在进行圆曲线段的推进时,应提前计算好左右千斤顶行程的超前量,超前量的值可以通过计算求出,也可以通过AutoCAD绘图直接量取,在推进过程中,切口的控制中心应向着圆曲线的圆心方向作出一定量的偏移,偏移量的大小视圆曲线的半径大小而定,半径越小偏移量越大,推进中应控制切口位臵保持在设定定的控制中心附近,正常施工时的误差不应超过-10—+10mm,最大应控制在-20—+20mm之间,左右两侧的A、C组千斤顶推力应始终保持有一定的差值,并根据实际的刀盘受力情况作微小调整,使两侧千斤顶行程差值与提前计算得出的超前量的值保持一致,左右千斤顶行程差值与超前量之间的最大误差不应超过10mm,按照设计部门给出的曲线段的管片排列图进行管片选型拼装,并视具体的施工情况进行管片处理,通过楔形传力衬垫对管片姿态进行微量调整,并控制好环面平整度及喇叭度,合理控制铰接及盾尾位臵,盾尾的控制中心应向着圆曲线的圆心方向作出一定量的偏移,偏移量的大小视圆曲线的半径大小而定,半径越小偏移量越大,铰接的控制中心应向着背离圆曲线圆心的方向作出一定量的偏移,偏移量的大小视圆曲线的半径大小而定,半径越小偏移量越大,推进中应控制盾尾及铰接位臵保持在设定的控制中心附近,位臵偏差亦控制在-20—+20mm的偏差范围之内,如出现超出偏差范围的情况,应及时作纠偏处理,纠偏时切口的位臵亦要保持在-20—+20mm的偏差范围之内,严禁在纠偏过程中过大的调整切口位臵,造成后续推进中的姿态失控;铰接千斤顶的行程应始终控制在40—110mm的范围之内,如果出现超出范围的情况,应及时作纠偏处理,以保证铰接部位能够起到正常的保护调整作用,避免铰接部件的局部受损。
以半径为R350m的右转弯曲线段为例,通过绘图确定出左右千斤顶行程差值约为20mm左右,控制中心向右作5mm左右的偏移,切口及盾尾的位臵应控制在-5—+15mm的偏差范围之内,铰接的位臵应控制在-15—+5mm的偏差范围之内,左侧 〃11推进千斤顶区域推进油压超出右侧约30—50bar,进行推进,每环推进中左右千斤顶伸长量的差值控制在20mm左右,铰接千斤顶行程控制在40—110mm的范围之内。c、缓曲线段的姿态控制
缓曲线一般应用于平面曲线中,由直线到圆曲线或由圆曲线到直线或由一种半径的圆曲线到另一种半径的圆曲线变化的一段半径渐变的一种特殊的曲线,缓曲线的起点半径等于起始曲线的半径,终点半径等于终点曲线的半径,例如由直线到半径为R的圆曲线之间的缓曲线,一般称为直缓曲线段,其起始半径为0,终点半径为R,半径按一定的规则由0到R进行渐变,在施工中,一般可以按等分长度渐变的原则进行计算,对于盾构法施工,
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分段的长度可以取每环管片的宽度进行计算。
在进行缓曲线段的推进时,应提前计算好每一环管片所对应缓曲线的半径,再根据当前环的曲线半径,计算出进行当前环推进时的左右千斤顶行程的超前量,计算方法与圆曲线的计算方法相似。由于轴线的半径是始终渐变的,所以在推进过程中,应提前考虑下一环管片的轴线半径变化趋势,对盾构姿态进行控制,使盾构机向着对下一环推进有利的方向进行微小的偏移,控制的方法与圆曲线的控制方法相似,切口的控制中心应向着当前环圆曲线的圆心方向作出一定量的偏移,偏移量的大小视圆曲线的半径大小而定,半径越小偏移量越大,推进中应控制切口位臵保持在设定定的控制中心附近,正常施工时的误差不应超过-10—+10mm,最大应控制在-20—+20mm之间,左右两侧的A、C组千斤顶推力应始终保持有一定的差值,并根据实际的刀盘受力情况作微小调整,使两侧千斤顶行程差值与提前计算得出的超前量的值保持一致,左右千斤顶行程差值与超前量之间的最大误差不应超过10mm,按照设计部门给出的曲线段的管片排列图进行管片选型拼装,并视具体的施工情况进行管片处理,通过楔形传力衬垫对管片姿态进行微量调整,并控制好环面平整度及喇叭度,合理控制铰接及盾尾位臵,盾尾的控制中心应向着圆曲线的圆心方向作出一定量的偏移,偏移量的大小视圆曲线的半径大小而定,半径越小偏移量越大,铰接的控制中心应向着背离圆曲线圆心的方向作出一定量的偏移,偏移量的大小视圆曲线的半径大小而定,半径越小偏移量越大,推进中应控制盾尾及铰接位臵保持在设定的控制中心附近,位臵偏差亦控制在-20—+20mm的偏差范围之内,如出现超出偏差范围的情况,应及时作纠偏处理,纠偏时切口的位臵亦要保持在-20—+20mm的偏差范围之内,严禁在纠偏过程中过大的调整切口位臵,造成后续推进中的姿态失控;铰接千斤顶的行程应始终控制在40—110mm的范围之内,如果出现超出范围的情况,应及时作纠偏处理,以保证铰接部位能够起到正常的保护调整作用,避免铰接部件的局部受损。
(2)竖曲线上的姿态控制
竖曲线上的姿态控制相对比较简单,主要控制好盾构的坡度变化,在进行直线段的推进时,应尽量控制切口位臵保持在轴线附近,正常施工时的误差不应超过-10—+10mm,最大应控制在-20—+20mm之间,同时控制盾构机坡度与设计轴线纵坡基本保持一致,最大误差不应超过2%,应根据实际盾构坡度值调整好B、D组推进千斤顶的推进油压,使盾构机的坡度保持在稳定的状态下,并根据实际的刀盘受力情况作微小调整,使上下千斤顶行程保持一致,上下千斤顶行程差值最大不应超过8mm,环面贴等厚传力衬垫,并视实际施
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工情况控制好环面平整度及喇叭度,合理控制铰接及盾尾位臵,使之位臵偏差亦控制在-20—+20mm的偏差范围之内,如出现超出偏差范围的情况,应及时作纠偏处理,纠偏时切口的位臵亦要保持在-20—+20mm的偏差范围之内,严禁在纠偏过程中过大的调整切口位臵,造成后续推进中的姿态失控;铰接千斤顶的行程应始终控制在60—90mm的范围之内,并且上下的铰接千斤顶行程差值不应超过10mm,如果出现超出偏差范围的情况,应及时作纠偏处理,以保证铰接部位能够起到正常的保护调整作用,避免铰接部件的局部受损。
在进行圆曲线段的推进时,应提前计算好上下千斤顶行程的超前量,超前量的值可以通过计算求出,也可以通过AutoCAD绘图直接量取,在推进过程中,切口的控制中心应向着圆曲线的圆心方向作出一定量的偏移,偏移量的大小视圆曲线的半径大小而定,半径越小偏移量越大,推进中应控制切口位臵保持在设定定的控制中心附近,正常施工时的误差不应超过-10—+10mm,最大应控制在-20—+20mm之间,并根据提前计算好的圆曲线段的实际轴线坡度对盾构机的坡度进行控制,控制盾构机坡度与设计轴线纵坡基本保持一致,最大误差不应超过2%,应根据实际盾构坡度值调整好B、D组推进千斤顶的推进油压,使盾构机的坡度保持在稳定的状态下,并根据实际的刀盘受力情况作微小调整,使两侧千斤顶行程差值与提前计算得出的超前量的值保持一致,上下千斤顶行程差值与超前量之间的最大误差不应超过10mm,根据当前的隧道轴线的要求以及超前量,结合管 〃13〃
片的具体姿态,在管片的环面上粘贴3—6mm的楔形传力衬垫,并控制好环面平整度及喇叭度,合理控制铰接及盾尾位臵,盾尾的控制中心应向着圆曲线的圆心方向作出一定量的偏移,偏移量的大小视圆曲线的半径大小而定,半径越小偏移量越大,铰接的控制中心应向着背离圆曲线圆心的方向作出一定量的偏移,偏移量的大小视圆曲线的半径大小而定,半径越小偏移量越大,推进中应控制盾尾及铰接位臵保持在设定的控制中心附近,位臵偏差亦控制在-20—+20mm的偏差范围之内,如出现超出偏差范围的情况,应及时作纠偏处理,纠偏时切口的位臵亦要保持在-20—+20mm的偏差范围之内,严禁在纠偏过程中过大的调整切口位臵,造成后续推进中的姿态失控;铰接千斤顶的行程应始终控制在40—110mm的范围之内,如果出现超出范围的情况,应及时作纠偏处理,以保证铰接部位能够起到正常的保护调整作用,避免铰接部件的局部受损。
(3)平、竖曲线的综合姿态控制
在实际的施工中,需要综合考虑当前的平、竖曲线的线型情况,进行盾构机姿态的控制,但总的控制原则应保持不变,尤其是在平竖曲线都处在圆曲线的区间范围时,更应密
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切关注盾构机姿态的各个指标,严格控制盾构机姿态偏差值,并重点监视铰接千斤顶的行程值,在纠偏过程中,保持铰接状态的良好性,控制纠偏的幅度,不应过大、过急,以保证铰接部位能够起到正常的保护调整作用,避免铰接部件的局部受损。同时在推进中应适当加密测量次数,以便更有效及时地获得盾构机的姿态情况,并对盾构机姿态作出及时地调整,保证盾构机姿态的良好性。
7.2 管片质量应对措施
对于已形成环面不平的管片,在下一环及时加贴楔子纠正环面,使环面平整。
(1)用整圆器进行整圆,通过整圆来改善纵缝的偏差;
(2)管片出盾尾,环向螺栓再进行一次复紧,可改善纵缝的变形。管片被周围土体包裹住以后,椭圆度会相应地减小,纵缝压密程度提高,此时对螺栓进行复紧可取得较好的效果;
(3)采用局部加贴楔子的办法,作纵缝质量的纠正。)合理地修改管片的排列顺序,利用增减楔子环(曲线管片)来进行纠偏;
(4)根据需要纠偏的量,在管片上适当的部位加贴厚度渐变的传力衬垫,形成楔子环,对环面进行纠正。一般一次加贴衬垫的厚度最厚不超过6mm。偏差大可连续多环的纠偏达到目的;
(5)当垂直度偏差较大,造成管片拼装极困难,盾壳卡管片严重时,可采用 纠偏量较大的刚性楔子。
(6)待管片脱出盾尾后,由于四周泥土的挤压力近似相等,使椭圆形管片逐渐恢复圆形,此时对管片的环向螺栓进行复紧,使各块管片的连接可靠。
(7)因运输碰损的管片进行修补后方能使用,修补须采用与原管片强度相应的材料进行修补;
(8)在井下吊运过程中损坏的管片,如损坏范围大,影响止水条的部位的,应予以更换。如损坏范围小,可在井下修补后使用;
(9)推进过程中被盾壳拉坏的管片,应立即进行修补,以保证止水效果;
(10)内弧面有缺损的管片进行修补时,所用的材料应与原管片强度等级相同,以保证强度和减少色差。
7.3 地面沉降控制方法
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1、优化掘进参数
最佳盾构推进是指盾构推进中对周围地层及地面的影响最小,表现在地层的强度下降小、受到扰动小、超孔隙水压小、地面隆沉小以及盾尾脱开后的实沉幅度小,这些理想指标也是盾构施工中控制地面沉降、保护环境的首要条件和治本办法。要达到这一理想状态必须对推进中的参数即对刀盘油压、土舱压力、推进速度、压浆压力、压浆量、盾构坡度、盾构姿态及管片拼装作分析。对隧道上复土地质条件、地面荷载设计坡度及转弯半径、轴线偏差及盾构姿态等选取合理的参量,以指导施工。
(1)首100m试推进。其目的是摸索掌握规律,选取确定最佳掘进参数,指导全线施工。首100m试推进又可根据沿线地形地貌条件划分为3个区段:第1区段为30m,在施工场地内,属最初掘进,是对各项推进参数的摸索阶段,推进中设定3组不同的施工参数进行试掘进,通过测量数据的反馈,摸索地层变化轴线控制的规律。第2区段为30m,在路面或人行道下。根据地面条件、建筑物及地下管线情况,对上一阶段试设定的3组参数作慎密调整以取得最佳参数。第3区段为40m,在路面或建筑群下。这是正式掘进的准备阶段,通过本区段的掘进,对地面沉降、隧道轴线控制、衬砌安装质量等基本有了各项控制措施,施工参数也基本掌握,能利用信息反馈指导施工。
(2)前舱压力设定。应随隧道上复土厚度的变化而变化,但如单凭理论土压来设定前舱压力显然是不合适的。另外,盾构机内部的土压传感器和自动模式控制器存在系统误差,所以在掘进中有必要将土压力设定值进行调整。根据实际施工经验,盾构机切口前方1.5D十H(D为盾构机外径,H为盾构中心至地面高度)范围内地面的沉降情况与土压力设定值密切相关,所以盾构前方地面沉降监测结果可直接反映土压力设定值与自然土压力的吻合程度。
在实际的施工中,可控制盾构机前的地面沉降量在负沉陷0~2mm,如负沉降过大则应适当调低压力设定值,如发生正沉降则应适当调高土压力设定值。合理设定土压力控制值的同时应限制掘进速度,如掘进速度过快,螺旋输送机转速相应值达到极限,密封舱内土体来不及排出,会造成土压力设定失控。所以应根据螺旋输送机转速控制最高掘进速度,一般控制在5errdmin以内。 2、同步注浆
(1)合理配比的浆料。目前广州地铁土压力平衡式盾构采用的是隋性浆液,由黄砂、粉煤灰、膨润土加水经合理配比、充分搅拌而成。常规下浆液性质可用稠度值控制,取值
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