾構(gòu)機姿態(tài)

9、測量誤差10mm10mm。 2.TCA 2.TCA托架測量（頻率、精度控制）托架測量（頻率、精度控制） 一般至少在貫通前一般至少在貫通前100100米測量出洞洞門中心的實際三維坐標，向米測量出洞洞門中心的實際三維坐標，向總工室提供書面資料，由總工室下達盾構(gòu)機貫通前盾構(gòu)機姿態(tài)控制技總工室提供書面資料，由總工室下達盾構(gòu)機貫通前盾構(gòu)機姿態(tài)控制技術(shù)指令。術(shù)指令。 3 3 出洞洞門中心三維坐標復(fù)測出洞洞門中心三維坐標復(fù)測 盾構(gòu)機破洞后，應(yīng)及時組織測量盾構(gòu)機姿態(tài)。測量方法一般有兩盾構(gòu)機破洞后，應(yīng)及時組織測量盾構(gòu)機姿態(tài)。測量方法一般有兩種，測量測點三維坐標一般為全站儀直接坐標法測量法。下面僅介紹種，測量測點

10、三維坐標一般為全站儀直接坐標法測量法。下面僅介紹兩種方法的外業(yè)測量方法兩種方法的外業(yè)測量方法: : 1 1 破洞后的盾構(gòu)機姿態(tài)測量破洞后的盾構(gòu)機姿態(tài)測量 VMT的姿態(tài)顯示圖形TBM 遠程控制遠程控制后視棱鏡后視棱鏡鉸接千斤頂鉸接千斤頂伸長測量伸長測量G 1G 2G 4G 3G. n主千斤頂伸長測量主千斤頂伸長測量V 1V 2V 4V 3V. nSLUM-控制單元控制單元盾尾間隙測量盾尾間隙測量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)采集存儲系統(tǒng)）存儲系統(tǒng)）控制中心控制中心ELS 目標目標黃色盒

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、儀器對中制動螺絲圓棱鏡166mm激光標靶廣州地鐵二號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)機后點垂直姿態(tài)偏離中心達到180mm，大小項目部決定轉(zhuǎn)動刀盤，以使刀盤前方底部的豆粒石攪動，在推進中糾正盾構(gòu)機垂直姿態(tài)。 2005年4月30日0點50分時開始啟動3個刀盤電機，凌晨1點刀盤NO1、2、3電機先后過負跳閘（該現(xiàn)象在平時掘進中出現(xiàn)較多）。 后啟用8個電機運轉(zhuǎn)，但刀盤仍然無法轉(zhuǎn)動，出現(xiàn)這些情況時，從設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)故障提示為電機過負 。 最后做出了啟動10個電機轉(zhuǎn)動刀盤的決定，同時縮回了頂在管片上的千斤頂，只留下24號一個千斤頂頂在管片上，啟動后操作手發(fā)現(xiàn)電流上升較大，刀盤扭矩瞬時值高達9720KNm，操作手馬上停止操作，幾秒鐘后盾體突然發(fā)生滾動，就產(chǎn)生了順時針方向轉(zhuǎn)動約29的翻轉(zhuǎn)，一個千斤頂撐靴墊板被損壞，盾構(gòu)機的雙軌梁、皮帶機等部位也隨之發(fā)生扭曲變形。塌方處 2004年2月16日，左線盾構(gòu)始發(fā)掘進前的準備工作已經(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