盾构掘进过程中隧道管片上浮原因分析及控制

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1、第41卷第6期现代隧道技术Vol.41No.62004年12月ModernTunnellingTechnologyDec.2004文章编号:1009一6582(2004)06一0051一06盾构掘进过程中隧道管片上浮原因分析及控制沈征难(中铁二局广州地铁三号线盾构项目经理部，广州510300)摘要管片位移控制是确保隧道线型符合设计要求和确保隧道建筑限界的关键，同步注浆又是保证管片及时稳定的关键工序。文章从地质条件、衬背注浆、盾构姿态人手，对盾构掘进过程中管片上浮的原因进行了分析研究，并提出了控制措施。关键词盾构隧道管片位移分析

2、控制中图分类号:U455.43文献标识码:A要因素是:由于隧道附近的其他工程施工采取大量1前言降水措施造成土体固结位移;深基坑施工造成土体盾构隧道管片位移控制是确保隧道线型符合设位移;隧道本身大量渗水造成水土流失、土体固结计要求、满足隧道建筑限界的关键，在盾构掘进过程沉降等。对于以上影响因素暂不进行讨论，这里中，隧道管片位移多数情况下表现为管片上浮，主要只结合广州市轨道交通三号线某区间管片上浮的受到工程地质、水文地质、衬背注浆质量、盾构姿态工程实例，从地质条件、衬背注浆、盾构姿态三个控制等方面的影响。方面，重点对盾构掘进过程中

3、管片产生位移(主要从管片上浮发生的工程事例来看，在富含水的是上浮)的现象以及实施的措施及效果进行分析硬岩地段的盾构隧道中，均有此现象发生，只是位移研究。值的大小不同。位移严重者不得不通过调整线路来2管片上浮情况统计解决问题。(GB50299一1999地下铁道工程施工验收规范》规定:管片拼装后，隧道轴线的高程和水平盾构掘进过程中，对管片姿态的监测频率为每位移不得超过士50nun,日一次。2003年10月26日，某区间右线盾构掘进广州市轨道交通三号线盾构隧道内径为5400nun,完成第407环后，发现已安装的管片在近日内向上比《B

4、G50157一92地下铁道设计规范》规定的圆形垂直位移严重，其统计数据见表1。隧道限界(拍200mm)放大了200mm。也就是说，从统计数据和管片垂直位移曲线走势(图1)可以从最不利的情况看，隧道轴线的高程和水平位移可看出，某区间右线盾构隧道388一《n环管片发生垂直放宽至土100nun"向上位移，在10月25-26日一天的时间内，最大上浮隧道管片发生的位移主要分为:施工阶段位移量为104nim，管片轴线高程位移量为132mm，严重超和地铁运营后的后期位移。后期影响管片位移的主限。表1管片位移值及上浮值统计数据Table1St

5、atisticsofsegmentdisplacementsandupwardmoving茹一之吐38838939039139239339439539639739839940010月25日位移值/mm9190838282777462575136283410月26日位移值/mm100110110112118119125130130132130129128上浮值/mm92017303642516873819410194修改稿返回日期:2004-09-11作者简介:沈征难，男，高级工程师，项目总工程师.·51·万方数据现代隧道技术昌

6、j0q盾构法隧道地质的变化更需要准确地判断，其目的恻200n沁U80，2003-10-25是:决定刀具的适应性;控制和调整盾构机的掘进参擎60~2003-10-26卿Jq0数;控制盾构隧道管片的变形和位移。褪20，上浮值/mm带展0在均质连续的地层中掘进，盾构机刀盘所承受铭鬓窦舅冤舅鬓蔓窦嚣鑫舅窦馨豪馨环弓前方开挖面的掘进阻力是均匀的，(包括均匀作用在面板上的水平阻力和面板上的扭矩)，这时候盾图1管片垂直位移曲线走势Fig.1Thetendencyofthesegmentverticaldisplacement构机的掘进是连

7、续均衡的，掘进参数也保持相对不变，盾构姿态沿轴线的控制也较容易。通过测量，发现管片上浮后立即停止盾构掘进，广州地区地质总的特点是:岩性变化大，地层层次日再次对已上浮的管片进行姿态监测，由于未掘面起伏大，且在隧道横断面方向也有起伏变化。实进，管片上浮值无变化。际上，在隧道内就形成了上下左右岩性不一、软硬不均的一个开挖面，这对于采用盾构法施工的隧道来3引起管片位移的因素分析说，无论是刀具的适应性还是掘进参数的确定和调整以及隧道管片位移的控制都是极为不利的。3.1管片位移的外部条件隧道断面内岩层“上软下硬”的情况在广州复(1)衬背环

8、形建筑空间杂地质条件下是常见的。图3为某区间2003年10盾构机的切削刀盘直径D与隧道衬砌管片的月26日管片上浮地段的地质纵剖面，从图中可以看外径d有一定的差值，即△D二D一d。由于盾构掘出，隧道断面内岩层起伏较大，同一隧道断面内出现进过程中的蛇形运动，会产生超挖和理论间隙，