天津地鐵盾構(gòu)施工中盾構(gòu)機的姿態(tài)控制

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1、天津地鐵盾構(gòu)施工中盾構(gòu)機的姿態(tài)控制?【摘　要】分析了影響盾構(gòu)姿態(tài)的部分因素,并對這些影響因素提出了針對性的對策,主要提出了管片姿態(tài)走勢論,即管片姿態(tài)影響盾構(gòu)姿態(tài),管片走勢影響盾構(gòu)走勢。結(jié)合具體的施工經(jīng)驗,對管片姿態(tài)如何影響盾構(gòu)姿態(tài)做了詳細(xì)論證,提出了有價值的觀點?！娟P(guān)鍵詞】盾構(gòu)法　盾構(gòu)姿態(tài)　管片姿態(tài)　管片選型?1、工程概況?????天津地鐵三號線周鄧紀(jì)念館站~天塔站區(qū)間隧道從周鄧紀(jì)念館站東端頭井開始(里程為DK7+420.50),經(jīng)天津革命烈士陵園,下穿水上公園筑波游泳場及月明公寓后,沿著水上公園北道

2、到達本區(qū)間的終點———天塔站西端頭井,全長約1115.6m,為單圓盾構(gòu)區(qū)間。本區(qū)間線路縱坡為駝峰形,最大坡度為2.5%,最小坡度為0.2%,最小曲線半徑為349.851m,隧道軸線埋深12.9~19.9m。施工平面見圖1。2、施工難點?????盾構(gòu)區(qū)間隧道在出洞階段隧道為左轉(zhuǎn)彎和0.2%的小坡度下坡,在此種情況下,盾構(gòu)機容易出現(xiàn)低頭現(xiàn)象即盾構(gòu)機垂直姿態(tài)(高程)位于設(shè)計軸線以下;出洞50多m,隧道小半徑左轉(zhuǎn)彎并大坡度下坡,其中轉(zhuǎn)彎半徑為349.851m,坡度為2.5%,在此種情況下,如果糾偏不及時,盾構(gòu)

3、機水平姿態(tài)(水平偏差)會處于設(shè)計軸線右側(cè),垂直姿態(tài)會處于設(shè)計軸線上側(cè);經(jīng)過100多m的直線段施工后隧道右轉(zhuǎn)彎并大坡度上坡,其轉(zhuǎn)彎半徑為404.134m,坡度為2%,在此種情況下則盾構(gòu)姿態(tài)會出現(xiàn)和隧道左轉(zhuǎn)下坡相反的情況,即盾構(gòu)機水平姿態(tài)處于設(shè)計軸線左側(cè),垂直姿態(tài)位于設(shè)計軸線下側(cè);距離進洞50多m時,隧道為小坡度上坡,坡度為0.2%,在隧道接近進洞階段變坡這就要求在施工時應(yīng)及時調(diào)整盾構(gòu)機垂直姿態(tài),保證準(zhǔn)確進洞。3、盾構(gòu)姿態(tài)?????盾構(gòu)姿態(tài)是在盾構(gòu)法隧道的施工過程中,為滿足盾構(gòu)機掘進的施工需要,由自動測量

4、系統(tǒng)或人工測量系統(tǒng)經(jīng)過測量或計算所得到的盾構(gòu)機主機偏離設(shè)計軸線的狀態(tài),其主要參數(shù)有水平偏差,垂直偏差(俯仰角),旋轉(zhuǎn)角等。水平偏差反映盾構(gòu)在水平方向上偏離設(shè)計軸線的平曲線的情況;垂直偏差(俯仰角)反映盾構(gòu)在豎直方向上偏離設(shè)計軸線的豎曲線的情況;旋轉(zhuǎn)角反映盾構(gòu)自身的旋轉(zhuǎn)情況。?????盾構(gòu)姿態(tài)是為滿足盾構(gòu)掘進施工需要而提出并經(jīng)過測量系統(tǒng)測得的,就周鄧紀(jì)念館站~天塔站右線隧道施工的實踐看,只有知道了上一環(huán)的盾構(gòu)姿態(tài)才可以進行下一環(huán)的掘進施工,盾構(gòu)機偏離設(shè)計軸線的程度直接反映了已成型隧道偏離設(shè)計軸線的程度,

5、盾構(gòu)姿態(tài)的好壞反映了隧道的施工質(zhì)量的好壞,為控制隧道的施工質(zhì)量,國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局和國家建設(shè)部對隧道的軸線偏差提出了以下要求。?????(1)地下盾構(gòu)掘進中應(yīng)嚴(yán)格控制中線平面位置和高程,其允許偏差均為±50mm。發(fā)現(xiàn)偏離應(yīng)逐步糾正。?????(2)隧道軸線平面位置和高程允許偏差要求見表1。4、盾構(gòu)姿態(tài)的影響因素及控制4.1　水平偏差和垂直偏差控制?????根據(jù)本工程的實踐經(jīng)驗,影響盾構(gòu)水平偏差、垂直偏差的主要因素有以下幾個方面。4.1.1　土質(zhì)方面?????在盾構(gòu)施工過程中,如果在切口環(huán)兩側(cè)出現(xiàn)土質(zhì)軟

6、硬不同的土質(zhì),而在松軟土質(zhì)側(cè)的千斤頂推力未及時調(diào)整,盾構(gòu)機就會呈現(xiàn)出向松軟土質(zhì)陷入的趨勢,這樣在推進過程中,就會造成盾構(gòu)姿態(tài)偏離設(shè)計軸線,從而導(dǎo)致姿態(tài)偏差較大。為防止上述情況的出現(xiàn),采取了一些措施。?????(1)在保證盾構(gòu)正常掘進的前提下,通過電磁減壓閥,調(diào)節(jié)上下區(qū)油缸壓力,同時通過油缸裝的位移傳感器觀察各區(qū)油缸行程顯示,減小盾構(gòu)掘進過程中向一側(cè)偏移的趨勢,達到控制盾構(gòu)姿態(tài)的目的。?????(2)利用鉸接千斤頂轉(zhuǎn)動特點,在掘進過程中將軟土側(cè)的鉸接千斤頂推出,克服盾構(gòu)向此側(cè)偏移的趨勢。?????(3)

7、利用盾構(gòu)機刀盤的超挖刀,先行切割開挖面土質(zhì)較硬側(cè)的土體,使盾構(gòu)機切口環(huán)部位在此側(cè)產(chǎn)生較小的空隙,盾構(gòu)機在另一側(cè)千斤頂?shù)耐屏ψ饔孟?產(chǎn)生土體較硬一側(cè)行走的趨勢,從而可以減小盾構(gòu)機在掘進過程中由于土體軟硬不均而引起的一側(cè)跑偏現(xiàn)象。4.1.2　設(shè)計方面?????在施工中,經(jīng)常碰到設(shè)計線路轉(zhuǎn)彎半徑小、坡度大的隧道工程,這也在一定程度上增加了施工難度,從而使盾構(gòu)機在施工過程中容易出現(xiàn)偏差過大的現(xiàn)象。施工對策:曲線段施工時,為確保盾構(gòu)機沿設(shè)計軸線掘進,必須嚴(yán)格控制盾構(gòu)機掘進參數(shù),如出土量、正面土壓平衡、推進油缸的

8、伸出方式與油壓等,使掘進軌跡符合設(shè)計線路的曲線參數(shù)要求。4.1.3　始發(fā)基座偏差?????盾構(gòu)機在始發(fā)階段是位于始發(fā)基座上的,因而始發(fā)基座的水平位置、高程等直接決定了盾構(gòu)始發(fā)階段的盾構(gòu)姿態(tài),所以在施工準(zhǔn)備階段對盾構(gòu)始發(fā)基座準(zhǔn)確定位,保證在始發(fā)時盾構(gòu)機的中心線、高程與盾構(gòu)鋼環(huán)中心線、高程一致,并保證始發(fā)基座的加固牢靠,防止在盾構(gòu)組裝過程中始發(fā)基座的變形。4.1.4　操作手的操作水平和操作經(jīng)驗?????盾構(gòu)司機的操作水平高低和操作經(jīng)驗的豐富與否直接會影響到盾