淺談盾構(gòu)軸線偏差原因及其糾偏措施

淺談盾構(gòu)軸線偏差原因及其糾偏措施摘要：盾構(gòu)法施工軸線控制是盾構(gòu)法施工重點(diǎn)環(huán)節(jié)，通過對影響盾構(gòu)軸線偏差的因素研究與控制進(jìn)而達(dá)到嫻熟掌握盾構(gòu)法施工隧道軸線控制技巧，為以后的盾構(gòu)法施工提供強(qiáng)有力的技術(shù)保證。關(guān)鍵詞：盾構(gòu)；軸線控制引言盾構(gòu)法施工軸線控制是盾構(gòu)法隧道施工的重要環(huán)節(jié)。文章對產(chǎn)生盾構(gòu)軸線偏差的因素進(jìn)行了分析，并有針對性地提出了防范和監(jiān)控措施，以確保盾構(gòu)掘進(jìn)軸線及成型隧道軸線滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。一、產(chǎn)生盾構(gòu)偏差的原因（一）始發(fā)基座的安裝與線形始發(fā)架及反力架安裝不穩(wěn)及安裝位置不符合設(shè)計(jì)要求，將直接導(dǎo)致盾構(gòu)機(jī)在初始推進(jìn)時(shí)發(fā)生位置偏移，甚至始發(fā)后軸線控制失控，盾構(gòu)走形嚴(yán)重偏離隧道設(shè)計(jì)軸線。（二）管片拼裝盾構(gòu)機(jī)在掘進(jìn)過程中，隨著盾構(gòu)姿態(tài)沿軸線的不斷調(diào)整，盾構(gòu)千斤頂產(chǎn)生一定的行程差，通過合理的使用轉(zhuǎn)彎環(huán)管片來調(diào)整盾構(gòu)千斤頂?shù)男谐滩?，使管片與盾構(gòu)機(jī)盾尾之間保證必要的盾尾間隙量。此外，管片拼裝的真圓度也影響盾尾間隙量。（三）同步注漿對軸線控制的影響同步注漿可以及時(shí)填充盾尾前移后土體與管片之間產(chǎn)生的間隙，防止土層變形和坍塌，而且注漿量的多少及注漿壓力的大小和分布都對軸線控制產(chǎn)生一定的影響。（四）施工參數(shù)設(shè)定（1）盾構(gòu)在不同區(qū)間線型中向前推進(jìn)，盾構(gòu)環(huán)環(huán)都在糾偏，區(qū)域千斤頂?shù)耐屏靶谐滩钪苯佑绊懚軜?gòu)姿態(tài)。（2）控制土壓的設(shè)定值：一般在糾偏時(shí)，土壓力的設(shè)定值比較大，使得千斤頂推力增大，千斤頂各區(qū)域調(diào)節(jié)時(shí)容易產(chǎn)生較大的壓力差，利于增大土體對機(jī)頭的反作用力將機(jī)頭托起或橫移。（3）注漿壓力及注漿量。（五）土質(zhì)因素在推進(jìn)施工范圍內(nèi)，尤其開挖面土層變化處，由于不同土質(zhì)的軟硬程度及其承載能力有較大差異，會(huì)使盾構(gòu)機(jī)產(chǎn)生不均勻位移，對盾構(gòu)姿態(tài)造成一定的不良影響。（六）地下水含量變化地下水含量豐富時(shí)，造成土體松軟，盾構(gòu)往往偏向松軟土體或地下水豐富的河道的一邊。（七）施工連續(xù)性施工中途停止、施工流程不連貫以及推進(jìn)速度不均勻，例如一旦遇到比較松軟的土質(zhì)，會(huì)造成盾構(gòu)機(jī)下沉，因而影響盾構(gòu)掘進(jìn)姿態(tài)。（八）測量誤差測量儀器本身、外界環(huán)境以及人為因素引起的測量誤差等，將影響測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，誤導(dǎo)操作人員進(jìn)行不合理操作，使得盾構(gòu)姿態(tài)得不到正?？刂?，最終盾構(gòu)實(shí)際掘進(jìn)軸線偏離隧道設(shè)計(jì)軸線。二、盾構(gòu)機(jī)施工糾偏控制（一）始發(fā)階段的糾偏控制在安裝反力架和始發(fā)架時(shí)，反力架左右偏差控制在±10mm之內(nèi)，高程偏差控制在±5mm之內(nèi)；始發(fā)架上下偏差控制在±10mm之內(nèi)，水平軸線的垂直方向與反力架的夾角V±2%。，盾構(gòu)姿態(tài)與設(shè)計(jì)軸線豎直趨勢偏差V2%。，水平趨勢偏差V±3%o。盾構(gòu)始發(fā)基座安放時(shí)以頭部高于原設(shè)計(jì)軸線坡度2%。的傾角向上進(jìn)行盾構(gòu)基座安放，盾構(gòu)機(jī)前端中心高于隧道中心20mm。若因各種因素（如始發(fā)架固定不好，發(fā)生偏斜；反力架承重力不夠，發(fā)生變形等）出現(xiàn)盾構(gòu)姿態(tài)發(fā)生偏離的情況，可以參考以下措施處理：（1）使用鉸接裝置調(diào)整盾構(gòu)姿態(tài)建議在盾構(gòu)機(jī)鉸接裝置進(jìn)入洞圈后，調(diào)整一定鉸接角度來調(diào)整盾構(gòu)姿態(tài)，但鉸接角度不要調(diào)整過大，防止盾構(gòu)機(jī)刮碰到洞圈。（2）合理調(diào)整區(qū)域推進(jìn)油缸壓力或停止區(qū)域油缸調(diào)整盾構(gòu)姿態(tài)一般在盾構(gòu)始發(fā)過程中，設(shè)定的土壓力比較低，相對應(yīng)的推力也不大（一般小于2000KN），調(diào)整區(qū)域推進(jìn)油缸的壓力效果不明顯，僅適用于微調(diào)盾構(gòu)姿態(tài)或輔助調(diào)整盾構(gòu)姿態(tài)向惡性趨勢發(fā)展。（二）盾構(gòu)掘進(jìn)過程中的糾偏控制（1）通過調(diào)整區(qū)域油壓微調(diào)糾偏在確認(rèn)盾構(gòu)姿態(tài)有微小偏差（姿態(tài)為e，h類型），管片拼裝軸線與設(shè)計(jì)軸線基本一致的前提下，首先考慮通過調(diào)整區(qū)域油壓來進(jìn)行盾構(gòu)糾偏。調(diào)整左右區(qū)域油壓來進(jìn)行平面糾偏，調(diào)整上下區(qū)域油壓改變盾構(gòu)縱坡來進(jìn)行高程糾偏。（2）選擇同步油缸普通糾偏選擇同步油缸來調(diào)整盾構(gòu)姿態(tài)，效果比較明顯。在調(diào)整推力百分比不明顯的情況下，可采用本措施進(jìn)行盾構(gòu)姿態(tài)的糾偏。選擇同步油缸可適用于d、g類型的姿態(tài)糾偏。（3）采用鉸接裝置進(jìn)行彎道施工和軸線糾偏鉸接裝置能靈活方便的調(diào)整盾構(gòu)機(jī)沿著所需要的方向掘進(jìn)，尤其在轉(zhuǎn)彎情況下，不需開超挖刀也能方便自如的調(diào)整姿態(tài)。鉸接糾偏可結(jié)合其它糾偏方式一起使用。建議鉸接角度一次調(diào)整量不要過大，調(diào)整后注意觀察盾構(gòu)俯仰角及推力中心的變化。鉸接裝置糾偏范圍比較廣，可適用于盾構(gòu)姿態(tài)為b、c、f、i類型的糾偏。（4）合理停止區(qū)域油缸進(jìn)行嚴(yán)重糾偏本措施適用于盾構(gòu)姿態(tài)較差，通過調(diào)整油缸百分比、土壓力參數(shù)及鉸接裝置等措施均無明顯效果，盾構(gòu)姿態(tài)處于失控狀態(tài)的情況（一般呈現(xiàn)為f、i類型的盾構(gòu)姿態(tài)）。（5）合理選用管片類型保證盾尾間隙糾偏一方面，若盾構(gòu)機(jī)發(fā)生偏移，而管片沒有根據(jù)盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)方向及時(shí)進(jìn)行調(diào)整襯砌，盾尾間隙發(fā)生相對變化，盾構(gòu)機(jī)與管片橫斷面的圓面不同心；另一方面管片拼裝質(zhì)量差，圓度不夠，管片呈橢圓形，盾尾與管片之間的間隙量不均衡。（三）圓曲線上盾構(gòu)推進(jìn)軸線控制（1）盾構(gòu)施工參數(shù)調(diào)整。在曲線推進(jìn)過程中，必須嚴(yán)格控制盾構(gòu)出土量，考慮到刀盤正面平衡壓力的差異，須同步調(diào)整控制左右區(qū)間油壓值和左右推進(jìn)千斤頂行程，保證曲線內(nèi)側(cè)出土倉壓力略小于外側(cè)。（2）糾偏量。在推進(jìn)過程中，加強(qiáng)對軸線的控制，盾構(gòu)的曲線推進(jìn)實(shí)際上是處于曲線的切線上，因此推進(jìn)的關(guān)鍵是確保對盾構(gòu)的頭部的控制，由于曲線推進(jìn)盾構(gòu)環(huán)環(huán)都在糾偏，因此必須做到勤測勤糾，而每次的糾偏量盡量小，確保楔形塊的環(huán)面始終處于曲率半徑的徑向豎直面內(nèi)。（3）注漿量。在曲線段推進(jìn)時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制漿液的質(zhì)量及注漿量和注漿壓力。并在施工過程中采用推進(jìn)和注漿聯(lián)動(dòng)的方式，注漿未達(dá)到要求時(shí)盾構(gòu)暫停推進(jìn)，以防止土體變形。（4）土體損失及輔助措施。在曲線段推進(jìn)過程中在進(jìn)行同步注漿的過程中必須加強(qiáng)對曲線段外側(cè)的壓漿量，以填補(bǔ)施工空隙，同時(shí)加固外側(cè)土體，使外側(cè)土體給與管片足夠的支撐力，減小已成隧道的變形。（5）管片拼裝。若管片無法居中拼裝，且曲線管片無法滿足糾偏時(shí)，應(yīng)采用軟木楔子進(jìn)行調(diào)整，使管片處于較理想狀態(tài)，確保管片拼裝質(zhì)量及推進(jìn)軸線。（6）盾構(gòu)糾偏裝置的使用。在實(shí)際施工時(shí)，根據(jù)轉(zhuǎn)彎半徑的大小和實(shí)際工況，將盾構(gòu)糾偏千斤頂開啟，左右兩邊糾偏千斤頂?shù)纳扉L量不同，調(diào)整盾尾的位置，使盾尾與管片的相關(guān)位置得到改善，從而便于管片的拼裝。（四）豎曲線上盾構(gòu)推進(jìn)軸線控制豎曲線上的盾構(gòu)施工，主要控制好盾構(gòu)的坡度變化，在進(jìn)行直線段的推進(jìn)時(shí)應(yīng)盡量控制切口位置保持在軸線附近，正常施工時(shí)的誤差控制在±20mm，同時(shí)控制盾構(gòu)機(jī)坡度與設(shè)計(jì)軸線縱坡基本保持一致，最大誤差不應(yīng)超過4%，應(yīng)根據(jù)實(shí)際盾構(gòu)坡度值調(diào)整好上、下區(qū)域推進(jìn)千斤頂?shù)耐七M(jìn)油壓，使盾構(gòu)機(jī)的坡度保持在穩(wěn)定的狀態(tài)下，并根據(jù)實(shí)際的刀盤受力情況作微小調(diào)整，使上下千斤頂行程保持一致。三、結(jié)束語盾構(gòu)法施工隧道軸線的控制不單純從隧道施工測量精度、壁