主动铰接系统在盾构姿态调整中的应用.pdf

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1、万方数据鼠禾■翻盈团蛋固硼盈盔一与应用主动铰接系统在盾构姿态调整中的应用李全社，于翔(中铁二十三局城市轨道交通工程有限公司．四川成都6lOllO)摘要：介绍RoBBlNS公司生产的EPB6260盾构机主动铰接系统的结构和工作原理以及在盾构施工过程中管片选型原则、方法，详细阐述了盾构机与管片姿态调整的具体方法和科学依据．以及姿态调整对工程质昔的重要性。通过姿态调整．盾构施工安伞平稳，盾构姿态良好．通过提前预知下几环管片，盾构施工效率明显提高。此种方法的使用对隧道施工和设备制造有参考价值。关键词：丰

2、动铰接；姿念调整；管片选型；盾构机；隧道中图分类号：U445．39文献标识码：B文章编号：1672—3953(2011)O卜0068一05随着城市地铁施工的全面开展，盾构以其安全快速等诸多优势而逐渐普及。我瞥位在成都二号线土建十八标施工中采用了美国R()BBINS公司生产的EPB6260土压平衡盾构机。这台盾构机采用主动铰接系统，此系统对盾构机安全、平稳、快速的进行姿态调整提供了保障。本文主要阐述主动铰接系统的特点、原理以及应用主动铰接系统进行姿态调整和管片选型的方法。l盾构机姿态调整的必要性通

3、常而言。盾构机在施工过程中，盾构机中心线难免会与隧道的设计中心线有偏差，这种偏差称为盾构机姿态。为了提高工程质量且使工程符合设计要求，盾构机操作手会尽量减小盾构机与隧道设计中心线的偏差，减小盾构机与设计中心线偏差的过程称为姿态调整。1．1偏差原因偏差出现的原因主要是由盾构机推进偏离造成的，但管片在拼装过程中形成的误差也会造成隧道一定的偏离。隧道如果出现偏差。通常通过盾构机配合使用曲线管片进行姿态调整。本标段使用的盾构机为主动铰接型土压平衡盾构机，设有小曲率半径掘进的铰接千斤顶，可以有效的对盾构机

4、的掘进进行姿态调整。1．2姿态调整的原则盾构方向控制的基本原则如下：偏离量增大之收稿日期：20lo—ll一23作者简介：李全社(1970一)，男．高级工程师．主要从事TBM和盾构机技术管理方面的工作国防交通工程与技术前及早修正；遵循偏离量的管理值和允许值，确定偏离修正方针；避免蛇形纠偏。1．3姿态调整要求为了把施工时的实际偏离链控制在规定的允许偏离量以内，首先应确定偏离鼍的管理值(允许值的50％～80％为目标)，并在该目标范嗣内修正偏离鼍进行推进管理。盾构机纠偏时必须确定连续修正偏离的意识，否则

5、将会出现纠偏过量的情况。见图1。+80mm偏离允许值二：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：j-50商偏离管理值一．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯-5Umm⋯。’’‘‘’‘‘。。’’。’’’‘。。。。。。。‘’一．80mnA图l盾构偏离修正图在已经发生偏离的场合下进行盾构姿态调整，则因盾构与外周面土体的摩擦增大，周围地层将发生扰动，致使沉降。所以，在方向控制时，必须先掌握盾构现在在推进方向七的偏离量；其次按可以把偏离量拉回到管理值以内的原则设定方向修正量。如果预设方向修正会超过管理值，可以使用主

6、动铰接进行方向控制。2主动铰接特点在目前闫内地铁施工中，所使用的盾构直径D一般都在6m多。而其长度L一般则为8m左右甚至更长。盾构机的灵敏度L／D通常达到1．3左右，难以在曲线段施工。为了提高盾构机的操作性能，通常将其分成前后两个部分，中间用千斤顶连接起来．形成一个铰接装置．这样可使盾构机的前后弯曲．以适应曲线段的掘进。20ll第l期万方数据·成果与应用·主动铰接系统在盾构姿态调整中的应用李全社等铰接千斤顶的两端分别和盾构机的前后部用铰销连接．由于铰接千斤顶沿盾构圆周布置。其两端的铰销处都装有球

7、铰。以保证铰接千斤顶轴线与盾构机轴线之间有一定的摆动角度。铰接的结构形式有两种：一种是将铰接机构设置在由后体环梁到前体侧的结构(被动铰接型)，另一种则是将铰接机构设置在由环梁到后面盾尾部的结构(主动铰接犁)。2．1前体被动铰接型各种方式的铰接都有各自不同的特征，前体推压型是盾构千斤顶单向推压，故在拼装的管片内侧容易发生拉伸弯矩，管片易损坏。将铰接机构设置在由环梁到后面盾尾部的结构被仅用于前体推压的场合，但是在松弛的土层，当盾尾部作用大于土压力时，或者在曲线段施工、弯力矩作用在盾尾部时，由于土砂和

8、水从盾尾柔性铰接密封渗入的危险性很高，故铰接密封的可靠性差。见图2。2．2后体主动铰接型在将铰接机构设置在由后体环梁到前体侧的结构中，铰接密封被安装在紧紧地同定在机体后体环两部上的双霞结构的平板上。此外。为了防止土砂混入到密封部。通过长期注入密封油脂，来提高密封的可靠性。见图3。图2前体被动铰接型图3后体主动铰接型在本工程考虑到工程质绩以及盾构机铰接密封部的町靠性，故采用扁平后体推压型主动铰接结构。2．3主动铰接的优点主动铰接能使前盾主动改变掘进方向。使盾构机能更容易沿着设计中心线掘进．实现操作