浅谈盾构掘进姿态控制技术

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1、浅谈盾构掘进姿态控制技术【摘要】盾构隧道掘进工程屮法相的控制至关重要，是保证工程质量的一大关卡，在各种地质条件下进行的方向控制技术千差万别但乂大同小异，技术原理基本相同。处理不当对方向的控制，将会造成工程质量的直线下降。本文通过对该技术的研究，提出了详细的观点，并且做出了详尽的解说。【关键词】盾构隧道，掘进方向，方向控制技术中图分类号：U45文献标识码：A文章编号：一、IJO§当今社会，我国人口众多，城市人口又在不断增加，导致了城市的许多问题的出现，交通、教育、坏境等等各个方面都受到了不同影响，于是城市开始拓展

2、地下空间，修建地下通道，在工程进行中就涉及到了掘进方向的问题，下面我们来共同探讨。掘进方向控制1•概况盾构掘进方向控制的目标是根据区间隧道的设计线形（平面线形要素、纵坡坡率等线路的走向和倾向统称为线形参数DAT）,通过对盾构推进时推进油缸区域油压的控制、刀盘回转角及俯仰角的有效控制，使盾构机的空间位置和姿态趋近DAT数值，从而使其偏差达到最小。影响隧道掘进姿态的因素主要有以下几点因素:（-）地质因素盾构在推进的过程当中，经常会处于不均匀土层中，即处于两种不同土层相交地带时，两种土的压缩性，抗压强度，抗剪强度等指

3、标不同。盾构姿态必定受到各土层物理性质的制约和影响。在盾构施工过程中，（1）如果在切口环四周的土质软硬不同，盾构机就会呈现出向松软土质陷入的趋势。最直观的现象可以反映在盾构的区域油压上，盾构推进的线形虽为直线，但左右区域不会相等，有时会相差很大。通过这个压力差來控制这个趋势。（2）盾构在非常软弱的土层中，如停止的间歇太长，当正面平衡压力损失时会导致盾构下沉。盾构机械本身性能盾构机械本身性能与姿态往往没有直接的关系，只是它的机械性能所具备的操控性与调整盾构姿态有直接的关系。在盾构施工过程屮，盾构姿态变化不宜过大或

4、过频，盾构姿态控制的好坏直接影响竣工隧道的质量和盾构施工对土层的扰动程度。在小曲率半径急转弯段，山于盾构本身为直线形刚体，不能与曲线完全拟合，曲线半径越小，盾构机身越长，则拟合难度越大。盾尾间隙合理的管片选型冇助于盾构姿态控制，主要体现在盾尾间隙上面。盾尾间隙好，纠偏幅度人；盾尾间隙差，纠偏幅度小。所以说全理的管片选型主要是将管片在盾尾调整出合理的盾尾间隙，防止盾构在纠偏的过程当中盾尾将管片拉裂。（四）盾构施工的测量误差导向系统是一个集光、电、精密机械为一体的复杂系统。导向系统的误差主要来自控制点的误差、设备系

5、统误差和测量环境引起的误差。机械系统的传动误差和光电系统因大气折射造成的误差是不可能消除的，而且随着系统使用时间和测量距离的增大，误差也会改变。另外导向系统的控制点是人工布设的，其精度在掘进方向的控制中也至关重要。解决方案1.解决地质因素对于地层变化大、软硬不均，且曲线多、坡度变化大的地段，应事先掌握掘进面的地层分布状况，分析其土体各方面的性能。在掘进当中要制定初步的掘进计划；施工前要召开技术交底会，告诉掘进操作人员待掘进地层的状况以及可能出现的问题。掘进当中，边摸索边总结。盾构参数在能保证地面沉降与机械各方面

6、性能的情况下合理的做出调整，以提高施工进度。2.盾构姿态控制盾构在推进的过程中当，推进线路水平方向特征主要为直线和曲线组成，垂直方向主要为上坡和下坡组成。根据规范要求，成型隧道水平方向误差控制在5cni以内。水平方向盾构机在直线段控制盾构姿态较容易。盾构在直线段掘进时主要做到以卜•两点：1•保持好盾构姿态如下图（a）02•纠正好盾构姿态，曲线以下儿种情况：见下图1。盾构姿态与线路重合，盾构姿态控制最为理想。（e）、（h）盾构姿态平行于线路，若偏差值在5cni以内，姿态控制较为理想。否则就需纠偏以减小偏差值。（b

7、）、（c）、（d）、（f）、（g）.（i）都需进行一定程度的纠偏。以保证盾构姿态与线路特征保持一致。如果按当前的盾构姿态的趋势推进，偏差值将会越来越大。盾构在曲线段施工时盾构姿态线路走割线是最理想姿态控制方法。见下图2图2盾构在曲线段施工时走割线的的最终目地是保证好盾构姿态的趋势，防止姿态突然恶化。盾构在推进的过程当中，要时刻注意盾构方位偏差值,以实时了解盾构姿态的趋势，是保证盾构姿态的冇效数据。根据规范要求成型隧道垂直方向偏差控制在3cm以内。盾构垂直方向控制往往是在注浆量保证地面沉降的情况下，盾尾末9环管片

8、在土体里的上层与下浮的情况來决定盾构在垂直姿态的控制量。若管片上浮1〜2cm。则盾构在垂直方向上姿态就控制在线路的下方l~2cm。如下图3图3每台盾构机的类型不一样，长度不一样。其盾构的中心位置也不一样。有些盾构中心偏前，有些偏后。再加上地质因素的影响，就会导致盾构在垂直方向上抬头与压头难异程度有一定的差别。若盾构在推进的过程当中抬头比较困难，我们则要保证盾构机有一个抬头向上的趋势。反