盾構(gòu)掘進(jìn)過(guò)程中隧道管片上浮原因分析及控制

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1、第41卷第6期現(xiàn)代隧道技術(shù)Vol.41No.62004年12月ModernTunnellingTechnologyDec.2004文章編號(hào):1009一6582(2004)06一0051一06盾構(gòu)掘進(jìn)過(guò)程中隧道管片上浮原因分析及控制沈征難(中鐵二局廣州地鐵三號(hào)線盾構(gòu)項(xiàng)目經(jīng)理部，廣州510300)摘要管片位移控制是確保隧道線型符合設(shè)計(jì)要求和確保隧道建筑限界的關(guān)鍵，同步注漿又是保證管片及時(shí)穩(wěn)定的關(guān)鍵工序。文章從地質(zhì)條件、襯背注漿、盾構(gòu)姿態(tài)人手，對(duì)盾構(gòu)掘進(jìn)過(guò)程中管片上浮的原因進(jìn)行了分析研究，并提出了控制措施。關(guān)鍵詞盾構(gòu)隧道管片位移分析

2、控制中圖分類號(hào):U455.43文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A要因素是:由于隧道附近的其他工程施工采取大量1前言降水措施造成土體固結(jié)位移;深基坑施工造成土體盾構(gòu)隧道管片位移控制是確保隧道線型符合設(shè)位移;隧道本身大量滲水造成水土流失、土體固結(jié)計(jì)要求、滿足隧道建筑限界的關(guān)鍵，在盾構(gòu)掘進(jìn)過(guò)程沉降等。對(duì)于以上影響因素暫不進(jìn)行討論，這里中，隧道管片位移多數(shù)情況下表現(xiàn)為管片上浮，主要只結(jié)合廣州市軌道交通三號(hào)線某區(qū)間管片上浮的受到工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、襯背注漿質(zhì)量、盾構(gòu)姿態(tài)工程實(shí)例，從地質(zhì)條件、襯背注漿、盾構(gòu)姿態(tài)三個(gè)控制等方面的影響。方面，重點(diǎn)對(duì)盾構(gòu)掘進(jìn)過(guò)程中

3、管片產(chǎn)生位移(主要從管片上浮發(fā)生的工程事例來(lái)看，在富含水的是上浮)的現(xiàn)象以及實(shí)施的措施及效果進(jìn)行分析硬巖地段的盾構(gòu)隧道中，均有此現(xiàn)象發(fā)生，只是位移研究。值的大小不同。位移嚴(yán)重者不得不通過(guò)調(diào)整線路來(lái)2管片上浮情況統(tǒng)計(jì)解決問(wèn)題。(GB50299一1999地下鐵道工程施工驗(yàn)收規(guī)范》規(guī)定:管片拼裝后，隧道軸線的高程和水平盾構(gòu)掘進(jìn)過(guò)程中，對(duì)管片姿態(tài)的監(jiān)測(cè)頻率為每位移不得超過(guò)士50nun,日一次。2003年10月26日，某區(qū)間右線盾構(gòu)掘進(jìn)廣州市軌道交通三號(hào)線盾構(gòu)隧道內(nèi)徑為5400nun,完成第407環(huán)后，發(fā)現(xiàn)已安裝的管片在近日內(nèi)向上比《B

4、G50157一92地下鐵道設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定的圓形垂直位移嚴(yán)重，其統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)見表1。隧道限界(拍200mm)放大了200mm。也就是說(shuō)，從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和管片垂直位移曲線走勢(shì)(圖1)可以從最不利的情況看，隧道軸線的高程和水平位移可看出，某區(qū)間右線盾構(gòu)隧道388一《n環(huán)管片發(fā)生垂直放寬至土100nun"向上位移，在10月25-26日一天的時(shí)間內(nèi)，最大上浮隧道管片發(fā)生的位移主要分為:施工階段位移量為104nim，管片軸線高程位移量為132mm，嚴(yán)重超和地鐵運(yùn)營(yíng)后的后期位移。后期影響管片位移的主限。表1管片位移值及上浮值統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)Table1St

5、atisticsofsegmentdisplacementsandupwardmoving茹一之吐38838939039139239339439539639739839940010月25日位移值/mm9190838282777462575136283410月26日位移值/mm100110110112118119125130130132130129128上浮值/mm92017303642516873819410194修改稿返回日期:2004-09-11作者簡(jiǎn)介:沈征難，男，高級(jí)工程師，項(xiàng)目總工程師.·51·萬(wàn)方數(shù)據(jù)現(xiàn)代隧道技術(shù)昌

6、j0q盾構(gòu)法隧道地質(zhì)的變化更需要準(zhǔn)確地判斷，其目的惻200n沁U80，2003-10-25是:決定刀具的適應(yīng)性;控制和調(diào)整盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)參擎60~2003-10-26卿Jq0數(shù);控制盾構(gòu)隧道管片的變形和位移。褪20，上浮值/mm帶展0在均質(zhì)連續(xù)的地層中掘進(jìn)，盾構(gòu)機(jī)刀盤所承受銘鬢竇舅冤舅鬢蔓竇囂鑫舅竇馨豪馨環(huán)弓前方開挖面的掘進(jìn)阻力是均勻的，(包括均勻作用在面板上的水平阻力和面板上的扭矩)，這時(shí)候盾圖1管片垂直位移曲線走勢(shì)Fig.1Thetendencyofthesegmentverticaldisplacement構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)是連

7、續(xù)均衡的，掘進(jìn)參數(shù)也保持相對(duì)不變，盾構(gòu)姿態(tài)沿軸線的控制也較容易。通過(guò)測(cè)量，發(fā)現(xiàn)管片上浮后立即停止盾構(gòu)掘進(jìn)，廣州地區(qū)地質(zhì)總的特點(diǎn)是:巖性變化大，地層層次日再次對(duì)已上浮的管片進(jìn)行姿態(tài)監(jiān)測(cè)，由于未掘面起伏大，且在隧道橫斷面方向也有起伏變化。實(shí)進(jìn)，管片上浮值無(wú)變化。際上，在隧道內(nèi)就形成了上下左右?guī)r性不一、軟硬不均的一個(gè)開挖面，這對(duì)于采用盾構(gòu)法施工的隧道來(lái)3引起管片位移的因素分析說(shuō)，無(wú)論是刀具的適應(yīng)性還是掘進(jìn)參數(shù)的確定和調(diào)整以及隧道管片位移的控制都是極為不利的。3.1管片位移的外部條件隧道斷面內(nèi)巖層“上軟下硬”的情況在廣州復(fù)(1)襯背環(huán)

8、形建筑空間雜地質(zhì)條件下是常見的。圖3為某區(qū)間2003年10盾構(gòu)機(jī)的切削刀盤直徑D與隧道襯砌管片的月26日管片上浮地段的地質(zhì)縱剖面，從圖中可以看外徑d有一定的差值，即△D二D一d。由于盾構(gòu)掘出，隧道斷面內(nèi)巖層起伏較大，同一隧道斷面內(nèi)出現(xiàn)進(jìn)過(guò)程中的蛇形運(yùn)動(dòng)，會(huì)產(chǎn)生超挖和理論間隙，