PPT盾構姿態(tài)控制及同步注漿施工技術

盾構姿姿態(tài)控控制及同步步注漿漿技術術1盾構姿姿態(tài)控控制1.1姿態(tài)控控制目目標：：目標：：地鐵隧隧道施施工規(guī)規(guī)范要要求盾盾構姿姿態(tài)的的最大大偏差差：水平：±50mm高程：±50mm1盾構姿姿態(tài)控控制1.1姿態(tài)控控制目目標：：糾偏原原則：：（1）偏離離量增增加之之前及及早修修正（2）勤糾糾、量量小。。（3）遵循循偏離離量的的管理理值和和允許許值（4）確保保管片片質量量和盾尾尾間隙隙1盾構姿姿態(tài)控控制1.2姿態(tài)控控制基基準：：管理基基準：：定為最最大允允許偏偏差的的60％，及及達到到上限限時必必須糾糾偏。。具體項項目如如下：：水平和和高程程均為為±30mm趨勢大大于1％。盾尾間間隙過過小于50mm時（海海瑞克克盾構構）1盾構姿姿態(tài)控控制1.3最大單單次糾糾偏量量的確確定掘進每每環(huán)（（1.5米）水平和和高程程變化化量±6mm趨勢變變化小小于0.3％1盾構姿姿態(tài)控控制1.4糾偏主主要方方法：（1）改變變分區(qū)區(qū)千斤斤頂壓壓力a、滾動動糾偏偏：采采用刀刀盤反反轉的的方法法進行行滾動動糾偏偏。b、豎直直方向向糾偏偏：盾盾構機機抬頭頭時，，可加加大上上部千千斤頂頂?shù)耐仆贫冗M進行糾糾偏；；盾構構機叩叩頭時時，可可加大大下部部千斤斤頂?shù)牡耐贫榷冗M行行糾偏偏。c、水平平方向向糾偏偏：向向左偏偏時，，加大大左側側千斤斤頂推推度；；向右右偏時時，加加大右右側千千斤頂頂推度度。（2）管片合合理選選型，，拼裝裝轉彎彎環(huán)1盾構姿姿態(tài)控控制1.5輔助糾糾偏措措施（1）單側側注漿漿（2）鉸接裝置置的利利用1盾構姿姿態(tài)控控制1.6小半徑徑曲線線掘進進姿態(tài)態(tài)控制制1.6.1難點分分析：：（1）掘進進時隧隧道軸軸線控控制難難度大大、糾糾偏困困難盾構機機本身身為直直線形形剛體體，不不能和和曲線線完全全擬合合。曲曲線半半徑越越小，，掘進進時左左、右右兩側側油缸缸形成成的壓壓力差差越大大，造造成管管片受受力不不均勻勻，軸軸線控控制和和糾偏偏難度度增大大。1盾構姿姿態(tài)控控制（2）管片片容易易在水水平力力作用用下發(fā)發(fā)生較較大的的位移移，造造成管管片侵侵限現(xiàn)現(xiàn)象隧道管管片襯襯砌軸軸線因因推進進水平平分力力而向向曲線線外側側偏移移，如如圖在在小半半徑曲曲線隧隧道中中盾構構機每每掘進進一環(huán)環(huán)，由由于管管片端端面與與該處處軸線線產生生夾角角，在在千斤斤頂?shù)牡耐屏αψ饔糜孟庐a產生一一個水水平分分力，，使管管環(huán)脫脫出盾盾尾后后，受受到側側向分分力的的影響響而向向曲線線外側側偏移移。1盾構姿姿態(tài)控控制（3）管片片之間間易發(fā)發(fā)生錯錯臺。。管片片易產產生開開裂和和破損損，嚴嚴重者者漏水水管片存存在一一個水水平方方向的的受力力，不不但會會使整整段隧隧道襯襯砌管管片發(fā)發(fā)生水水平偏偏移（（即前前面所所敘的的侵限限現(xiàn)象象），，還會會導致致管片片之間間發(fā)生生相對對位移移，形形成錯錯臺。。由于于管片片的特特殊受受力狀狀態(tài)，，管片片與管管片之之間存存在著著斜向向應力力，使使得前前方管管片內內側角角和后后方管管片外外側角角形成成兩個個薄弱弱點如如下圖圖，使使得相相當多多的管管片因因此破破裂。。還有有一個個破裂裂原因因就是是因為為相鄰鄰兩環(huán)環(huán)管片片產生生了相相對位位移，，使得得管片片螺栓栓對其其附近近處混混凝土土產生生剪切切作用用，使使該處處的混混凝土土開裂裂。過小半半徑曲曲線段段漏水水現(xiàn)象象嚴重重的原原因大大致如如下：：①管管片錯錯臺導導致止止水膠膠條銜銜接不不緊密密；②②拼裝裝效果果不好好和止止水膠膠條的的破壞壞；③③管環(huán)環(huán)外側側的混混凝土土開裂裂（轉轉彎段段因盾盾尾間間隙減減小過過多，，使得得管片片被盾盾尾鋼鋼環(huán)刮刮壞））。1盾構姿姿態(tài)控控制1盾構姿姿態(tài)控控制1.6.2解決措措施小半徑徑轉彎彎的姿姿態(tài)控控制，，主要要從盾盾構設設備（（鉸接接裝置置）、、管片片選型型和拼拼裝等等方面面來解解決，，特別別是同同步注注漿和和二次次雙液液注漿漿相結結合，，及時時填充充圍巖巖空隙隙保證證土體體穩(wěn)定定，保保證小小半徑徑圓曲曲線段段成型型管片片不出出現(xiàn)側側向移移動。。（1）糾偏偏與隧隧道軸軸線控控制①合理理利用用盾尾尾鉸接接油缸缸，緩緩解盾盾構曲曲線調調整；；②掌握握好左左右兩兩側油油缸的的推力力差，，盡量量地減減小整整體推推力，，實現(xiàn)現(xiàn)慢速速急轉轉；1盾構姿姿態(tài)控控制③盾構構司機機根據(jù)據(jù)地質質情況況和線線路走走向趨趨勢，，使盾盾構機機提前前進入入相應應地預預備姿姿態(tài)，，減少少之后后的因因不良良姿態(tài)態(tài)引起起的糾糾偏。。④加密密加勤勤VMT移站測測量，，避免免由此此產生生的軸軸線誤誤差。。⑤根據(jù)據(jù)曲線線的特特點做做好管管片選選型。。⑥為防防止盾盾構機機抬頭頭以及及管片片上浮浮及向向圓曲曲線外外側移移動，，通過過VMT系統(tǒng)調調整盾盾構機機姿態(tài)態(tài)為：：垂直直方向向控制制在-30～-40mm之間，，水平平視平平方向向應控控制在在0～+15mm之間。。根據(jù)據(jù)管片片監(jiān)測測情況況，如如管片片上浮浮量較較大，，則垂垂直偏偏差可可調整整為-40～-50mm之間。。同時時應加加密VMT移站頻頻率，，減少少移站站后出出現(xiàn)的的軸向向偏差差。激光導向系統(tǒng)指示圖1盾構姿姿態(tài)控控制（2）控制制管片片水平平移動動和侵侵限①進入入緩和和曲線線段時時，將將盾構構機姿姿態(tài)往往曲線線內側側（靠靠圓心心側））偏移移15～20mm，形成成反向向預偏偏移，，這樣樣可以以抵消消之后后管片片的往往曲線線外側側（背背圓心心側））的偏偏移。。②減小小油缸缸推力力。在中風風化泥泥巖地地層中中小半半徑圓圓曲線線掘進進的過過程中中，減減小盾盾構推推力。。中風風化泥泥巖采采用半半氣壓壓模式式時推推力可可控制制在700～900t；③在管管片偏偏移的的方向向額外外進行行注漿漿，達達到一一定的的壓力力以抵抵抗管管片的的偏移移。待待漿液液凝固固后，，則管管片位位置基基本已已經確確定下下來了了。④注漿漿的位位置選選擇2點和3點手孔孔為宜宜（左左轉彎彎），，不但但可以以抵抗抗管片片水平平偏移移，還還可以以抵抗抗管片片的上上浮。。如下下圖1盾構姿姿態(tài)控控制1盾構姿姿態(tài)控控制（3）盡量量避免免大的的錯臺臺和破破損。。①油缸缸推力力不要要太大大，尤尤其曲曲線外外側（（背圓圓心側側）油油缸，，由于于要加加大推推力來來增加加左右右兩側側油缸缸推力力差，，從而而實現(xiàn)現(xiàn)盾構構機轉轉彎。。但是是，在在加大大油缸缸推力力的同同時，，一定定要注注意管管片的的承受受能力力，避避免由由此造造成的的管片片破裂裂。②由于于曲線線外側側油缸缸推力力較大大，注注意不不要突突然加加力或或者突突然釋釋放推推力，，這樣樣也會會造成成管片片的破破裂。。③掘進進的時時候，，把復復緊螺螺栓這這道工工序做做到位位，有有效的的防止止錯臺臺的發(fā)發(fā)生。。④提高高管片片拼裝裝手的的水平平，避避免因因拼裝裝不到到位產產生的的錯臺臺。⑤注意意保持持良好好的盾盾尾間間隙狀狀態(tài)，，避免免盾尾尾鋼環(huán)環(huán)刮壞壞管片片。調調整好好油缸缸撐靴靴的位位置，，盡量量使撐撐靴完完全作作用在在管片片上。。1盾構姿姿態(tài)控控制（4）減少少漏水水。①減小小錯臺臺，使使止水水膠條條對接接緊密密，達達到良良好的的止水水效果果。②擰緊緊螺栓栓，壓壓緊止止水膠膠條。。③檢查查止水水膠條條，保保證其其完整整、牢牢固。。拼裝裝前，，用水水清洗洗止水水膠條條，避避免因因止水水膠條條之間間擠有有雜物物而影影響止止水效效果。。④注意意保持持好盾盾尾間間隙，，避免免盾尾尾鋼環(huán)環(huán)刮壞壞管片片，使使裂隙隙繞過過止水水條而而形成成漏水水。2、同步步注漿漿2.1注漿目目的（1）及時時充填填推進進留下下的空空隙，，有效效地控控制地地表沉沉降；；（2）加強強防水水、防防止泥泥沙流流入；；（3）使管管片外外側的的土體體盡快快趨于于穩(wěn)定定，防防止隧隧道變變形；；2.2注漿方方式掘進開開始后后，通通過盾盾構機機自帶帶的同同步注注漿系系統(tǒng)進進行同同步注注漿。。2、同步步注漿漿2.3注漿材材料及及漿液液性能能2.3.2漿液要要求（1）流動動性好好，滿滿足泵泵送要要求；；（2）和易易性，，不易易離析析；（3）達到到一定定的強強度；；同步注注漿的的漿液液主要要有單單液漿漿。補充注注漿的的漿液液主要要有單單液漿漿和雙雙液漿漿，一一般情情況下下采用用雙液液漿。2.3.1漿液類類型2、同步步注漿漿2.3注漿材材料及及漿液液性能能主要原原材為為：水水泥、、砂、、粉煤煤灰、、膨潤潤土和和水。。材料料要求求見下下表：：2.3.3注漿材材料水泥

普通硅酸鹽水泥42.5

粉煤灰

一般二級

膨潤土

95％通過200目篩，膨率18—20ml/g

砂

細砂，通過5mm篩孔

水

生活用水

外摻劑

2、同步步注漿漿2.3注漿材材料及及漿液液性能能典型配配比2.3.4配比水泥（Kg)粉煤灰（Kg)膨潤土（Kg)砂（Kg)水（Kg)石膏（Kg)12633072720480202、同步步注漿漿2.3注漿材材料及及漿液液性能能2.3.5漿液性性能2、同步步注漿漿2.4注漿方方法2.4.1注漿點點一般配配置4個或8個（4個備用用），，均勻勻分布布。2.4.1注漿時時間注漿可可根據(jù)據(jù)需要要采用用手動動控制制方式式，自自動控控制方方式即即預先先設定定注漿漿壓力力，由由控制制程序序自動動調整整注漿漿速度度，當當注漿漿壓力力達到到設定定值時時，自自行停停止注注漿。。手動動控制制方式式則由由人工工根據(jù)據(jù)掘進進情況況隨時時調整整注漿漿流量量，以以防注注漿速速度過過快，，而影影響注注漿效效果。。2.4.1注漿控制方式式根據(jù)盾構機推推進速度，同同步注漿以每每循環(huán)達到總總注漿量而均均勻對稱注入入，盾構機推推進開始注漿漿開始，推進進完畢注漿結結束。2、同步注漿2.5注漿控制措施施2.5.1注漿壓力同步注漿時要要求在地層中中的漿液壓力力大于該點的的靜止水壓及及土壓力之和和，做到盡量量填補同時又又不產生劈裂裂。注漿壓力力過大，管片片周圍土層將將會被漿液擾擾動而造成后后期地層沉降降及隧道本身身的沉降，并并易造成跑漿漿；而注漿壓壓力過小，漿漿液填充速度度過慢，填充充不充足，會會使地表變形形增大。通常同步注漿漿壓力一般為為比土壓力高高0.1～0.2MPa，一般為上部部為0.15～0.2Mpa，下部為0.2～0.3MPa2、同步注漿2.5注漿控制措施施2.5.2注漿量因地質、盾尾尾間隙、是否否在曲線段等等因素，注漿漿率有所不同同。一般情情況下，注漿漿率1.3～2.5，并應通過地地面變形觀測測來調節(jié)。砂砂卵石地層層土壓平衡盾盾構一般為1.5，同步注漿量量在6m3左右。Q=V·λ

式中：

Q——注入量（m3）

λ——注漿率

V——盾尾建筑空隙（m3）

V=π（D2-d2）L/4