05砂卵石地层盾构机操作技术

《05砂卵石地层盾构机操作技术》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、砂卵石地层盾构机操作技术邓剑（中铁五局城通分公司）摘要：砂卵石地层中盾构机的掘进姿态难以控制，而小半径转弯更是盾构施工技术控制的一个难题。沈阳地铁2号线3标通过对砂卵石地层盾构施工的各种参数掌握，以及盾构机操作技术的总结，有效的提高盾构施工质量。关键词：砂卵石盾构小半径曲线1砂卵石地层盾构机操作需要解决的技术问题砂卵石是一种典型的力学不稳定地层，颗粒之间的空隙大，没有粘聚力，砂卵石地层在无水状态下，颗粒之间点对点传力，地层反应灵敏。刀盘旋转切削时地层很容易破坏原来的相对稳定或平衡状态而产生坍塌，引起较大的围岩扰

2、动使开挖面和洞壁失去约束而产生不稳定。因此在砂卵石地层施工需要主要针对下面一些问题做出合理的施工方案：（1）在砂卵石地层中掘进，盾构所受干扰较大，需要有强的姿态控制能力。（2）隧道穿越地层无或少地下水，对泡沫和膨润土技术要求高。（3）盾构机密封舱内建立土压平衡比较困难，甚至实现不了土压平衡的功能。地层容易坍塌，不易保持开挖面的稳定，大粒径颗粒不但切削困难，而且切削下来的渣土经螺旋输送机向外排出也有困难。（4）切削土体颗粒与刀盘摩擦大，刀具和螺旋输送机以及密封舱内壁磨损严重，而且盾构机掘进过程中产生的震动和噪音对

3、周边环境也有较大的影响。（5）砂卵石处于密封舱内，螺旋输送机内以及盾构周围，对盾构机的扰动振动很大，不利于掘进参数的调整。（6）隧道埋深较浅，所以在经过有建筑和管线区域是要特别加强同步注浆以及二次补浆。2小曲线半径盾构施工操作根据小曲线半径施工的特点和小半径转弯的难点，主要是从盾构机掘进参数、盾构设备（超挖刀、铰接装置）、管片选型和拼装等施工措施方面来解决，特别是要采取了同步注浆和二次双液注浆相结合的措施，以保证小半径圆曲线段成型管片不出现侧向移动，以及及时填充围岩空隙保证土体稳定。下面对上述难点逐一进行分析并

4、探讨解决措施：2.1纠偏与隧道轴线控制2.1.1、中盾和尾盾采用铰接连接，有效地减少了盾构的长度，使盾构在掘进时能灵活的进行姿态调整，顺利通过小半径转弯；2.1.2、盾构机转弯时通过的孔洞不是圆形，而是在原来的圆洞基础上两边扩挖而形成的椭圆形，超挖刀的设置正好满足了这个增大净空的要求；2.1.3、掌握好左右两侧油缸的推力差，尽量地减小整体推力，实现慢速急转；2.1.4、盾构机司机根据地质情况和线路走向趋势，使盾构机提前进入相应地预备姿态，减少之后的因不良姿态引起的纠偏。2.1.5、加密加勤ZED移站测量，避免由

5、此产生的轴线误差。由于我们是将短距离的曲线看成是直线段来指导盾构机掘进，如果不短距离移站测量，则相当把长距离的弧线当作直线，故轴线偏差自然会相差很大。2.1.6、做好管片选型。为满足急转弯施工要求，管片环宽1.2m，转弯环契形量为38mm，施工过程中要严格管片选型程序，保证管片拼装质量。本段施工时，采用1个标准环与1个左转弯环配合，同时注意盾尾间隙的变化进行适当调整。盾尾间隙标准值为75mm，在圆曲线段掘进时盾尾间隙变化较大，一般将盾尾间隙保持在75±15mm范围内（由于急转弯原因，可将范围适当放宽），一旦超过

6、规定范围值即需要使用转弯环进行调整。2.2控制管片水平移动和侵限2.2.1、进入缓和曲线段时，将盾构机姿态往曲线内侧（靠圆心侧）偏移15～20cm，形成反向预偏移，这样可以抵消之后管片的往曲线外侧（背圆心侧）的偏移。2.2.2、减小油缸推力在砂卵石地层中小半径圆曲线掘进的过程中，对土体的扰动会显著降低外围土体的强度及自稳能力，土体具有的蠕变特性以及出现水平方向土体压力不均，管片在长时间承受千斤顶水平分力的等情况下，管片会向外侧整体移动，见图1。图1急转弯施工管片侧向受力分析图当盾构机的推力越大时管片侧向位移也越

7、大，当掘进的转弯半径越小时管片侧向位移也越大。故为了减小在小半径圆曲线段施工引起的管片整体移位所带来的隧道变形，掘进过程中必须减小盾构推力。2.2.3、在管片偏移的方向额外进行注浆，达到一定的压力以抵抗管片的偏移。待浆液凝固后，则管片位置基本已经确定下来了。注浆的位置选择2点和3点手孔为宜（左转弯），这样不但可以抵抗管片水平偏移，还可以抵抗管片的上浮，如图2。图2通过额外注浆阻止管片偏移2.3减小对地层的扰动，避免大的沉降2.3.1、严格控制好姿态，争取进行时时的细微纠偏，避免大的纠偏而造成对土体的扰动。利用Z

8、ED系统对盾构机姿态的实时监测显示，根据地层的软硬分布情况，分区操作推进油缸，设定推力和推进速度，实现对盾构姿态的实时控制，必要时一个掘进循环可分几次完成。盾构机掘进时，总是在进行蛇行，难免出现姿态偏差，蛇行修正以长距离慢慢修正为原则，盾构机姿态调整（纠偏）方式有：a、滚动纠偏：采用刀盘反转的方法进行滚动纠偏。b、竖直方向纠偏：盾构机抬头时，可加大上部千斤顶的推度进行纠偏；盾构机叩头时