大連地鐵盾構300m小半徑曲線始發(fā)施工技術

1、地鐵盾構300m小半徑曲線始發(fā)施工技術摘要：文章針對大連地鐵2號線盾工程300m半徑曲線始發(fā)段的測量控制問題，從盾構機始發(fā)姿態(tài)控制、掘進控制、管片姿態(tài)控制三個方面進行技術總結。關鍵詞：盾構；小半徑曲線隧道；曲線始發(fā)1工程概況大連市地鐵二號線西安路站交通大學站區(qū)間，本區(qū)間隧道起訖里程為DK16+803.630CK18+462.893。本區(qū)間主要采用盾構法施工，在靠近交通大學站一端采用礦山法。本盾構區(qū)間隧道起訖里程為DK16+803.630DK18+130.000,右線全長1326.370m,區(qū)間在DK16+796.63處設盾構始發(fā)井，在DK18+135.5處設盾構接收井。西安路站至交通大學站區(qū)間

2、平面線路出西安路站后沿南北向向南，通過半徑為300m的曲線轉入偏東西方向，再通過半徑450m曲線接入黃河路，到達交通大學站。區(qū)間縱斷布置形式呈"V'字形，最大縱坡為25%。區(qū)間為雙線地下隧道，左右線路為上下重疊至區(qū)間終點左右線逐漸分離并行。盾狗松下井苜叫防圖1西安路站至交通大學站區(qū)間平面圖2盾構機始發(fā)姿態(tài)盾構始發(fā)時，為提供足夠的推力并保持反力架、負環(huán)管片穩(wěn)定，盾構機必須沿直線推進。從始發(fā)洞門開始其中心路徑前10m沿隧道設計中心線(R300m曲線)的割線(該割線通過始發(fā)洞門中心線)推進，待盾尾脫離基座后逐步調整盾構姿態(tài)使盾構沿隧道設計線路推進。盾構沿內弦線掘進最大偏移量：l-3

3、00-3002-52工.00417m=41.7mm盾構機軸線與始發(fā)井軸線夾角：/0=Za+Zb=2.6°其中/a=arcsin(8625.1/299916)=1.65°,/b=arcsin(5000/299916)=0.95°圖2割線與始發(fā)井結構中心線角度計算圖氮圖3盾構曲線始發(fā)示意圖由于在盾體離開始發(fā)架前盾構不宜或不能轉向，只能直線推進，因而小半徑曲線段盾構機始發(fā)主要是通過對盾構機始發(fā)軸線向曲線內側的旋轉和偏移在盾構機長度范圍內直線推進，該直線段后用比設計轉彎半徑小的實際推進曲線來擬合設計曲線，因此盾構應采用割線姿態(tài)始發(fā)。經計算盾構機按偏轉2.6。始發(fā)，最大偏差

4、為41mm小于50mm滿足規(guī)范要求。盾構進入洞門即采用擴挖刀進行擴挖，以便留出初始轉向空隙，在盾尾完全進入洞門后即開始轉向，保證盾構由直線掘進狀態(tài)順利進入曲線狀態(tài)掘進。避免在曲線外側超挖。本工程盾構選型采用被動鍍接結構，具備260m半徑轉向能力，同時配置擴挖刀，其伸縮量可以調節(jié)。3盾構機掘進控制技術盾構機沿小半徑曲線掘進時，會在掘進方向的垂直方向產生一個較大的側向分力。為將隧道軸線最終偏差控制在規(guī)范要求范圍內，盾構掘進時應給隧道預留一定的偏移量。盾構機沿曲線的割線方向掘進，管片拼裝時軸線位于弧線內側，以使管片出盾尾后受側向分力，向弧線外側偏移時留有預偏量。在本工程隧道掘進過程中預偏量為1525

5、mm可根據管片姿態(tài)監(jiān)測情況作適時調整。盾構機在巖層中掘進時，由于隧道頂部同步注漿漿液流失及地下水浮力作用，管片在脫出盾尾后會有一定量的上浮。因此在盾構掘進時垂直方向上也預留上浮量，即將盾構機按設計線路下壓一定量，以保證管片上浮后隧道高程不超出規(guī)范要求。本工程盾構機下壓量為2030mm在不同的地層中，可根據管片姿態(tài)監(jiān)測情況作適時調整。為了保證盾構機按設計軸線掘進，首先要將設計軸線數據（DTA表單）輸入到導向并根據人工對盾構姿態(tài)的圖4隧道設計軸線數據（DTA表單）圖5根據人工復測結果修正盾構機姿態(tài)設置系統(tǒng)的電腦中，同時輸入全站儀、后視棱鏡所在測站的三維坐標,復測結果修正盾構姿態(tài)。在300n#徑曲線

6、上推進時,統(tǒng)測量移站頻繁。本工程中，在4管片姿態(tài)控制技術由于隧道曲率大，前方的可視距離短，導致盾構ZE4向系R=300淵圓曲線隧道上，平均約16環(huán)（19.2m）換站一次。每次換站完成后，進行一次測量復核，調整ZE晾統(tǒng)的數據。由于測量距離短，測量站安裝在尚未完全穩(wěn)定的管片上，所以每次換站完成后，高程數據都會有一定的變化。為了保證測量數據準確，建議每天進行一次復核，及時調整ZE廢統(tǒng)的數據。為了第一時間掌握成型隧道的情況，及時優(yōu)化掘進參數，需每隔10環(huán)測量一次管片的姿態(tài)，每環(huán)管片從拼裝完成到最后穩(wěn)定至少測量3次；根據測量數據，對管片的側移、上浮規(guī)律進行分析，選擇最優(yōu)的掘進參數和最合適的二次注漿位置。根據監(jiān)測數據，本工程始發(fā)段的管片已經穩(wěn)定，其最終水平、垂直姿態(tài)均符合規(guī)范要求，管片沒有崩邊、裂角情況，最大錯臺為5mm也未出現接縫漏水現象，施工效果良好。圖6管片姿態(tài)測量示意圖圖7施工現場管片姿態(tài)測量圖5總結本工程實施效果表明：在300m上徑曲線隧道盾構始發(fā)施工中，要抓住軸線曲率大、半徑小、盾構機姿態(tài)難控制、成型隧道水平位移大的特點，選擇好合適的始發(fā)方向來控制盾構機的姿態(tài)，管片拼裝過程中及時復測盾構機姿態(tài)，在管片拼裝完成后，結合同步注漿、二次注漿來穩(wěn)定成型隧道，通過加強管片姿態(tài)監(jiān)測來及時調整掘進