副经理 项目经理 项目总工程师 副经理 盾构组装组 吊装作业组 轨道铺设组 地面设备组 后配套设备组 测量监测组 4 盾构始发准备及试掘进期间的施工计划安排
1)2007年1月1日~2007年1月28日,完成充电房和盾构施工配电房的房建施工,以及盾构施工地面上的各种管线及电缆的铺设安装工作。
2) 2007年1月9日~2007年1月16日,完成始发端头井外侧土体的二次加固。
3) 2007年1月13日~2007年1月22日,完成右线始发井口四周挡土墙施工,拆除车站底板4~7#段右线全部脚手架。
4)2007年1月23日~2007年1月28日,完成盾构机始发所需的始发架固定安装工作和相关的轨道铺设工作。
5)2007年1月25日~2007年2月7日,完成车站5#段顶板临时出土口挡土墙施工。
6)2007年1月30日~2007年2月27日,完成盾构机下井组装及调试。 7)2007年2月15日~2007年3月1日,完成45T龙门吊轨道梁施工及轨道安装工作。
8)2007年2月20日~2007年2月27日,完成右线洞门前围护结构H型钢的拔除工作。
9)2007年2月25日~2007年3月15日,完成16T龙门吊轨道安装工作。 10)2007年2月28日~2007年3月25日,盾构机前100米始发掘进。
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11)2007年3月1日~2007年3月10日,完成盾构施工弃土坑的施工。 12)2007年3月25日~2007年3月30日,拆除端头井始发架和反力架和负环,然后进行轨道恢复,右线端头井回填素混凝土。 13)2007年4月1日,盾构机进入到正常掘进施工状态。 五 盾构机的初始掘进
当盾构机结束8环负环拼装,开始进行盾构区间+1环的掘进时,就进入到盾构机的初始掘进。
确定盾构机始发的初始掘进距离需综合考虑以下因素: 1)盾构机后续台车的长度(约70m)。
2)管片与土体之间的摩擦力足以支持盾构机的推力。 3)盾构机推进100m的试验。
根据以上条件,确定本次右线初始掘进的距离为100m。 1 盾构掘进的主要控制参数 1.1 土仓压力P1
主要取决于刀盘前的水土压力,一般取刀盘中心处的水土压力为准,实际操作时,可根据地质情况、隧道埋深及地面监测情况进行及时调整。一般在P1=1.0~2.5kg/cm2范围内取值。 1.2 千斤顶推力F
确定推力需考虑以下因素: (1)盾构机推进需克服的摩擦力 (2)克服刀盘前的水土压力 (3)掘进速度 (4)管片的承受能力 (5)控制掘进方向 (6)最大扭矩
本盾构机的最大推力为Fmax=30000KN(16×2个千斤顶同时使用) 1.3 刀盘转速
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满足转速和扭矩曲线,且无级可调n=0~2.5 rpm。 1.4 刀盘扭矩T
掘进时,扭矩应低于最大扭矩(4346KNm)。当工作扭矩达到最大扭矩时,刀盘将停止转动,如反复启动未果,即可启动专门开关(此时可达脱困扭矩5215KNm),使刀盘重新启动。 1.5 螺旋器转速N
N=0~19rpm,根据维持土仓压力的需要而调整。 1.6 掘进速度V
根据土质、扭矩、推力和土仓压力等综合确定,受土质影响最大。Vmax=80mm/min,一般V=20~40mm/min。 1.7 注浆压力P2
P2是在注浆处的水土压力的基础上相应提高1~2kg/cm2,且使浆液不会进入土仓和压坏管片,并保证地面的隆陷值在允许范围内(+10,-30mm)。 1.8 注浆量V1
V1是在管片与土体之间的空隙体积的基础上,再考虑1.4倍扩大系数确定。一般每环的注浆量V1≈3.325m3。 1.9 泡沫掺量V2
V2值主要根据土质确定,经验公式为: V2=(20~60%)V土
其中 V土——掘进土方的体积(实方)
V2值将根据实际的出渣情况和有关掘进参数(如扭矩等)不断调整。
1.10 左右前进千斤顶行程差?S
?S主要根据线路特点和盾构机在水平方向偏离设计轴线的程度来确定的。?S的大小确定了盾构机方向改变的急缓程度。?S的达到和保持依靠合理使用左边和右边的推进千斤顶。 1.11 盾构机俯仰角α
α根据线路特点和盾构机在竖直方向偏离设计轴线的程度来确定。α的保持
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靠合理使用上部和下部的推进千斤顶。 1.12 盾构机滚转角β
β和刀盘转动方向及扭矩大小有关,可以通过改变刀盘转动方向来控制,一般情况下,β值不超过±0.50o。 1.13 管片与盾尾的空隙δ1~δ4
δ1~δ4可通过人工测得,它反映了管片和盾构机的相对位臵关系,对确定下一环的管片类型和掘进参数有指导意义。
正常情况下,δ1=δ2=δ3=δ4=40mm。 1.14 铰接千斤顶的使用状态
铰接千斤顶有三种使用状态:完全伸长,自由伸缩,伸长一定角度。 完全伸长状态时,盾构机前体与中后体成直线。自由伸缩状态时,盾构机前体将相对于中后体自由活动。伸长一定角度状态时,盾构机前体与中后体保持一个固定角度。
2 盾构机的方向控制 2.1 SLS--T自动导向系统
盾构机的测量导向采用德国VMT公司的SLS-T隧道掘进自动导向系统,主要由激光经纬仪、电子激光靶、控制箱、计算机及其它配套硬件和软件组成(参见下图和附图)。该测量系统能随时测量出盾构机的空间位臵和姿态,并随时将盾构机的轴线与隧道设计轴线之间的偏差显示在计算机屏幕上。盾构机操作手则根据轴线偏差随时调整盾构机的掘进方向,使轴线偏差尽量小,使盾构机的姿态尽量合理,该自动导向系统的工作原理如附图所示。
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激光经纬仪第一次定位采用人工测量,随后的定位可由自动导向系统自己确定,激光经纬仪与激光靶的距离一般为100~200m,具体还受洞内空气折射能力、激光能量的大小和隧道曲线半径等的影响。
盾构机制造商安装的传感器分别测量推进千斤顶和中折千斤顶左、右、顶、底四个位置的伸长量,并将结果传到控制室内的计算机中。
盾尾间隙通过人工测量得到,这些数据也通过电缆传到控制室内计算机中。 上述各项测量结果可以不断地以数据和图表形式反映到控制室内的操作屏幕上,及时指导盾构机操作手进行操作。结合专门的管片排列软件,每环掘进结束后,还可以自动确定未来若干环需要安装的管片的型式,从而指导管片的吊装和运输。
为确保该自动导向系统的准确性,将利用人工测量对其进行定期检查和不定期抽查(尤其是在掘进初期),避免因系统自身原因而引起施工误差,从而保证整个隧道的贯通。 2.2 盾构机姿态控制
根据VMT系统的电脑屏幕上显示的数据,盾构机操作手将通过合理调整各分区千斤顶的压力及刀盘转向来调整盾构机的姿态,具体操作原则如下:
如果盾构机滚动角过大,可通过反转刀盘减小;
如果盾构机水平向右偏,则应提高右侧分区的千斤顶压力,如果盾构机竖直下偏,则应提高下部千斤顶的压力,反之亦然。
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