機械法聯(lián)絡(luò)通道建造成套技術(shù)

機械法聯(lián)絡(luò)通道建造成套技術(shù)摘要：為提升地下空間結(jié)構(gòu)的互聯(lián)性，抑或滿足大量地下空間結(jié)構(gòu)間的安全、通風、便捷穿行等要求，需要建設(shè)大量的聯(lián)絡(luò)通道工程，如地鐵出入口及風井、地鐵、公路區(qū)間聯(lián)絡(luò)通道、市政管廊檢修井、長隧道中間風井、水務(wù)隧道連接線等。聯(lián)絡(luò)通道大多采用礦山法開挖，為保證施工作業(yè)人員的人身安全，控制地層擾動引起的地面建構(gòu)筑物的沉降風險等，在通道開挖前需對周邊土體做加固處理上述工法存在施工周期長、受地面環(huán)境約束大和安全保障難度大等缺點，已成為掣肘軌道交通快速發(fā)展的一大難題。隨著工程裝備和地下工程建造技術(shù)、理念的不斷創(chuàng)新發(fā)展，采用更加智能化、人性化的機械法進行聯(lián)絡(luò)通道的建造，已在地鐵建設(shè)行業(yè)不斷研討、醞釀，依托具體工程項目的實驗、研究、實踐，形成一套機械法施工的新技術(shù)、新工法已經(jīng)具備一定的客觀條件。關(guān)鍵詞：智能化；機械化；安全穩(wěn)定1引言：城市軌道交通隧道聯(lián)絡(luò)通道建設(shè)在單線上下行隧道之間，并聯(lián)通上下行隧道主要用作消防疏散和險情救援等?！癡”字型地鐵隧道線路最低點處聯(lián)絡(luò)通道常與隧道排水泵房合并建設(shè)，并在泵房內(nèi)安設(shè)隧道排水設(shè)施，匯集地鐵隧道內(nèi)流水并集中抽排至市政管道。一、工程概況機械法聯(lián)絡(luò)通道建造成套技術(shù)研究依托寧波軌道交通3號線一期工程和4號線共計26個聯(lián)絡(luò)通道實體建造工程，并將3號線鄞州區(qū)政府?南部商務(wù)區(qū)站和兒童公園站?櫻花公園站區(qū)間聯(lián)絡(luò)通道設(shè)立為本作者簡介：1、朱云浩（1985-），男，工程師，2007年畢業(yè)于中國地質(zhì)大學。試驗段兩個聯(lián)絡(luò)通道均位于寧波市區(qū)，地表為無建筑物開闊地帶，其中兒?櫻區(qū)間聯(lián)絡(luò)通道周邊存在樓體建筑，但距離較遠，影響較小。聯(lián)絡(luò)通道埋深17m?22m,均處于黏土性質(zhì)土層中，滲透性低，自穩(wěn)性差，且土體較軟，非常適合聯(lián)絡(luò)通道機械法建造實體建造試驗段。本次科研項目采用科研、設(shè)計、施工總承包模式，由科研聯(lián)合體負責聯(lián)絡(luò)通道的設(shè)計和關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)。聯(lián)合體科研組成員根據(jù)專業(yè)劃分具體科研任務(wù)，通過國內(nèi)外相關(guān)行業(yè)、技術(shù)調(diào)研、專家咨詢和理論試驗研究，確定科研具體方向和主要攻關(guān)技術(shù)難題，在理論與試驗研究、聯(lián)絡(luò)通道結(jié)構(gòu)及防水、建造裝備研制和施工工藝等四大方面展開研究，并結(jié)合施工過程監(jiān)測和運行期穩(wěn)定狀態(tài)研究改進方向和具體的改進措施。二、關(guān)鍵施工技術(shù)洞門預(yù)埋技術(shù)洞門預(yù)埋技術(shù)應(yīng)滿足掘進機在微加固狀態(tài)下進洞，故研發(fā)出聯(lián)絡(luò)通道處主隧道特殊鋼混復(fù)合管片。該管片外形尺寸與主隧道管片相同，可與主隧道管片相互組合成環(huán)，6片鋼混復(fù)合管片組合后，可在隧道腰部形成聯(lián)絡(luò)通道洞門?？傮w工藝流程為：預(yù)制鋼混管片f拼裝鋼混管片f焊接鋼混管片。聯(lián)絡(luò)通道洞門模型2.2微加固技術(shù)采用機械法進行聯(lián)絡(luò)通道施工時，掘進機開挖土體產(chǎn)生的反作用力將由正線隧道提供，會使成型隧道產(chǎn)生形變及位移；同時，在掘進機破除洞門后，土倉與土體水系將會連通，亦可能連通正線隧道周圍建筑空隙，此時，整條隧道周圍的水壓將會集中與洞門處，增大始發(fā)與接收風險泥。結(jié)合上述分析，微加固主要解決兩點問題：一是，彌補正線隧道管片周邊同步注漿凝固收縮、在地層中的擴散出現(xiàn)局部填充不均勻、不密實等缺陷，其優(yōu)點在于可以控制正線隧道管片在推進反力作用下的位移量；二是，在洞門周邊形成止水封閉環(huán)，阻斷沿正線隧道的后方來水，其優(yōu)點在于降低洞門處承受的水壓力故，微加固分為兩個步驟：一是，正線隧道微加固；二是，洞門微加固。2.3掘進機組裝、運輸及調(diào)試2.3.1組裝場地準備掘進機組裝場地主要考慮吊車放置區(qū)地面的承重能力，如果地面強度不夠需要進行加固，同時對豎井的結(jié)構(gòu)尺寸進行復(fù)核和四周環(huán)境、進場道路進行踏勘。2.3.2鋪設(shè)運輸鋼軌掘進機需要在豎井處進行組裝并運輸至聯(lián)絡(luò)通道洞門處連接，故運輸鋼軌從豎井處鋪設(shè)至聯(lián)絡(luò)通道洞門處。所鋪軌道目的為運輸設(shè)備及物料，始發(fā)側(cè)軌道須鋪設(shè)至超過聯(lián)絡(luò)通道中心線40m，接收側(cè)軌道須鋪設(shè)至超過聯(lián)絡(luò)通道中心線10m。掘進機設(shè)備重量較大，尤其3號臺車可重達3001,可能對隧道產(chǎn)生結(jié)構(gòu)上的影響，因此，運輸掘進過程中疏散整體設(shè)備對隧道荷載為重中之重。經(jīng)研究討論，常規(guī)地鐵隧道運輸采用鋪設(shè)軌臺車配備鋼輪運輸，可降低隧道荷載的同時保證安全性和運輸體系使用壽命。本研究項目計劃借鑒盾構(gòu)隧道運輸系統(tǒng)，設(shè)計新型的雙軌軌枕，在隧道內(nèi)鋪設(shè)4根P43鋼軌，軌枕間距0.6m，內(nèi)軌軌距0.9m，可保證材料運輸電瓶車同時運行，外軌軌距1.3m,主要用作后配套運輸。頂管機使用機械因整體重量較輕，且整機重心較接近隧道重心位置，故采用常規(guī)軌距為900mm的軌枕。2.3.3后配套臺車下井運輸聯(lián)絡(luò)通道掘進機的5節(jié)臺車之間差異較大，其中1號、2號臺車尺寸較小，重量較輕，可整體吊裝下井。3號、5號臺車總重較大，4號臺車尺寸超長，須在井口進行組裝?？紤]到電瓶車工作能力、連接部位強度及設(shè)備通用性，5節(jié)臺車分別單獨由電瓶車推入隧道。2.3.4套筒尾刷安裝套筒鋼絲刷是掘進機的一種刷形密封件，安裝在始發(fā)套筒內(nèi)。鋼絲刷正確的安裝是發(fā)揮頂管機套筒尾刷密封性能的基本前提，正確的油脂涂抹和施工是發(fā)揮套筒尾刷密封性能的保障，套筒鋼絲刷正確的安裝結(jié)合油脂的正確涂抹及施工，為滿足始發(fā)套筒的密封要求打下堅實的基礎(chǔ)。套筒鋼絲刷安裝的好壞直接影響套筒的質(zhì)量和安全。每組鋼絲刷由鋼板制成的保護板、壓緊板和不銹鋼材料的鋼絲刷組成。保護板與壓緊板之間夾裝了鋼絲刷。保護板、壓緊板、鋼絲刷通過銷釘固定，由此構(gòu)成整塊鋼絲刷.2.3.5托架初步定位、固安始發(fā)與接收托架分別安裝在3號、5號臺車上，托架內(nèi)設(shè)有豎向與橫向千斤頂，橫向千斤頂能在負載主機時進行水平姿態(tài)調(diào)節(jié)，豎向千斤頂能在負載主機時進行豎向姿態(tài)調(diào)節(jié)，其調(diào)節(jié)范圍極限為80mm。正線隧道設(shè)計及施工過程中，上、下行線的聯(lián)絡(luò)通道處鋼混復(fù)合管片拼裝精度無法達到理想狀態(tài)，即聯(lián)絡(luò)通道進出洞方位角與正線隧道并非垂直，這是由于正線隧道洞門鋼環(huán)在拼裝成型后的里程差、自轉(zhuǎn)等多因素導致。雖然始發(fā)托架具備微調(diào)能力，但為了減少在洞內(nèi)的調(diào)整幅度，因此始發(fā)與接收托架應(yīng)參照計劃線進行初步定位。托架初步定位應(yīng)考慮方位角、坡度兩個因素。始發(fā)托架初步定位后，會隨著臺車一同運輸至聯(lián)絡(luò)通道處，其運輸路途有曲線及坡度。故，初步定位過程中，采用相對坐標控制，以運輸鋼軌為基準，換算出托架方位角及坡度。需要注意的是，組裝過程中托架內(nèi)置的千斤頂處于非工作狀態(tài)，即非伸出狀態(tài)，所以高程定位時須按偏低控制，避免就位后托架無法降低而引起姿態(tài)異常。托架定位標準為：坡度與計劃線偏差0%0?2%0,水平趨勢偏差＜3%0，即套筒及主機放置于托架上后，趨勢基本擬合計劃線。2.3.6反力架安裝常規(guī)的的反力架與盾構(gòu)機或頂管頂推系統(tǒng)后方，著力于車站等剛性結(jié)構(gòu)，且作業(yè)空間充足。機械法聯(lián)絡(luò)通道施工中的盾構(gòu)模式同樣需要反力系統(tǒng)，其掘進反力只能依靠正線隧道管片提供，且作業(yè)空間有限，始發(fā)階段不具備放置常規(guī)反力架的條件。為克服正線隧道內(nèi)不滿足吊裝條件，施工空間狹小問題，反力架設(shè)計為輕巧且可拼裝的結(jié)構(gòu)形式。反力架可在盾尾內(nèi)部拼裝，隱藏與盾體內(nèi)，不占用始發(fā)階段的空間。2.3.7主機下井定位主機下井前，須將套筒下半環(huán)放置于始發(fā)基座上，同時避免侵入運輸限界。主機下井過程中要做好防傾覆措施，可在臺車底部支撐型鋼至地面，同時可防止因主機較重引起的臺車形變。定位時，應(yīng)確保3號臺車在運輸過程中主機不侵入運輸限界，運輸限界距離隧道邊為200mm。即，頂管主機尾部應(yīng)距臺車中心1055mm，盾構(gòu)主機法蘭盤位置距臺車重心175mm。2.3.8套筒組裝鋼套筒上半環(huán)安裝前，應(yīng)對法蘭連接面進行除銹，然后按圖紙安裝密封圈，并涂抹硅酮密封膠。安裝過程中，應(yīng)設(shè)置定位導向銷，并通過4個10t倒鏈將上下套筒合攏，合攏過程中應(yīng)注意調(diào)整鋼絲刷壓倒方向并注意保護鋼絲刷。安裝完成后，應(yīng)將套筒與主機通過焊接方式相連，確保運輸及精調(diào)位置過程中主機與套筒不發(fā)生相對位移。2.3.9空載調(diào)試設(shè)備組裝完畢后，即可進行空載調(diào)試?？蛰d調(diào)試的目的是檢查盾構(gòu)各系統(tǒng)是否能正常與轉(zhuǎn)，對于不能正常運轉(zhuǎn)的要找出原因。主要調(diào)試內(nèi)容頂管和盾構(gòu)稍有區(qū)別，但大致一樣，主要都是配電系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、注漿系統(tǒng)以及各種儀表的校正。2.4掘進前的準備工作始發(fā)姿態(tài)調(diào)整設(shè)備空載調(diào)試完畢后，進行始發(fā)姿態(tài)調(diào)整。調(diào)整標準為：坡度與計劃線偏差0%0?2%0,水平趨勢偏差＜3%0，即套筒及主機前端與洞門對齊，趨勢基本擬合計劃線。始發(fā)姿態(tài)的調(diào)整通過托架集成的微調(diào)系統(tǒng)完成。始發(fā)托架下部安裝千斤頂，將原有的固定式托架改為可調(diào)節(jié)式托架，增加始發(fā)架的自由度，能夠通過對千斤頂?shù)目刂普{(diào)節(jié)始發(fā)姿態(tài)。左右及上下方向調(diào)節(jié)通過自鎖液壓千斤頂調(diào)整，并且在調(diào)整架上設(shè)置上下頂升的導向柱。導向柱允許調(diào)整架上下方向和左右方向的運動，但是限制調(diào)整架在主機前進方向的運動，保證調(diào)整油缸的穩(wěn)定性。洞門臨時密封在常規(guī)盾構(gòu)掘進中，洞門密封常采用橡膠簾布板，該密封裝置能夠防止泥水從洞門與盾構(gòu)殼體形成環(huán)形的空隙竄入端頭井內(nèi)，確保盾構(gòu)機開挖面泥水壓力、開挖面土體的穩(wěn)定，而在聯(lián)絡(luò)通道施工中，受空間限制，無法采用安裝橡膠簾布板這一密封裝置。機械法聯(lián)絡(luò)通道始發(fā)與接收均采用套筒進行洞門臨時密封，其中接收套筒為常規(guī)套筒。始發(fā)套筒參考了盾尾密封機制，通過套筒內(nèi)置鋼絲刷（密封刷）進行密封。始發(fā)端洞門臨時密封的工作原理是，鋼套筒與洞門之間的密封采用焊接連接，套筒與盾體之間設(shè)置鋼絲刷并填充油脂密封，在盾尾完全進入套筒后，鋼絲刷彈起并接觸襯砌，形成套筒與襯砌之間的密封。因盾構(gòu)法聯(lián)絡(luò)通道作業(yè)空間狹小，需要在豎井等此類寬闊地方提前將主機預(yù)存于套筒內(nèi)。為便于操作，將套筒分半設(shè)計，上半部分待主機就位后安裝。待始發(fā)姿態(tài)調(diào)整完成后，通過將洞門與套筒相連，形成套筒與洞門之間的密封。始發(fā)套筒拆為三部分，各部分之間采用法蘭連接，其目的在于方便井口安裝及洞內(nèi)拆除。從洞門整體的密閉性考慮，施工中選擇焊接的方式將套筒與洞門連接。但焊接接縫拆除所需時間較長，且在單側(cè)密實的狀態(tài)下割除較為困難。為了方便拆除，將套筒拆分出一個較小的前端，使得拆除工作可以通過拆卸法蘭螺栓快速進行，有效的保障了施工進度，避免了掌子面長期暴露而帶來的風險。并且從后期套筒拆除過程看，可以將套筒從安裝時洞門處的焊縫附近割除，套筒前端雖有部分損失，但經(jīng)加工后仍可再次使用，而套筒后完整保留端，從而節(jié)約施工成本。套筒后端主要是解決密封問題，其通過法蘭與套筒前端連接，將聯(lián)絡(luò)通道洞門密封位置延長至套筒尾端，套筒尾端仿照盾構(gòu)機尾刷設(shè)計，設(shè)有盾尾油脂注入口，增加套筒的密封性。在始發(fā)階段，套筒后端包裹著掘進機被運送至聯(lián)絡(luò)通道處，與套筒前端的連接，尾刷在整個過程中完全壓縮，當始發(fā)掘進后，盾尾脫離套筒尾刷后，套筒尾刷需要完全彈起，使其緊緊包裹住負環(huán)管片，起到密封效果，此后隨著盾構(gòu)機掘進，襯砌與套筒鋼絲刷之間出現(xiàn)空隙，需及時注入填充物，調(diào)節(jié)空隙處的壓力，填充物的壓力應(yīng)與土壓持平，阻止泥水外溢，因此套筒鋼絲刷設(shè)計應(yīng)考慮三個因素：彈性、長度、強度。尾刷長度主機盾體外徑3280mm，套筒內(nèi)徑3420mm，管片外徑為3150mm，管節(jié)的外徑為3260mm。盾構(gòu)法施工中，與套筒之間的環(huán)形空隙寬度最大為135mm，頂管法施工中，最大間隙為80mm。鋼絲刷設(shè)計厚度為30mm，因此，盾構(gòu)法理論是鋼絲刷彈起量為105m，頂管法理論的尾刷談起量為50mm。為保證尾刷能正常工作，尾刷長度一般為彈起量的3倍，此時尾刷的力學效果最好，因此盾構(gòu)法鋼絲刷長度為360mm，頂管法鋼絲刷長度為150mm。尾刷強度套筒內(nèi)需注入填充物來減小洞門內(nèi)外壓力差，因此套筒鋼絲刷需一定的強度隧道埋深為30m，其土壓力為0.28Mpa，而通常注漿壓力為鋼絲刷強度的60%,因此鋼絲刷需能承受0.47Mpa的壓強。密封檢測始發(fā)套筒完成密封后，需對套筒進行密封性能進行檢測，保證始發(fā)套筒密封安全。套筒密封需做到以下幾點：套筒尾部密封環(huán)內(nèi)注入密封油脂，此處使用油脂需性能優(yōu)良，具有較好的蠕動性和延展性，粘性較強，可抵抗至少5bar的泥水沖擊。尾部密封為套筒防水關(guān)鍵，油脂從套筒下部注入，需飽滿密實，不得存在孔洞或虛填部分，并時刻檢查套筒頂端出氣孔油脂滲出情況。當出氣孔內(nèi)流出油脂，可關(guān)閉出氣孔，繼續(xù)注入油脂，保證靜止狀態(tài)下油脂壓力不低于4bar。油脂注入完成后，套筒密封艙內(nèi)需做密水試驗，通過刀盤或者套筒注入孔往套筒內(nèi)注水并檢查是否存在滲漏點，要求檢測壓力不低于計算水土壓力，且維持5min壓力不下降。合格后排空密封倉，進行下一步工作。反力系統(tǒng)安裝因盾構(gòu)與頂管模式的差異，反力系統(tǒng)有所不同，盾構(gòu)模式的反力系統(tǒng)為反力架，通過推進油缸將其頂推出盾尾直至支腿緊靠后部支撐環(huán)即可。頂管模式的反力系統(tǒng)為頂推油缸，在主機就位及支撐體系張開后，頂推油缸便可橫移至指定位因始發(fā)姿態(tài)的不同，反力系統(tǒng)的安裝應(yīng)考慮其方位角及法面垂直度。反力架可通過調(diào)整支腿長度實現(xiàn)，頂推系統(tǒng)可通過在油缸后部增加墊塊實現(xiàn)。其水平偏差應(yīng)控制在+5mm之內(nèi)，高程偏差應(yīng)控制在土5mm之內(nèi)。2.5首環(huán)襯砌安裝2.5.1盾構(gòu)法首環(huán)管片安裝在安裝首環(huán)襯砌管片，為保證負環(huán)管片不破壞尾盾刷、保證負環(huán)管片在拼裝好以后能順利向后推進，在盾殼內(nèi)安設(shè)厚度不小于盾尾間隙的型鋼，以使管片在盾殼內(nèi)的位置得到保證，該型鋼應(yīng)在所有負環(huán)拼裝完成后拆除。負環(huán)管片采用可重復(fù)使用得鋼環(huán)進行拼裝，鋼環(huán)無楔形量。第一環(huán)管片采用K1點位，F(xiàn)塊位于右上方，以便于管片拼裝，如圖2.5.1-1所示。管片與始發(fā)托架之間存在70mm的間隙，為保證管片不下沉，在管片脫出盾尾時，及時安放鋼契塊、每環(huán)管片安放4個（左右各2個）。在安放過程中，不應(yīng)用力敲擊，避免導致管片上浮。圖2.5.1-1首環(huán)管片拼裝點位圖2.5.2頂管法首環(huán)管節(jié)安裝為保證主機在完成掘進后便于拆除，首環(huán)管節(jié)為特殊設(shè)計，環(huán)寬450mm，接縫處為斜口設(shè)計。該管節(jié)為鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件，起連接主機及襯砌的作用。安裝過程中應(yīng)將小分塊放置與上方。為保證管節(jié)在始發(fā)托架上行走順利，不因托架不順平而破碎，應(yīng)在托架上方粘貼墊板，墊板材料宜采用聚四氟板。2.6掘進施工關(guān)鍵技術(shù)2.6.1始發(fā)切削混管片技術(shù)掘進機在削切管片時，掘進參數(shù)按照管片削切實驗結(jié)果適當調(diào)整。根據(jù)試驗段應(yīng)用數(shù)據(jù)分析，掘進機在始發(fā)過程中切削管片的推力為在2000?3000kN，扭矩控制位300?550kN?m。切削過程中需采取必要措施改良渣土，降低扭矩并防止螺旋機噴涌。該改良劑應(yīng)具備懸浮混凝土塊的能，且應(yīng)為流塑性介質(zhì)。試驗段選用的改良劑為膨潤土-水玻璃雙液漿。膨潤土漿液配合比為鈣基膨潤土：水=1:2，混合液配合比為膨潤土漿液：水玻璃=20:1。漿液通過土倉胸板的預(yù)留注漿孔注入，漿液混合口應(yīng)盡量接近注入口，避免管路堵塞。始發(fā)掘進過程中，套筒注脂應(yīng)同步進行，并保持靜止壓力大于切口壓力。切削洞門混凝土過程中，膨潤土-水玻璃雙液漿應(yīng)根據(jù)排渣情況及渣土溫度適當注入。當盾尾進入套筒后，鋼絲刷和管片外壁接觸，間隙落差瞬間增大65mm（管片外徑3150mm，盾尾外徑3280mm），為了保證土倉壓力穩(wěn)定，盾尾經(jīng)過首道鋼絲刷時，且未脫離下一道鋼絲刷之前，應(yīng)停止推進，補充隔腔內(nèi)油脂直至壓力大于切口壓力。油脂補注前，應(yīng)注意檢查鋼絲刷彈起情況，確保鋼絲刷已與管片密貼盾尾完全進洞后，通過聯(lián)絡(luò)通道管片上預(yù)留的注漿孔，向洞門與管片之間的間隙注入水泥-水波力雙液漿，雙液漿配合比為：水泥漿（水灰比1:1），水玻璃以1:3比例稀釋，注入時水泥漿與水玻璃體積比為1:1，凝結(jié)時間控制在20s?40s，通過二次補漿，可避免洞門間隙產(chǎn)生水土流失。2.6.2.掘進施工技術(shù)（1）土壓力參數(shù)的選擇與控制根據(jù)土壓平衡工況的特點，確定并保持合理的土倉壓力是關(guān)鍵因素。因此，土壓平衡工況中掘進參數(shù)的確定是以土倉壓力為基準點來考慮，掘進控制程序也應(yīng)以土倉壓力的保持為目的。土壓力的分類作用在擋土結(jié)構(gòu)上的土壓力，按擋土結(jié)構(gòu)的位移方向、大小及土體所處的三種平衡狀態(tài)，可分為靜止土壓力Eo，主動土壓力Ea和被動土壓力Ep三種。大部分情況下作用在擋土墻上的土壓力值均介于上述三種狀態(tài)下的土壓力值之間。其大小關(guān)系為Ep>Eo>Ea。參數(shù)、姿態(tài)控制掘進速度及推力的選定以保持土倉壓力為目的，根據(jù)施工的實際情況確定并調(diào)整掘進速度及推力。黏土地層掘進速度太慢不利于出渣量的控制，速度過快不利于掌子面的穩(wěn)定，且易造成土倉壓力的不穩(wěn)定性變化，故應(yīng)選取適當?shù)乃俣缺ＷC土倉壓力和出土的平衡。在保證速度的同時推力也應(yīng)適中，過大的推力會導致管片的變形，隧道軸線產(chǎn)生偏差；過小的推力會使盾構(gòu)機的回轉(zhuǎn)角變化快，不利于盾構(gòu)姿態(tài)的控制，同樣不利于管片質(zhì)量的控制。為得到掘進機在該地層下的正常掘進參數(shù)，統(tǒng)計分析、優(yōu)化參數(shù)，精細化管理確保過程平穩(wěn)、安全順利。盾構(gòu)穿主要參數(shù)如下：掘進速度為一般為20~40mm/min，保持均速通過，掘進過程中總推力可控制在1600kN?2200kN，以不超過2000kN為宜，刀盤轉(zhuǎn)數(shù)控制在lrad/min，通過渣土改良將扭矩控制在200kN?m左右。出土量計算出渣的控制非常重要，出渣速度與盾構(gòu)掘進速度相匹配且出渣量與掘進行程相匹配時，才能保證穩(wěn)定適當?shù)耐羵}壓力以及正常的掘進。通常情況下，出渣的速度由螺旋輸送機的轉(zhuǎn)速來衡量；掘進速度通過千斤頂油缸的頂進速度來衡量，千斤頂?shù)钠骄谐碳淳蜻M行程。在土壓平衡機械法隧道施工中，渣土出運采用軌道式電瓶車拖一定數(shù)量的鋼車，出渣量實行重量測量和體積測量雙控制：重量測量采用吊運渣土的龍門吊稱重；體積測量是通過測定鋼車的臺數(shù)及其容量得到所出渣土的總體積。為確保本工程出渣量的準備性，本次科研一套配備于盾構(gòu)掘進機的皮帶機，該皮帶機上設(shè)置有土沙稱重裝置，當盾構(gòu)掘進機挖掘出的土沙經(jīng)過皮帶機上的稱重裝置時，稱重機構(gòu)會即時顯示出土沙的重量，并且通過采集皮帶的輸送速度，以計算得到皮帶每環(huán)的實際出土重量，并將其與每環(huán)的理論出土量進行比較，從而得出是否超挖的判斷，并據(jù)此進行相應(yīng)量的注漿回填，保證地面及地下管線的安全。在對出渣量進行準確、實時計量的同時，還要記錄盾構(gòu)機注入渣土的水量。每環(huán)理論出渣量(實方)為：[(nXD2)F4]XL=[(nX10.82)F4]X0.55=4.67方/環(huán)。式中：D為盾構(gòu)機刀盤直徑，L為每環(huán)管片掘進距離，松散系數(shù)按1.2考慮,實際出渣量為5.61方/環(huán)。另外汽車吊吊鉤安裝了稱重裝置，在吊土過程中，進行稱量并做好記錄。按照原狀土的容重1.71g/cm3計，每環(huán)掘進加水量1山3，每環(huán)出土重量：4.67X1.71+1=8.991。通過不同地層(土體容重變化)或加水量發(fā)生變化時，應(yīng)作相應(yīng)調(diào)整。當通過調(diào)節(jié)螺旋輸送機轉(zhuǎn)速仍達不到理想出土狀態(tài)時，可以通過改良渣土的可塑狀態(tài)來調(diào)整。通過構(gòu)建筑物期間，派專人監(jiān)控出土體積和出土質(zhì)量，每環(huán)出渣量控制在5.6m3及9噸以內(nèi)。當出土量大于5.6m3或9噸時，操作人員應(yīng)急向技術(shù)人員反應(yīng)，技術(shù)人員認真記錄該區(qū)域的里程樁號或管片環(huán)號，并安排地面注漿隊伍在該建構(gòu)筑物預(yù)留的注漿孔注入水泥漿液，使擾動的土體盡快固結(jié)起來，避免地面滯后沉降的發(fā)生，在該處增大同步注漿量；加大該區(qū)域的監(jiān)測頻率，根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)情況，及時組織地面重復(fù)注漿以及洞內(nèi)二次注漿2.6.3.預(yù)制襯砌運輸管片運輸管片從正線隧道運至聯(lián)絡(luò)通道，其運送路線呈'L'形結(jié)構(gòu)，因此常規(guī)的管片運輸設(shè)計很難達到施工要求?？紤]到聯(lián)絡(luò)通道管片直徑較小，內(nèi)部空間有限，很難在聯(lián)絡(luò)通道內(nèi)安裝雙梁，但也正因管片直徑小、厚度較低，使得單塊管片的質(zhì)量較輕，因此將管片運輸分為兩個部分，正線隧道內(nèi)管片采用單梁運輸，而聯(lián)絡(luò)通道內(nèi)采用人工運輸。。而人工運輸則是在隧道內(nèi)用角鐵焊制一條軌道，軌道上放置一個平板車。運輸中將管片吊運至平板車上，由人工推至拼裝機處。管節(jié)運輸管節(jié)的單塊尺寸較大，從加工廠運輸至存放場時須環(huán)面朝上放置，避免運輸過程中傾覆。而管節(jié)拼裝過程中需要管節(jié)立放，管節(jié)的翻身是一個必要的過程。管節(jié)的翻身如在隧道內(nèi)進行則需要占用較大空間，為此設(shè)計了放置于地面的管節(jié)自動翻身裝置，管節(jié)下井前進行翻身。管節(jié)在隧道內(nèi)運輸為立放運輸，為此設(shè)計了管節(jié)運輸支架。2.6.4管片拼裝管片調(diào)節(jié)環(huán)由于聯(lián)絡(luò)通道管片長度為0.55m，而隧道長度不是0.55的倍數(shù)，采用同一寬度管片拼裝無法保證洞門鋼管片位置合適，因此需增加不同厚度調(diào)節(jié)環(huán)，使得聯(lián)絡(luò)通道的管片洞門剛環(huán)處管片位置正好合適。管片選型考慮管片錯縫拼裝的優(yōu)點，如止水性能好、整體受力性能好、圓環(huán)整體剛度大等，本工程采用通用管片錯縫拼裝的方式。但考慮到錯縫拼裝的內(nèi)力大，而通縫拼裝的內(nèi)力較小，可拼裝自由度相對較多，有利于管片的安裝。因此，在受力允許的狀態(tài)下，可采用小通縫進行拼裝。所謂“小通縫”，是指兩管片環(huán)之間允許有1?2條通縫，相應(yīng)地，3條及3條以上的通縫定義為“大通縫”，大通縫的情況是絕對不允許的。同時，通用管片的封頂塊一般是最后安裝的，考慮到管環(huán)底部范圍受力較大且不易安裝，如果封頂塊安裝在底部位置，將加大拼裝的難度，且對于施工安全有一定的隱患，故避免將封頂塊安裝在管片環(huán)底部的范圍。管片拼裝質(zhì)量控制成環(huán)環(huán)面控制：環(huán)面不平整度應(yīng)小于2mm。相鄰環(huán)高差控制在4mm以內(nèi)。安裝成環(huán)后，在縱向螺栓擰緊前，進行襯砌環(huán)橢圓度測量。當橢圓測量度大于30mm時應(yīng)進行調(diào)整。2.6.5管節(jié)安裝頂管模式中，襯砌為管節(jié)，與盾構(gòu)模式同理，設(shè)置了調(diào)節(jié)環(huán)。而管節(jié)無楔形量設(shè)計，故在拼裝過程中選型較為簡單，即錯縫安裝。按照管節(jié)的分塊設(shè)計，管節(jié)安裝點位固定，小分塊只能在正上方或者正下方拼裝。當?shù)踹\下半塊時，可采用一個吊機吊運，將下半塊放置于三號臺車的管片支撐上，并與上一環(huán)管節(jié)用螺栓連接：上半塊管節(jié)吊裝時，需要用兩個吊機抬吊，將上半塊放置于下半塊上部，安裝螺栓，可拆卸吊具，完成一環(huán)管節(jié)的拼裝。2.7掘進施工測量導向聯(lián)絡(luò)通道作為地鐵區(qū)間上行線與下行線的連接隧道，與地鐵正線隧道呈T字型，作業(yè)空間狹小，自動測量導向系統(tǒng)因測站點安裝于后支撐體系上，受盾構(gòu)推力作用產(chǎn)生位移，精度不滿足施工要求。測量技術(shù)作為盾構(gòu)隧道施工的眼睛，其測量結(jié)果的準確性直接影響著項目工程是否能夠順利進行。在盾構(gòu)隧道施工中，為了保證各項開挖面能正確貫通和符合設(shè)計要求，就必須隨著隧道施工掘進實時測定當前盾構(gòu)機與設(shè)計軸線的偏差。相較于傳統(tǒng)機械法而言，機械法聯(lián)絡(luò)通道具體空間狹小、自動測量導向系統(tǒng)測站點易發(fā)生位移的特點。機械法聯(lián)絡(luò)通道施工與其他盾構(gòu)隧道類工程區(qū)別在于，聯(lián)絡(luò)通道隧道洞口位于地鐵正線隧道內(nèi)，與正線隧道呈T字型結(jié)構(gòu)，作業(yè)空間狹小，導向系統(tǒng)全站儀僅能安裝于后支撐體系上，后支撐體系受反作用力會發(fā)生位移，造成導向系統(tǒng)測量精度不夠。發(fā)生位移后需人工及時對測站點進行檢測，費時費力，而且因為作業(yè)空間狹小，人工復(fù)測工效較低，影響施工進度。根據(jù)機械法聯(lián)絡(luò)通道特殊結(jié)構(gòu)構(gòu)造和空間布局，經(jīng)反復(fù)計算和驗證，采用新的測量導向技術(shù)理念，并設(shè)計新的測量導向系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括：全自動全站儀、無線電臺、計算機及應(yīng)用工具、盾構(gòu)機、激光靶、定向棱鏡、控制箱。全站儀安裝于盾構(gòu)機后支撐體系上，定向棱鏡安裝于穩(wěn)定管片內(nèi)壁上，激光靶安裝于與測站全站儀通視的盾構(gòu)機內(nèi)，如圖2.7-1所示，具體導向過程如下：1）當盾構(gòu)機掘進時，計算機通過中央控制箱控制全站儀進行建站，然后測設(shè)出新增的定向棱鏡和盾構(gòu)機上激光靶的三維坐標及方位角；2）全站儀將測量的數(shù)據(jù)通過無線電臺發(fā)送信號傳輸給計算機的輸入信號端，計算機先計算測設(shè)出的新增棱鏡三維坐標與該棱鏡原坐標較差，當較差小于限差（具體化）時，應(yīng)用工具通過測設(shè)出的激光靶坐標計算出當前盾構(gòu)機與設(shè)計軸線的偏差；3）因為全站儀安裝于盾構(gòu)機后支撐體系上，在盾構(gòu)掘進過程中后支撐體系會發(fā)生位移，當測站出的新增棱鏡坐標與原坐標限差超限時，計算機通過中央控制箱控制全站儀分別測設(shè)出兩個定向棱鏡的水平距離、夾角、高差，測設(shè)出的數(shù)據(jù)通過無線電臺傳輸給計算機，通過應(yīng)用程序計算出當前測站點坐標，并更新；4）通過比較更新前后的姿態(tài)較差作為該步驟的檢核，當測站點坐標更新后測設(shè)出的盾構(gòu)機姿態(tài)與原姿態(tài)超過限差時，計算機出現(xiàn)報警信息，工程師人工復(fù)核測站點坐標。2.8壁后注漿盾構(gòu)同步注漿就是在隧道內(nèi)將具有適當?shù)脑缙诩白罱K強度的材料，按規(guī)定的注