小半径曲线盾构工程施工设计方案
盾构掘进机通过小半径曲线段的施工技术

( 上海市基础 工程有 限公 司 上海 20 0 ) 00 2
【 要】 摘 以华能金 陵电厂二期取水隧道盾构曲线段 20 9 m半径转 弯为例 ,分析和探 讨 了盾构掘 进小半径曲线段的技术要点
1 工 程 概 况
华能金陵 电厂二期工程取水隧道盾构采 用的是网格式 挤压结合气压 平衡 复合型盾构机 , 穿越土层主要在粉细砂和
细砂层。 该 工程 2台机 组 各 设 1 内 径 为 D 4 0 m的 盾 构 法 根 N 20 m 隧 道 取 水 管 , 构 长 度 约 为 6 1 5m, 中右 曲 圆 弧 段 长 1盾 4. 其 4 4 30 m 2 8 .5 : 盾 构 长 度 6 22 m 其 中 右 曲 圆 弧 段 长 3. 6 ,
本工程隧道 主要在③粉细砂 、 细砂 土中穿越 。其 土质 ④ 较复杂 , 地下水位高 , 渗透系数大 , 土层在开挖过程 中易产 该
生流砂和失稳 现象。 23 管片之 间易发生错台 , . 管片易产生开裂和破损 管片存在一个水平方 向的受力 , 不但会使整段隧道衬砌 管片发生水平偏移 , 还会导 致管片之间发生相 对位移 , 成 形 错 台。由于管片 的特殊受力状态 , 管片与管片之间存在着斜 向应力 , 使得前方管片内侧 角和后方管片外侧角形成两个薄 弱点( 2 , 图 )使得相 当多的管片 因此破裂。还有一个破裂 原 因就是 因为相邻两环管片产生 了相 对位移 , 使得管片螺栓对 其附近处的混凝 土产生 了剪切作用 , 使该处的混凝土开裂 。
到 1 8 纠偏控制更加 困难 ; . , 3 由于拐弯弧度大 , 需要左侧油缸 和右侧油缸形 成一个很大 的推 力差才能满足盾构机转 弯的 要求 , 使左右两侧 的油缸推 力可调范 围很 小 , 致 从而可 用于 姿态调整 的油缸推 力调整量很小 , 以加大了隧道轴线控制 所 和纠偏 的难 。同时 , 转弯段盾构施工参数需要经过计算并结 合地质条件 、 工经验等 因素综合考虑后方可 确定 。 施 22 管片容易在水平分力作用下发生较大的位移 . 隧道管片衬砌轴线因推进 水平分 力而 向圆曲线外侧( 背 向圆心一侧 ) 偏移 , 如图 1 。在小半径 曲线隧道 中盾构机每掘 进一 环 , 由于 管片端面与该处轴线 产生夹角 , 在千斤顶 的推
软弱地层中盾构法隧道小半径曲线施工技术

软弱地层中盾构法隧道小半径曲线施工技术作者:曹恒铭来源:《城市建设理论研究》2013年第31期摘要:城市轨道交通建设中,受既有建(构)筑物和有限空间的限制,越来越多的小半径曲线被应用于盾构法隧道施工中。
本文以具体的工程实例,浅谈软弱地层中盾构法隧道小转弯半径施工技术,对今后类似工程具有一定的借鉴作用。
关键词:泥水盾构,小转弯半径,软弱地层,管片破损,轴线控制中图分类号: TU74 文献标识码: A0 前言小半径曲线盾构段的施工,盾构对外侧地层是挤压的状态,盾尾空隙会使地层向隧道内侧位移,回填注浆压力也会使隧道产生位移;同时,由于盾构是依靠管片和地层反力掘进的,在曲线段,推进力的反力会使隧道向曲线外侧位移[1-2],如果隧道的纵向刚度和地层的刚度过小,可能引起管片和其外地层的过大位移,轴线控制[3]难度较大。
管片向外侧扭曲挤压地层,使地层和管片结构均受到复杂的影响[4],极易造成盾构与管片之间的卡壳及管片碎裂现象发生[5]。
本文对武汉轨道交通二号线【中山公园站~循礼门站~江汉路站】工程实践中已经成功运用过的方法和措施,进行总结分析,对今后类似工程具有一定的借鉴作用。
1 工程概况武汉轨道交通二号线土建工程第12标段【中山公园站~循礼门站~江汉路站】区间两条隧道均采用气垫式-泥水平衡盾构。
盾构自中山公园站始发,到达循礼门站进行过站,最后在江汉路站吊出。
隧道结构覆土厚度10.5~22m,盾构穿越地层主要为全断面粉砂,粉细砂层[6],地下水静态水位位于10米左右。
隧道顶部主要为粉砂层,粉质粘土、粉土、粉砂互层中,下伏地层为粉细砂层。
【中山公园站~循礼门站】区间设计里程左DK9+765.4~左DK10+050.21(右DK9+775.048~右DK10+059.763)为小曲线半径,左线长为284.81米,右线长284.715米,设计曲线半径350米。
里程左DK10+063.483~DK10+658.291(右DK10+085.007~DK10+657.980)为小曲线半径,左线长613.909米(包含19.101米的长链),右线长572.973米,左线设计曲线半径为310米,右线设计曲线半径为300米。
地铁盾构小半径分体始发施工工法

地铁盾构小半径分体始发施工工法一、前言随着城市经济的快速发展和人口的不断增长,城市轨道交通已成为现代城市不可或缺的一部分。
盾构隧道作为城市地铁建设中最主要的方法之一,因其施工速度快、质量可控等优势而备受青睐。
地铁盾构小半径分体始发施工工法就是盾构隧道施工中的一种重要方法,本文将对其进行详细介绍。
二、工法特点地铁盾构小半径分体始发施工工法是在城市地下空间较为狭窄的情况下开展的盾构隧道施工工法。
该工法的主要特点是始发井与小半径曲线区域采用分体始发施工,以保证盾构隧道的斜度在可控范围内。
该工法在施工速度、质量可控、土方回收率高等方面具有优势。
三、适应范围地铁盾构小半径分体始发施工工法适用于市区地下空间较小的盾构隧道施工,尤其适用于弯曲半径较小的区域。
该工法能够在不影响上部建筑物和地下管道等地下设施的情况下,完成盾构隧道的施工。
此外,该工法还适用于较深埋深的盾构隧道。
四、工艺原理该工法采用分体始发施工方法,在始发井内开展环片安装工作,再运用设备将环片运到横曲长度方向的曲线处,然后在冠区顶板下安装。
采用此工艺时,需要在曲线进入前的某一段区域内进行现场调整,从而保持盾构隧道的斜度在可控范围内。
此外,针对小半径曲线区段采取一定的技术措施,如控制盾构机的转速和前推速度,控制切削泥水比等,以保证施工质量。
五、施工工艺1.始发井的施工:首先,在起始点设立盾构始发井,进行始发井深挖等工作,然后进行始发井内的预制合拼、顶进钢撑架架设、人员设施安装和电缆架设等。
2.盾构机的安装:将盾构机的拼装、调试和就位运输至始发井内。
3.预制段的安装:将已预制好的环片运输至始发井内,进行环片的安装和对接等工作。
4.小半径曲线区间的施工:根据待施工曲线半径的大小,选择相应的小半径曲线施工工艺,采用光纤陀螺仪、立体翻边机、膏体灌注等技术措施,保障施工质量。
5.盾构机出洞:完成盾构穿越隧道的工作后,进行盾构机出洞和拆机等后续工作。
六、劳动组织在施工过程中需要由建设单位、设计单位、监理单位等多个组织进行协作。
小曲线半径上盾构进洞技术

小曲线半径上盾构进洞技术摘要盾构进洞技术在地铁施工中是工程的一大难点,但在平曲线半径350米进洞更是难上加难,本文通过现场实践对这一施工难点提出一些小曲线盾构测量技术要点及掘进中突发事件的一些针对性措施。
关键词盾构进洞;小曲线;盾构测量1. 工程概况本工程“上海西站站~铜川路站”区间隧道工程是上海市地铁11号线工程的一个组成部分。
本工程位于上海市普陀区内,起始于铜川路站北端头井,全长约1225.681m。
线路平面最小曲线半径350m,最大竖曲线半径5000m。
线路纵断面程“v”字型,最小坡度3‰,最大坡度28‰;隧道覆土最小约8.5m,最大约为18.6m。
本区间上、下行线隧道盾构推进采用二台日本小松公司产的外径为6340mm,长度为7655mm的土压平衡式盾构掘进机,隧道上下行线均从铜川路站北端头井沿向上海西站站东端头井推进。
盾构主要在第④层流塑的淤泥质黏土层和第⑤1-1层粉质粘土层中推进。
本工程的重点是盾构进洞在350m平曲线半径上。
2.盾构进洞施工2. 1盾构进洞前的测量盾构机进洞前,由测量班组对洞内所有控制点进行一次整体系统的控制测量复测,对所有控制点的坐标进行精密准确的平差计算。
在隧道贯通前的最后一次系统换站时,以测设的地面导线点和水准点为基准,以测量二等控制点的办法精确测量测站、后视点的坐标和高程,要求每一测量点的测量不少于6个测回。
并时刻掌握盾构机在掘进中的姿态。
为了做到对盾构机姿态的实时控制,盾构机掘进中采用盾构姿态自动测量系统。
该系统是日本小松盾构机公司自行开发,具有国际先进水平,适用于隧道工程施工控制的自动测量系统。
采用该系统能够确保实时、准确地控制隧道掘进,保证贯通的精度。
本系统原理独特,采用全自动跟踪全站仪及相应的系统配件,结合自行开发的系统软件,在工业控制计算机(ipc,以下简ipc 机)的控制下,完成盾构实时姿态跟踪监测(单机模式)。
盾构隧道支导线的基准点与基准线由固定在两个吊篮上的一台自动天宝全站仪t和一个后视点ba组成。
浅谈小曲线半径盾构施工难点

【 关键 字l 盾构 ; 小曲线; 半径
1 . 引言 3 . 2 . 1 合 理使用铰接 装置 。 ①在小 曲率半 径盾构 施工 过程 中盾构 机 小 曲率 半 径 的盾 构 施 工技 术 涵盖 盾构 机 选型 、 管 片设 计、 测 量控 姿 态控 制的原则是 : 调 整铰接 为主 , 千斤顶 的选用 为辅 , 尽可能全 选 盾 制、 盾构 机的姿态 与线 型控制 、 管片配置与选用 , 管片姿态控制 、 管片保 构千斤顶来进行盾 构推进 ; ②在小 曲率半径 盾构 施工中, 千斤顶的选 用 护、 铰 接装 置与盾 构千斤顶的组合 选用 、 注浆 控制技 术、刀具 超挖 量 的 是铰接 控制 盾构 机姿态 的一种 辅助工具 。 当要 使 盾构机 水平 向左偏 , 控制技 术、 掘进参数的选 用与控 带 等一系列技术措 施的有效 组合。 则需提 高右 侧千斤 顶分压的推 力; 反之 , 则需提 高左侧千斤顶分压的 推 2 . 施 工难 点
在 小半 径 曲线 段上 掘进 时, 盾 构机 的姿 态变化 较大 , 这 就在 推进 油缸 3 . 3 . 3 盾构 姿态预 偏。 在小 曲率 半径 段掘进 时, 盾构 的姿态 是一 个 靴 板与管片之间产生一个微 小的侧 向滑移量 , 导致 管片局部受力过大而 动态的调整过 程, 为了使隧道轴线 最终偏差 控制在规范 要求 的范围内, 产生 裂纹或 崩裂 。 管片向外侧扭 曲挤压地层 , 使 地层和管片结 构均受到 般情况下, 盾构掘进 时应考虑让盾 构机在水平上向曲线 内侧 偏移一定 复 杂的影响 , 极易造成盾构 与管片之 间的卡壳及管片碎 裂现 象发生 。 量, 将盾 构沿 曲线 的割线方 向掘进 , 管片拼 装时轴 线位于弧 线的内侧 , 以使管片出盾尾后 受侧 向分力向弧 线外侧 偏移时 留有预 偏量 , 同时也可 3 . 施 工技术 措施 小 曲率 半径 盾构施 工中, 由于盾构机 本身为直线形 刚体, 在 小曲率 以便 干在 急曲线 内进 行纠偏 , 通常小 曲率半 径内的盾构姿 态是在水平 向 半 径段 掘进 形成的 线形 为一段 段连续 的 折线 , 曲线半 径越 小 、 盾构机 内弧线偏移 3 0 am左右。 r 。 身越长 , 则拟合难 度越 大 。 通 过对盾 构机 的姿态 与线 型控制 、 管片的选 3 . 3 . 4 掘进 速 度与推力的控 制 。 急曲线 隧道每 掘进 一环 , 管片湍面
小半径曲线盾构施工工法(2)

小半径曲线盾构施工工法小半径曲线盾构施工工法一、前言随着城市地下交通建设的日益发展,小半径曲线盾构施工工法逐渐被广泛应用。
该工法以其独特的优势在城市中的弯曲路段实现了高效施工,本文将对小半径曲线盾构施工工法进行详细介绍。
二、工法特点小半径曲线盾构施工工法具有以下几个显著特点:1. 实现高效施工:小半径曲线盾构设备具备自动导向和自动控制功能,能够在弯曲路段实现快速施工,提高施工效率。
2. 适应性强:能够适应小曲率半径和大角度的曲线施工,适用于城市地下交通建设中的曲线路段。
3. 降低施工风险:采用小半径曲线盾构施工工法可以减少挖掘土壤的变形和沉降,并有效降低结构设备受力的风险。
4. 环境友好:施工期间噪音、震动和颗粒物排放低,能够减轻对城市环境的影响。
三、适应范围小半径曲线盾构施工工法适用于城市地下交通建设中的弯曲路段,如城市地铁、地下通道等。
尤其适用于拐弯半径小于200米,曲线半径大于300米的施工项目。
四、工艺原理小半径曲线盾构施工工法的理论依据是通过改变推进盾构机前端导向系统和控制系统的工作方式,实现在小半径曲线路段的施工。
采取的技术措施包括盾构机导向轮的设计优化、施工速度的调整、盾构机的旋转控制等。
五、施工工艺小半径曲线盾构施工工法主要包括以下几个施工阶段的过程:1. 盾构机到达施工现场并准备启动。
2. 安装建筑物控制点。
3. 顶管测量。
4. 施工准备:包括地面预处理、洞口开挖等。
5. 盾构机掘进。
6. 弯道控制。
7. 环片安装。
8. 推进盾构机出洞。
六、劳动组织在小半径曲线盾构施工工法中,劳动组织需要根据具体施工场地和项目规模进行合理安排。
主要包括盾构机操作人员、环片安装人员、施工监理等。
七、机具设备小半径曲线盾构施工工法所需的机具设备包括盾构机、导向轮、环片安装机械等。
这些机具设备具有高精度、高效率的特点,能够满足弯曲路段的施工需求。
八、质量控制为确保施工过程中的质量达到设计要求,小半径曲线盾构施工工法需要进行质量控制。
大坡度、小半径盾构施工技术

CIVIL E N G I N E E R I N G| 土木建筑大坡度、小半径盾构施工技术李猛(中铁四局集团有限公司,安徽合肥230023)摘要:文章对大坡度、小半径盾构施工的难点进行了分析,并针对每一种施工睢点提出了具体的施工技术控制措施,供大坡 度、小半径盾构施工参考借鉴。
关键词:大坡度;小半径:盾构施工 文献标识码:A中图分类号:U415文章编号:20964137 (2021) 08-85-02 DOI:10.13535/ki.10-1507/n.2021.08.33Technical measures for shield construction with large slope and small radiusLI Meng(China Railway Fourth Bureau Group Co., Ltd., Hefei 230023, China)Abstract:This paper analyzes the difficulties in shield construction with large slope and small radius,and puts forward specific construction technical control measures for each construction difficulty,which can be used for reference in shield construction with large slope and small radius.Keywords:large slope;small radius;shield construction进入21世纪以来,城市轨道交通得以快速发展,盾构技术因其安全性和 经济性,广泛应用于公路隧道、轨道交 通、电力水利管廊等工程中,成为隧道 工程的首选施工方案。
小半径曲线盾构隧道设计及施工新技术

注 浆 包 括 同步 注 浆 及 壁 后 复 合 早 凝 浆 注入 。 同 步
』
文章标志码 A
…~ 一 ——一 . … …… 一 …. 一 一… 一;
图 1 区I 司平 面不 蒽
l 文章编号 17 — 03 2 1)5 0 7 — 5 i 62 67 (00 0 — 05 0
褐黄色一 灰黄 色 粉 质 黏 土 ② 层 、 色 砂 质 粉 土 ② 灰 层 、 灰色 淤泥质 黏 土层 、 ⑤ { 黏土层 、 ⑤】 粉 质 ④ 第 _ 1 第 _ 2 黏土层 、 】 色砂 质 粉 土夹 层 、 ⑤ 灰 ⑤ 灰 色砂 质 粉土 夹
处理设备 。
翟路 出入场线区间工程项 目, 盾构机 的选型 、 从 区间结
构设 计以及 现场施 工 控制 、 信息 化施 工等 方 面对小 半
径盾 构隧道设计 、 工进行系统 的总结分析 。 施
1 工程 概 况
上海市轨道交 通 1 3号线 一期 工程 由华 江 路站 至
南 京 西路 站 , 翟路 出入 场 线 位 于 1 线 一 期 西 端 金 北 3号
加强肋采用 双拼 将其 与管 片的预 留注浆 孔进行 连接 , 从而将 隧 道纵
向连 接 起 来 , 以加 强 隧 道 纵 向刚度 。
3 1 2 注 浆 . .
3 区问结构 设计
3 1 纵 向 刚度 的 提 高 .
小半径 曲线隧道每 掘进一环 , 则管 片端 面与该处
接 入 金 沙 江 西 路 站 及 丰 庄 站 。20m 为 A 型 车 出人 : 5 场
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地铁1号线第10标段小半径曲线盾构施工方案编写:审核:审批:中铁十九集团地铁1号线土建工程10标项目经理部2011年12月4日目录1、工程概况 (1)2、盾构小半径曲线施工工艺 (1)2.1工艺流程图 (1)2.2盾构机的适用性 (1)2.3隧道辅助措施 (2)2.4推进轴线预偏设置 (2)2.5盾构施工参数选择 (3)2.6土体损失及二次注浆 (4)2.7严格控制盾构纠偏量 (4)2.8盾尾与管片间的间隙控制 (4)2.9盾构纠偏及测量姿态调整 (5)2.10监控量测及信息反馈 (7)3、重难点分析 (9)3.1盾构机掘进时隧道轴线控制难度大,纠偏困难 (9)3.2管片容易在水平分离作用下发生较大的移位,造成管片侵陷现象 (9)3.3 对地层扰动大,容易产生较大的地面沉降 (9)3.4 管片之间易发生错台,管片易产生开裂和破损 (10)3.5 漏水现象严重 (10)4、重难点解决方案 (10)4.1 纠偏与隧道轴线控制 (11)4.2 控制管片水平移动和侵限 (11)4.3 减小对地层的扰动,避免大的沉降 (12)4.4 尽量避免大的错台和破损 (12)4.5 减少漏水 (13)5、劳动力组织 (13)6、机具设备配置 (13)7、质量控制要点 (14)8、安全注意事项 (14)1、工程概况地铁1号线土建工程10标一共包含一站三区间的施工任务。
其中永丰路站~太湖广场站区间包括1个R430m(400m)和一个R430m的平曲线,南禅寺站~永丰路站区间到达段有1个R350m(360m)的曲线,三阳广场站~南禅寺站区间在三阳广场段是1个R300m的曲线。
10标的曲线特点是转弯半径小、且大部分在(6)层土中掘进且穿越大量的建筑物。
盾构曲线掘进是施工控制的重点,为了保证有效的进行纠偏、保证隧道拼装质量(错台、碎裂、漏水)、减小地面沉降,特制定本方案。
2、盾构小半径曲线施工工艺2.1工艺流程图工艺流程如图2-1所示图2-1 小半径曲线施工工艺流程图2.2盾构机的适用性采用铰接式盾构进行施工。
由于盾构增加了铰接部分,使盾构切口至支撑环,支撑环至盾尾都形成活体,增加了盾构的灵敏度,对隧道的轴线控制更加方便以及管片外弧碎裂和管片渗水等情况得以大大改善。
2.2.1适当的超挖量盾构大刀盘上安装有仿形刀,具有一定的超挖围。
在曲线施工时可根据推进轴线情况进行部分超挖,超挖量越大,曲线施工越容易。
但另一方面,超挖会使同步注浆浆液因土体的松动绕入开挖面,加上曲线推进时反力下降的因素,会产生隧道变形增大的问题。
因此,超挖量最好控制在超挖围的最小限度。
2.2.2铰接角度满足要求盾构机增加铰接部分,使盾构切口至支撑环,支撑环至盾尾都形成活体,增加了盾构的灵敏度,可以在推进时减少超挖量的同时产生推进分力,确保曲线施工的推进轴线控制。
管片外弧碎裂和管片渗水等情况得以大大改善。
铰接角度α=(L1+ L2)×180/π×R 其中L1、L2分别为铰接盾构的前体和后体,R为曲线半径,α为盾构机在小半径曲线上的铰接角度,此角度应小于盾构机自身的最大铰接角度。
通过固定铰接千斤顶行程差来固定盾构机的铰接角度,从而使盾构机适应相应得曲线半径。
铰接千斤顶行程差mm=千斤顶最大行程差×(左右铰接角度deg)/最大左右铰接角度deg。
2.3隧道辅助措施2.3.1隧道管片壁后注浆加固隧道每掘进完成2环,对脱出盾尾10环的管片通过管片的拼装孔对土体进行二次压注加固,围为管片壁后2.4m。
2.3.2隧道设纵向加强肋针对小半径曲线上隧道纵向位移较大,在隧道靠近开挖面后50~60m围管片设置加强肋以增强隧道纵向刚度,控制其纵向位移。
加强肋采用双拼[22a槽钢用钢板焊接成型,用螺栓将其与管片的预留注浆孔进行连接,从而将隧道纵向连接起来,以加强隧道纵向刚度。
2.3.3加强螺栓复紧每环推进结束后,须拧紧当前环管片的连接螺栓,并在下环推进时进行复紧,克服作用于管片推力产生的垂直分力,减少成环隧道浮动。
每掘进完成3环,对10环以的管片连接螺栓复拧一次。
2.4推进轴线预偏设置在盾构掘进过程中,要加强对推进轴线的控制。
曲线推进时盾构实际上应处于曲线的切线上,因此推进的关键是确保对盾构机姿态的控制。
由于盾构掘进过程的同步注浆及跟踪补注的双液浆效果不能根本上保证管片后土体的承载强度,管片在承受侧向压力后,将向弧线外侧偏移。
为了确保隧道轴线最终偏差控制在规允许的围,盾构掘进时给隧道预留一定的偏移量。
根据理论计算和相关施工实践经验的综合分析,同时需考虑掘进区域所处的地层情况,在小半经曲线隧道掘进过程中,将设置预偏量20~40mm。
如图2-2所示,施工中通过对小半径段隧道偏移监测,图2-2 小半径曲线段盾构推进轴线预偏示意图2.5盾构施工参数选择2.5.1严格控制盾构的推进速度推进时速度应控制在1~2cm/min。
即避免因推力过大而引起的侧向压力的增大,又减小盾构推进过程中对周围土体的扰动。
2.5.2严格控制盾构正面平衡压力盾构在穿越过程中须严格控制切口平衡土压力,使得盾构切口处的地层有微小的隆起量(0.5~1mm)来平衡盾构背土时的地层沉降量。
同时也必须严格控制与切口平衡压力有关的施工参数,如出土量、推进速度、总推力、实际土压力围绕设定土压力波动的差值等。
防止过量超挖、欠挖,尽量减少平衡压力的波动。
其波动值控制在0.02MPa以。
2.5.3严格控制同步注浆量和浆液质量由于曲线段推进增加了曲线推进引起的地层损失量及纠偏次数的增加导致了对土体的扰动的增加,因此在曲线段推进时应严格控制同步注浆量和浆液质量,在施工过程中采用推进和注浆联动的方式,确保每环注浆总量到位,确保盾构推进每一箱土的过程中,浆液均匀合理地压注,确保浆液的配比符合质量标准。
通过同步注浆及时充填建筑空隙,减少施工过程中的土体变形。
注浆未达到要求时盾构暂停推进,以防止土体变形。
每环的压浆量一般为建筑空隙的120%~180%,为2.5~4m3/环,采用厚浆,浆液稠度12~14cm,泵送出口处的压力不大于0.5MPa左右。
具体压浆量和压浆点视压浆时的压力值和地层变形监测数据选定。
根据施工中的变形监测情况,随时调整注浆参数,从而有效地控制轴线。
2.6土体损失及二次注浆由于设计轴线为小半径的圆滑曲线,而盾构是一条直线,故在实际推进过程中,实际掘进轴线必然为一段段折线,且曲线外侧出土量又大。
这样必然造成曲线外侧土体的损失,并存在施工空隙。
因此在曲线段推进过程中在进行同步注浆的工程中须加强对曲线段外侧的压浆量,以填补施工空隙。
每拼装两环即对后面两环管片进行复合早凝浆液二次压注,以加固隧道外侧土体,保证盾构顺利沿设计轴线推进。
浆液配比采用:水泥:水玻璃=30 :1,水灰比为0.6。
二次注浆压力控制在0.3Mpa以下;注浆流量控制在10~15L/min,注浆量约0.5m3/环。
2.7严格控制盾构纠偏量盾构的曲线推进实际上是处于曲线的切线上,推进的关键是确保对盾构的头部的控制,由于曲线推进盾构环环都在纠偏,须做到勤测勤纠,而每次的纠偏量应尽量小,确保楔形块的环面始终处于曲率半径的径向竖直面。
除了采用楔型管片,为控制管片的位移量,管片纠偏在适当时候采用楔形低压棉胶板,从而达到有效地控制轴线和地层变形的目的。
盾构推进的纠偏量控制在2~3mm/m。
针对每环的纠偏量,通过计算得出盾构机左右千斤顶的行程差,通过利用盾构机千斤顶的行程差来控制其纠偏量。
同时,分析管片的选型,针对不同的管片需有不同的千斤顶行程差。
2.8盾尾与管片间的间隙控制小曲率半径段的管片拼装至关重要,而影响管片拼装质量的一个关键问题是管片与盾尾间的间隙。
合理的周边间隙可以便于管片拼装,也便于盾构进行纠偏。
1)施工中随时关注盾尾与管片间的间隙,一旦发现单边间隙偏小时,及时通过盾构推进方向进行调整,使得四周间隙基本相同。
2)在管片拼装时,应根据盾尾与管片间的间隙进行合理调整,使管片与盾尾间隙得以调整,便于下环管片的拼装,也便于在下环管片推进过程中盾构能够有足够的间隙进行纠偏。
3)根据盾尾与管片间的间隙,合理选择楔型管片。
小曲率半径段时,盾构机的盾尾与管片间间隙的变化主要体现在水平轴线两侧,管片转弯正常跟随盾构机,当盾构机转弯过快时,隧道外侧的盾尾间隙就相对较小;当管片因楔子量等原因超前于盾构机转弯时,隧道侧的盾尾间隙就相对较小。
因此,当无法通过盾构推进和管片拼装来调整盾尾间隙时,可考虑采用楔型管片和直线型管片互换的方式来调整盾尾间隙。
2.9盾构纠偏及测量姿态调整2.9.1盾构及管片纠偏盾构掘进中,由下述方法保证盾构推进轨迹和隧道设计中心线的偏差在设计允许围。
(1)采用调整盾构千斤顶的组合来实现纠偏盾构千斤顶按上、下、左、右四个扇形分布,推进千斤顶的油泵为变量泵,当盾构需要调整方向时,可通过比例阀调整四个区域的油压,来调节千斤顶的顶力。
如盾构偏离设计轴线,而需纠偏时,可在偏离方向相反处,调低该区域千斤顶工作压力,造成两千斤顶的行程差,也可采用停开部分千斤顶获得行程差。
但这样易造成衬砌部分区域受力不匀,使管片损坏。
盾构纠偏时要使千斤顶各区域压力分布呈线性状态,如盾构要向右纠,除左区要较右区有一个较大的压力差外,上、下区域的压力也要适当,一般可取左、右区域压力的平均值。
同理,如需上、下纠偏时,可造成上、下区域千斤顶的压力差。
(2)采用微量楔形料进行隧道管片纠偏在曲线段采用管片环面上粘贴楔形低压石棉胶板的方法,使直线段管片成为微量楔形轴线和设计轴线拟合。
石棉橡胶板的压缩率为12%,分段粘贴好的石棉橡胶板经推进过程中千斤顶压缩后,成一平整楔形环面。
管片在制造中,会存在微小的误差(特别是环宽的误差),管片在拼装过程中也会产生误差,这些误差的积累和发展会导致盾构虽未偏离设计轴线,但盾尾的管片变得越来越难拼装,测量管片的偏差,会发现管片中心线已呈偏离设计轴线的趋势,采取以下预防措施:a、在每一环管片拼装时,测量上一环管片与盾构壳上、下、左、右各点的间隙,若各点间隙均在1cm以上,可视作管片轴线与盾构轴线拟合。
若测得某点间隙小于1cm,则可视作管片已开始偏离盾构轴线,此时可用微量石棉橡胶楔形料进行纠偏,将最大楔形量贴于间隙小处的衬面上。
b、一次最大楔形量不得大于6mm,若超过6mm,管片橡胶止水条的压缩量变小,会失去止水效果。
所以在曲线段掘进时当安装楔形管片后仍需粘贴纠偏条时,应分数环粘贴,不应一环粘贴过厚。
c、若最大楔形量为6mm(经压缩后为5.28mm)。
测得管片与盾构的偏差斜率后,即可算得纠偏的环数。
2.9.2盾构测量与姿态控制盾构机的测量是确保隧道轴线的根本,在小曲率半径段是盾构机的测量极为重要。
在小曲率段推进时,应适当增加隧道测量的频率,通过多次测量来确保盾构测量数据的准确性。