盾构机在淤泥质地层中推进如何控制盾构机姿态的研究讲义
淤泥质软土地层中盾构法施工常见问题及应对措施探讨

淤泥质软土地层中盾构法施工常见问题及应对措施探讨摘要在沿海城市中地铁隧道常见于淤泥质软土地层中,本文以杭州至绍兴城际铁路工程衙前站~杨汛桥站盾构区间施工为工程背景,总结归纳了盾构法施工在淤泥质软土地层常见问题及采取的应对措施效果分析,对在该类似地层下盾构法施工提供一定借鉴和参考。
关键词淤泥质软土盾构法管片上浮0引言本文工程背景所处的浙江杭州、绍兴等地属于典型的软土地区,广泛分布厚层软土,主要由淤泥质土组成,而淤泥质软土地层因其独特的“天然含水量高,压缩性高,灵敏度高、触变性强、流变性大、强度低,透水性低”等特点容易造成盾构施工作业中出现地表沉降过大或塌陷、管片上浮破损渗漏水等问题,严重影响隧道施工安全质量。
1工程背景杭州至绍兴城际铁路工程衙前站~杨汛桥站区间隧道盾构段起点里程为DK3+626.666,终点里程为DK5+671.336。
右线全长2037.854米,左线全长2035.124m,区间隧道最小埋深9.551m,最大埋深26.649m,最大坡度为24.4156‰下坡。
衬砌管片外径φ6600mm,厚度350mm,环宽1200mm,采用通用楔型环错缝拼装。
隧道掘进采用2台盾构机,一台由中铁装备制造的φ6760mm土压平衡盾构机;另一台盾构机由辽宁三三工业有限公司制造的φ6790mm土压平衡盾构机。
2淤泥质软土中盾构法施工出现问题及解决措施2.1 盾构机掘进中管片上浮严重衙前站~杨汛桥站盾构区间右线试掘进段施工期间,通过对成型管片姿态实时监测发现1~50环推进完成后管片上浮严重,其中第47环管片最大上浮量已达到125mm,管片垂直偏差88mm已经接近管片控制值(100mm),并伴有管片错台、破损、渗漏等问题出现,对工程施工安全质量造成严重的影响。
1)主要原因分析(1)区间主要地层由③1淤泥质黏土、③2淤泥质粉质黏土组成。
该地层软土具有“天然含水量高,压缩性高,灵敏度高、触变性强、流变性大、强度低,透水性低”等特性。
盾构机的姿态控制及纠偏讲解

这将受到设备状况,地质条件和施工操作等 方面原因的影响。当开挖面图提交均匀或软 硬上下相差不大时,保持盾构机轴线与隧道 设计轴线平行较容易。方向偏角应控制在 5mm/m以内,特殊情况下不宜超过10mm/m; 否则,会因盾构急转弯过急造成盾尾间隙过 小破坏盾尾刷和管片错台破裂漏水。
2、当盾构机遇到上硬下软土层时,为防止盾 构机机头下垂,要保持上仰姿态;反之保持 下俯状态。掘进时要注意上下两段及左右两 侧的千斤顶形程差不能相差太大,一般控制 在20mm以内, 特殊情况下不能超过60.mm。
机不能保持正确的姿态,影响管片的拼装质 量。可通过反转刀盘来减小刀盘的滚动角 2)通过应用盾构千斤顶逐步纠正 如果盾构机向右偏,可提高右侧千斤顶的推 力;反之亦然,如果盾构机向下偏,则提高 下部千斤顶的推力;反之亦然。
三、盾构机姿态控制一般细则
1、在一般情况下,盾构机的方向偏差应控制 在20mm/m之内,在缓和曲线段及园曲线段, 盾构机的方向偏差量应控制在30mm/m以内, 曲线半径越小,控制难度越大。
一定量。根据曲线半径不同,偏移量通常取 10-30mm。即盾构机进入缓和曲线和曲线前, 应将盾构机水平位置调整至0mm,右转弯掘 进逐步增加至+20mm,左转弯则调整至20mm。以保证隧道成型后与设计曲线基本 一致。
5、在盾构机姿态控制中,推进油缸的形程控 制是重点。对于1.5米宽的管片,原则上推进 油缸的形程在1700-1800mm之间,形程差控 制在0~50mm之间。形程过大,则盾尾刷容
8、纠偏时要注意盾构机姿态,控制住设计轴 线中心±20mm以内,间隙要均匀平衡。
盾构姿态蛇行变化,主要是通过调整盾构分 区推力来实现的。盾构姿态调整,要在各种 地质情况下推力参数基础上,加大局部推力 或把另外两个或者三个方向的推力降低,来 调整姿态。。
盾构推进质量控制主要点课件

盾构推进的应用场景
盾构推进广泛应用于地铁、铁路、公 路、市政等隧道工程领域。
在城市地区,由于地面交通繁忙、建 筑物密集,采用盾构推进可以减少对 地面交通和周边环境的影响,提高施 工效率和质量。
02
盾构推进质量控制的重要性
质量控制的定义
质量控制是指通过一系列管理手段和检测方法,对产品或服务的质量进行监控、 评估和改进的过程。
同步注浆问题
同步注浆是盾构施工中的重要环节,如出现注浆压力不稳、注浆量不足等问题,可能导致隧道背后空 洞、地表沉陷等问题。
预防与处理
加强注浆材料质量控制,确保符合设计要求;定期检查注浆设备和管道,确保正常运行;根据实际情 况调整注浆参数,确保注浆效果;对已施工地段进行检测,发现空洞及时进行补充注浆。
盾构推进质量控制主要点课 件
contents
目录
• 盾构推进概述 • 盾构推进质量控制的重要性 • 盾构推进质量控制的主要点 • 盾构推进质量问题的预防与处理 • 盾构推进质量控制的未来发展
01
盾构推进概述
盾构推进的基本概念
01
盾构推进是一种隧道施工方法, 利用盾构机在地下挖掘隧道,并 通过盾构机外壳和管片支撑隧道 。
05
盾构推进质量控制的未来发展
新材料与新技术的应用
耐高温材料
随着盾构机在高温地层的广泛应用, 耐高温材料的研究和应用成为关键。 新型耐高温材料能够提高盾构机的稳 定性和使用寿命,确保隧道施工的安 全和质量。
高强度材料
高强度材料的应用有助于提高盾构机 的承载能力和抗冲击性能,增强隧道 结构的稳定性。例如,高强度钢材和 复合装甲的应用能够显著提升盾构机 的耐磨、防爆性能。
02
盾构机是一种集挖掘、排土、衬 砌等功能于一体的综合性机械, 主要由刀盘、盾构壳体、推进系 统等组成。
盾构在上软下硬地层中掘进控制措施

盾构在上软下硬地层中掘进控制措施摘要:盾构在上软下硬的地层掘进时,地质上下岩层强度相差较大,如平衡压力控制不好,盾构掘进过程中会引起刀盘切削的上部土体则容易进入土舱内;下部硬岩则掘进困难,容易导致盾构机容易上翘、刀盘刀具破损过大等问题。
施工过程中,主要控制盾构姿态、速掘进度及盾构机平衡压力,采用一定的预处理措施,使盾构机在防止刀盘刀具破坏的同时,避免盾构机姿态不平衡失控而超限。
关键词:上软下硬;盾构掘进;掘进风险;对策及控制措施地铁9号线4标花马区间掘进过程中通过提前详细了解地质勘查资料、日常加强盾构机的维保工作、采用土压平衡模式掘进、合理利用盾构铰接千斤顶、加强盾构掘进过程中土仓压力和出土量的控制、盾构掘进速度的控制、加强盾构掘进过程中地表沉降变化的巡查和监测、优化壁后注浆配合比参数、控制好掘进姿态、盾构掘进参数控制的情况等,使盾构机在防止刀盘刀具破坏的同时,防止盾构机姿态失控而超界限。
通过这些有效的措施,实际施工过程中花马区间左、右线盾构均顺利、成功的通过上软下硬地层。
一、工程概况及地质情况广州市轨道交通九号线施工4标花都广场站~马鞍山公园站区间约长1360m,为1盾构段;区间最小曲线半径400m,最大路线纵剖26.89‰。
该区间自花都广场站东端引出,一直沿着迎宾大道东行到达马鞍山公园站,位于已建迎宾大道下,起止里程:YDK9+864.500~YDK11+165.530。
本区间自地表以下依次是填土层、粉细、中粗、砾砂层、微风化灰岩(局部为中风化炭质灰岩),砂层厚度大、透水性强,直接与微风化灰岩接触,灰岩强度较高,中间无不透水层。
区间盾构隧道线路沿线基岩以灰岩为主,灰岩中揭露的岩溶有容蚀裂隙、溶洞、土洞、断层等,以溶洞为主,局部有土洞。
隧道主要穿越<3-2>冲积-洪积中砂层、<3-3>冲积-洪积砾砂层、<4-2>淤泥质土层、<5C-1A>灰岩可塑~软塑残积土层,局部穿越<9C-2>炭质灰岩微风化带,盾构区间地质为上软下硬。
盾构机姿态控制总结

盾构机姿态控制总结始发前的盾构姿态主要是靠盾体始发托架和反力架的的安装精度来控制的,同时反力架的安装精度还直接影响到环片的拼装姿态,因此对于盾体始发托架及反力架的控制尤为重要。
在进行完始发定向联系测量后,根据底板平面及高程控制点对始发托架进行定位。
在盾体组装完成前,开始进行反力架的定位。
始发托架及反力架的安装过程全过程进行监控,保证始发托架和反力架的左右偏差控制在±10mm之内,高程偏差控制在±5mm之内,反力架的与隧道设计轴线法平面偏差<2‰。
盾构机已经从始发井到天府广场,前一段盾构机的姿态控制的很好。
但是在68环后盾构机的姿态就不是很理想了。
在成都这种砂卵石地层,不同于粘土和岩石地层,在砂卵石地层,掘进过程中盾构机的盾体与砂卵石是紧密接触的,这使盾构机在偏移隧道中心线的时候很难快速的纠正过来,这就要求盾构机司机在掘进过成中,一定要掌握好掘进的路线,出现小的偏移要及时进行纠偏。
盾构导向系统是隧道质量保证的重要因素之一,在掘进过程中对导向系统的监控及维护尤为重要。
对VMT导向系统运行的可靠性进行定期检查,即盾构姿态的人工检测。
盾构姿态人工检测工作一周进行一次,同时利用环片检测的方法每天对导向系统运行的可靠性进行检测。
在前200m掘进过程中,VMT导向系统运行正常。
VMT工程师每次的移站都要快速准确完成,隧道中心线要经过多次测量并达到准确。
在68环的时候由于VMT出现事故盾构机出现忙掘的情况,使盾构机的方向与隧道中心先有了较大的偏差,在这种情况下,应当选择好纠偏曲线慢慢的使盾构机的姿态慢慢的纠正过来,我们却选择了强行快速纠偏,使得管片出现了大错台的情况,在一个就是由于管片的选型不是很完美,使得盾构机的姿态越来越差。
除了定期对盾构姿态进行人工检测,同时还对TCA激光站及定向棱镜的稳定性进行检查。
在始发前,导向系统的激光站及定向棱镜安装在始发井内,不会轻易发生碰动。
在盾构掘进了30环后,进行了第一次激光站的移站,激光站固定在环片顶部,定向棱镜仍旧安装在始发井内,由于环片不稳定使得TCA激光站不稳定。
盾构讲座二(泥水式盾构机)

泥水式盾构机1 发展概况泥水式盾构机是通过有一定压力的泥浆来支撑稳固开挖面;由旋转刀盘、悬臂刀头或水力射流等进行土体开挖;开挖下来的土料与泥水混合以泥水状态由泥浆泵进行输运。
泥水式盾构机适用于各种松散地层,有无地下水均可。
采用泥水式盾构机进行施工的隧洞工程都说明它是一种低沉降及安全的施工方法,在稳定的地层中其优点更加明显。
最初的泥水盾构要追溯到一百多年前的Greathead及Haag的专利。
由于高透水性地层用压缩空气支撑隧洞开挖面非常困难,1874年,Greathead开发了用流体支撑开挖面的盾构,开挖出的土料以泥水流的方式排出。
1896年Haag在柏林为第一台德国泥水式盾构申请了专利,该盾构以液体支撑开挖面,其开挖室是有压和密封的。
1959年E.C.Gardner成功地将以液体支撑开挖面应用于一台用于建造排污隧洞的直径为 3.35 m的盾构。
1960年 Schneidereit 引进了用膨润土悬浮液来支撑开挖面,而H.Lorenz 的专利提出用加压的膨润土液来稳固开挖面。
1967年第一台有切削刀盘并以水力出土、直径为3.1m的泥水盾构在日本开始使用。
在德国,第一台以膨润土悬浮液支撑开挖面的盾构由Wayss & Freytag开发并投入使用。
泥水式盾构机的发展有三种历程,即日本历程、英国历程和德国历程。
到目前则只有日本和德国两个主要的发展体系。
日本的发展历程导致当今的泥水盾构,德国的发展历程导致水力盾构。
以日本的泥水盾构为基础发展了土压平衡盾构,而德国的水力盾构导致很多不同的机型,如混合型盾构,悬臂刀头泥水盾构及水力喷射盾构等。
德国和日本体系的主要区别是,德国式的在泥水舱中设置了气压舱,便于人工正面控制泥水压力,构造简单;日本式的泥水密封舱中全是泥水,要有一套自动控制泥水平衡的装置。
1967年三菱公司制造了第一台为泥浆开挖面支护的试验盾构,直径为3.10m的样机取得经验后, 1970年建造了第一台大型泥水盾构,直径为7.20m,用于建设海峡下的Keiyo铁路线。
盾构机姿态控制与纠偏

土压平衡盾构机姿态控制与纠偏目录一、姿态控制 (3)1 、姿态控制基本原则 (3)2、盾构方向控制 (3)3、影响盾构机姿态及隧道轴线的主要因素 (6)二、姿态控制技术 (10)1 、滚动控制 (10)2 、盾构上下倾斜与水平倾斜 (11)三、具体情况下的姿态控制 (12)1 、直线段的姿态控制 (12)2 、圆曲线段的姿态控制 (13)3 、竖曲线上的姿态控制 (14)4 、均一地质情况下的姿态控制 (15)5 、上下软硬不均的地质且存在园曲线段的线路 (15)6 、左右软硬不均且存在园曲线段的线路 (15)7 、始发段掘进调向 (16)8 、掘进100m 至贯通前50m 的调向 (17)9 、贯通前50米的调向 (17)10 、盾构机的纠偏 (17)11 、纠偏的方法 (18)四、异常情况下的纠偏 (20)1 、绞接力增大,行程增大 (20)2、油缸行程差过大 (20)3、特殊质中推力增加仍无法调向 (21)4 、蛇形纠偏 (22)5 、管片上浮与旋转对方向的影响 (22)五、大方位偏移情况下的纠偏 (23)一、姿态控制1 、姿态控制基本原则盾构机的姿态控制简言之就是,通过调整推进油缸的几个分组区的推进油压的差值,并结合绞接油缸的调整,使盾构机形成向着轴线方向的趋势,使盾构机三个关键节,是(切口、绞接、盾尾)尽量保持在轴线附近。
以隧道轴线为目标,根据自动测量系统显示的轴线偏差和偏差趋势把偏差控制在设计范围内,同时在掘进过程中进行盾构姿态调整,确保管片不破损及错台量较小。
通常的说就是保头护尾。
测量系统主要的几个参数:盾首(刀盘切口)偏差:刀盘中心与设计轴线间的垂足距离。
盾尾偏差:盾尾中心与设计轴线间的垂足距离。
趋势:指按照当前盾构偏差掘进,每掘进1m产生的偏差,单位mm/m 。
滚动角:指盾构绕其轴线发生的转动角度。
仰俯角:盾构轴线与水平面间的夫角。
2、盾构方向控制通过调节分组油缸的推进力与油缸行程从而实现盾构的水平调向和垂直调向。
浅谈盾构姿态偏差与控制

文章编号:1004—5716(2006)01—0162—03中图分类号:U455143 文献标识码:B浅谈盾构姿态偏差与控制郑向红(北京交通大学,北京100007)摘要:介绍北京地铁盾构施工中盾构姿态控制的基本方法。
关键词:土压平衡盾构;盾构姿态控制 盾构法施工技术已经应用于北京市地铁五号线工程中,盾构法施工在北京的地质条件下已经积累了丰富的经验,尤其在和平里北街站—雍和宫、雍和宫—北新桥站区间工程中,成功穿越地坛公园、雍和宫、东四北大街等重点文物保护单位和重要交通干线,目前已完成3000多米盾构掘进。
结合本工程施工的经验,着重介绍盾构法施工时盾构姿态偏差问题及处理办法。
1 工程概况地铁五号线贯穿北京市南北方向,南起丰台区的宋家庄站,北至昌平区的太平庄北站,全长22.6k m。
其中采用盾构法施工的区间隧道约5.8k m。
工程于2002年底开工建设,计划于2007年3月通车试运营。
盾构法是地铁隧道施工中一种先进的工法。
与传统工法相比,它能够避免对城市地面、路面的占用,避免沿线的降水施工,确保城市的生态环境。
施工机械化、自动化、信息化程度高,作业区域内的环境干净、卫生、安全,施工速度快,施工中对附近居民及企事业单位的正常工作及生活的影响也较小。
为适应北京地区的地质条件、环境要求和技术要求,地铁五号线工程全部采用目前世界上技术先进的加泥式土压平衡盾构机。
其工作原理是向密封仓内加入塑流化改性材料,与开挖面切削下来的土体经过充分搅拌,形成具有一定塑流性和透水性的塑流体。
同时通过伺服控制盾构机推进千斤顶速度与螺旋输送机向外排土速度相匹配,经仓内塑流体向开挖面传递设定的平衡压力,实现盾构机始终在保持动态平衡的条件下连续向前推进。
2 主要质量问题分析与处理盾构法施工除管片等半成品可能存在质量问题外,在施工过程中,盾构机的操作不当是引起盾构工程质量问题的重要原因,主要集中反映在盾构姿态偏差和管片拼装质量问题。
本文拟就盾构姿态控制问题谈几点体会。
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盾构机在淤泥质地层中推进应如何控制好盾构机姿态的方法和研究作者:李懂懂引言随着城市的快速发展,我国各大城市都在进行建设地铁。
盾构法施工技术得到了广泛的应用。
当盾构机在不同地质条件推进时盾构姿态的控制是有所差别的。
东方大道站~独墅湖南站盾构区间左线1772.729m、右线1794.2m。
总长度为3566.929m。
本区间线路始于东方大道站东端,下穿花泾港河道后线路稍向北偏,下穿独墅湖公园、赏湖路、规划地块(一类居住用地)及苏州运河后,线路转向北下穿过规划地块(二类居住用地)后折向启月街到达独墅湖南站。
区间线路共有两段曲线,半径分别为2000m、450m,左右线路中心线间距13.0~16.5m。
区间隧道纵坡呈“V”字型,最大坡度25‰,最小坡度3.5‰。
与车站相连端的竖曲线半径为3000m,其余半径为5000m。
隧道埋深10.8~19.1m,下穿苏州运河段隧道最小埋深约11.6m。
图2.1 东方大道站~独墅湖南站区间平面示意图序号区间名称隧道通过的主要地层为地下水情况隧道埋深1 东方大道站~独墅湖南站区间隧道通过的主要底层为:④2层粉土夹粉质粘土,局部为②Y层淤泥质粘土、③3层粉土、④1层粉质粘土、⑤1层粉质粘土场区地下水主要为松散浅层孔隙潜水和松散岩类孔隙(微)承压水。
潜水位埋深:0.3~2.5m;微承压水主要赋存于③2层粉质粘土和⑤2层粉土夹粉砂层。
其层顶埋深分别为11.6~22m、27.8~33.1m;承压水主要赋存于⑦2粉土层及⑦4粉土夹粉砂层,⑦2层与上部⑤2层相互贯通。
⑦4层层顶埋深为50~52m。
工程场区分布的④1和⑤1层粘性土,呈软~流塑状,是场区相对软弱的土层;沿线场区分布的②Y层淤泥质粘土,流塑状,是场区内主要软弱地层。
工程所在场区在基坑开挖范围内分布的③3层粉土和④2粉土夹粉质粘土层,为弱透水层、渗透性尚好,在一定水头压力差作用下易发生渗透变形,其表现形式主要为流土或管涌等。
13~16.5m图2.2 东方大道站~独墅湖南站区间地质断面示意图1.淤泥质土层中盾构机掘进姿态的控制盾构机在软弱土层中掘进时, 由于地层自稳性能极差, 为控制盾构机水平和垂直偏差在允许范围内, 避免盾构机蛇形量过大造成对地层的过量扰动, 宜将盾构机掘进速度控制在30~40mmöm in 之间, 刀盘转速控制在1. 5röm in 左右。
在该段地层中掘进时, 四组千斤顶推力应较为均衡, 避免掘进过程中千斤顶行程差过大, 否则, 可能会造成推力轴线与管片中心轴线不在同一直线上。
在掘进过程中应根据实际情况加注一定量的添加剂,以保持出土顺畅, 尽量保持盾构机的连续掘进, 同时, 要严格控制同步注浆量, 以保证管片背后间隙被有效填充。
盾构机在这种地层中掘进, 其盾构机的姿态控制难度大, 易产生盾构机垂直方向上的过量蛇行, 造成管片错台及开裂。
在这类地质条件下掘进, 盾构机刀盘受力不均, 掘进速度不均衡, 这就要求在掘进过程中, 必须时刻观察测量系统提供的盾构机姿态数据, 结合推进千斤顶和铰接千斤顶的行程差值, 不断地调整各分区千斤顶的推力及总推力, 以保持盾构机姿态的平稳。
如果不注意调整推进千斤顶的行程差, 就会造成管片选型变化大, 甚至造成过小的盾尾间隙使管片不能顺利脱出盾尾。
因此, 在推进过程中不能单一的只注意测量系统所提供的盾构机姿态来指导掘进, 还应兼顾各分区千斤顶的行程差。
在盾构机姿态控制中, 推进油缸的行程控制是重点。
对于1.5m 宽的管片, 原则上行程控制在1700~1800mm 之间, 行程差控制在0~40mm 内, 行程过大, 则盾尾刷容易露出, 管片脱离盾尾较多, 变形较大; 行程差过大, 易使盾体与管片之间的夹角增大, 易造成管片的破损、错台。
2.对于如何控制盾构姿态,首先盾构机姿态控制的一般细则一般情况下, 盾构机的方向纠偏应控制在±20mm 以内, 在缓和曲线及圆曲线段, 盾构机的方向纠偏应控制在±30mm 以内,盾构机姿态控制操作原则有两条:(1) 盾构机回转角值应适宜, 盾构机回转角值太大, 盾构机不能保持正确的姿态, 影响管片的拼装质量, 此时, 可以通过反转刀盘来减少滚动角值。
(2) 盾构机的前进方向水平向右偏, 则需要提高右侧千斤顶分区的推力; 反之, 则需要提高左侧千斤顶分区的推力。
如果盾构机机头向下偏, 则需要提高下部千斤顶分区的推力; 反之亦然。
在淤泥质当中刀头水平姿态应控制在±20mm,垂直姿态应控制在+30mm。
对于苏州地铁2号线延伸线东~独区间采用了此种方法对于成型的管片得到了有效的控制如下图2.3所示:图2.3 东方大道站~独墅湖南站区间管片成型姿态示意图图2.4 东方大道站~独墅湖南站区间盾构机姿态示意图因为在这种土层当中刀头不允许载头,一旦载头就很难再抬起来以致造成盾构机刀头越推进越往下载,最后远远偏离盾构机设计轴线。
在淤泥质地层当中盾构机刀头自身很重,随着自身的重量刀头会慢慢下沉,盾构机出土完毕后会有一定的时间来拼装管片正是在这段时间里刀头才会慢慢下沉,如果盾构机在此当中停留时间越长盾构机刀头就会越往下沉,所以我们就要始终控制刀头在盾构机设计轴线的正上方这样盾构机刀头下沉后正好接近设计轴线,如果盾构机在停留过程中按设计轴线停留的话那么盾构机就会往下沉偏离了设计轴线,所以盾构机推进过程中不允许在此淤泥层地质当中停留,在淤泥质地层当中停留时间越长盾构机刀头包括整个盾构机都会下沉所以我们要保证盾构机匀速的往前推进。
对于盾尾我们应保证水平姿态应控制在±20mm,垂直姿态应控制在-30mm如上图2.4所示,我们为什么要在盾尾控制-30mm 的姿态,主要是因为在这种地层当中随着盾构机的往前推进千斤顶对管片的一个反向作用力在加上地下含水量的增多及易使管片上浮,所以我们要把盾尾姿态控制在-30mm。
当盾构机走后管片会有一定程度的上浮量这正好和姿态的-30mm向抵消最终能使成型的管片正好在我们的设计轴线范围内。
在这种地层中我们还应当保证地面的沉降量,如果沉降得不到有效控制的话对地面的影响是很大的。
沉降要想得到有效控制我们必须从盾构推进过程中手解决,当管片脱出盾尾就必须进行同步注浆,在注浆同时也会对管片引起巨大的上浮量,再加上这种地层当中丰富的地下水也会带来管片的上浮,对于这种叠加产生大的管片上浮量我们只有通过控制盾构机的盾尾姿态及同步注浆的部位来实现,同步注浆我们应该先管片上部、再左右侧注浆。
管片下部我们不应该去注浆,如果下部在继续注浆的话,随之带来的管片上浮。
最后造成管片脱出盾尾,甚至拉裂管片。
3、姿态的控制还应从控制测量做起(1)洞内平面控制测量洞内施工控制导线一般采用支导线的形式向里传递。
但是支导线没有检核条件,很容易出错,所以最好采用双支导线的形式向前传递。
然后在双支导线的前面连接起来,构成附合导线的形式,以便平定测量精度。
洞内施工控制导线一般采用在管片最大跨度附近安装牵制对中托架,测量起来非常方便,且可以提高对中精度,还不影响洞内运输。
强制对中托架尺寸形状要控制好,以便可以直接安装在管片的螺栓上面,不需要电钻打眼安装。
如下图2.5所示:图2.5 东方大道站~独墅湖南站区间托架示意图由于盾构施工一般都是双线隧道错开50环左右掘进,如果错开环数很大,后面掘进的盾构机由于推力很大,会对前面另一个洞的导线点产生影响。
特别是在左右线间距较小岩层很软时,影响很大,很容易导致测量出大错。
还有就是如果在曲线隧道里,管片上的导线点间的边角关系经常受盾构机的推力和地质条件的影响,所以要经常复测。
4、地下控制网布设(1)地下控制导线随盾构推进而延伸,所以在隧道贯通以前,井下导线只能以支导线的形式向前延伸。
布设井下导线点时,应尽量延长导线边的长度,同时尽量采用等边直伸,减少长短边相接,可以有效提高观测精度。
(2)控制点应避开强光源、热源、淋水等地方,控制点间视线距隧道壁应大于0.5米,地下导线边长宜控制在200米以内,平均150m,直线最短100m,曲线最短60m。
(3)端头井附近的导线点采用水泥墩做的强制归心标,隧道内的控制点布设在隧道侧墙,采用强制对中支架。
(4)为避免受旁折光的影响,隧道内的相邻控制点应采用沿隧道两侧壁对向布设。
(5)隧道内水准点可选在管片两侧底部,管片上钻设膨胀螺栓,一般设置在隧道底部,每200米左右布设一个水准点。
5、地下控制测量技术要求(1)地下平面控制测量采用精密导线的技术要求进行测量,水准测量采用二等水准的技术要求进行。
(2)直线隧道每掘进200m或曲线隧道每掘进100米时,应布设地下平面控制点,每次延伸控制导线点前,先对前三点进行检测,确保准确延伸控制导线点。
(3)地下控制点定向成果较差应小于30*d/D(mm),其中d 为控制导线长度,D为贯通距离。
满足要求时,应取逐次平均值作为控制点的最终成果指导隧道掘进,超限时,应重新进行定向测量。
(4)隧道长度超过1500米时,应在适当位置加测陀螺方位角或通过钻孔投测坐标点等方法提高控制导线精度,同时应考虑将导线布设成双支导线,组成地下闭合导线。
(5)水准测量应在隧道贯通前进行不少于三次,并应与高程传递测量同步进行,重复测量的高程点间的高程较差应小于5mm,满足要求时,应取逐次平均值作为控制点的最终成果指导隧道掘进。
6、洞内高程控制测量洞内由于轨道上钢枕太多,轨道下的泥水经常盖到钢枕上来了,所以我们应在钢轨上部打一膨胀螺丝作为高程控制点一般一百米做一个控制点且在管片左右侧各做一个,用红油漆做明显标记,用水准仪配因钢尺测量往返测量达到二等水准的精度。
向洞内传递高程一般采用悬挂钢尺的方法,一定要注意加温度和尺长改正,才能保证导入井下的水准点的精度。
7、高程联系测量的技术要求(1)测量过程严格按照城市二等水准测量要求施测。
(2)钢尺要使用经严格检定过的长钢尺,钢尺下端悬挂重物应与钢尺检定时的重物等重;对钢尺进行温度、尺长等各项参数改正。
(3)作业前,对水准仪整平气泡及i角进行校检,二等水准测量,i角应小于或等于20″。
(4)地面近井水准点应从附近二等水准点引测到车站或井口附近稳固的地方,每次联系测量时,必须先与附近二等水准点联测。
(5)井下水准基点的布设,应选在受施工影响小且便于引测的地方;地下水准点不得少于两个,且两点间的水平距离不宜小于20米。
(6)地下水准测量时,必须以两个水准点组成一个附合线路,进行高程相互检核。
传递高程如下图2.6所示。
图2.6 东方大道站~独墅湖南站区间高程传递示意图8、平面联系测量地铁施工规定,在任何贯通面上,地下测量控制网的贯通中误差,横向不超过±50mm,竖向不超过±25mm。