盾构蛇形运动纠偏方案

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1、目录1工程概况12盾构施工产生蛇形运动的因素13盾构机姿态控制及蛇形纠偏23.1盾构机姿态控制23.1.1盾构机滚角控制33.1.2盾构机方向控制33.2盾构机蛇形纠偏43.2.1一般轴线蛇形纠偏控制措施43.2.2圆曲线段盾构蛇形纠偏特殊控制措施53.3成型隧道轴线蛇形量控制566盾构施工蛇形运动纠偏方案1工程概况哈尔滨地铁一号线一期工程9标包含两站两区间（南直路站、哈尔滨东站站、【交通学院站～南直路站】区间、【南直路站～哈尔滨东站】站区间）,全长1719.692m。车站采用明挖顺做法施工，区间隧道采用盾构法施工。本标段盾构工程盾构施工从哈尔滨东站站始发，中间经【哈尔滨

2、东站站～南直路站】区间到达南直路站东端吊出转场再从南直路站西端始发，经【南直路站～交通学院站】区间到达交通学院站吊出完成盾构区间施工。【哈尔滨东站站～南直路站】区间总长514.99m，本标段区间从哈尔滨东站站出站向西沿桦树街直行至南直路站，本标段区间沿线主要为多层建筑物，地下管线较多，路面交通繁忙。区间隧道纵坡为“V”坡，最大坡度为9.3‰，沿线工程控制点主要是隧道距南直路立交桥桩基（φ1000、φ1300mm钻孔灌注桩，桩长28.13m）最小水平净间距2m。【南直路站～交通学院站】区间总长692.05m，本标段区间从南直路站出站向西以R=400m的曲线转向宏伟路，横穿宏

3、伟路后，再向西以R=350m的曲线斜穿太平公园到达交通学院站。本标段正线区间沿线主要为多层建筑物，地下管线较多，路面交通繁忙。隧道纵坡为“V”坡，最大坡度为25‰。本标段工程沿线工程控制点主要为：下穿市政排水管修工程处（毛石基础，桩长2.2m）；下穿太平文化宫（毛石基础，桩长2.3m）；下穿工程大学游泳馆（毛石基础，桩长2.2m）。2盾构施工产生蛇形运动的因素盾构施工掘进时盾构机产生蛇形运动的因素较多，主要有：1、地质条件因素。由于地层土质不均匀，以及地层中有卵石或其他障碍物，造成开挖掌子面及盾构机四周阻力不一致。而盾构机推进千斤顶的推力是被动应对的，当某组千斤顶处阻力变

4、大时，该组千斤顶的油压随之增大，推力也增大。但增大推力后的该组千斤顶的推进速度与其他阻力较小的千斤顶的推进速度也不能达到相同大小，必然导致盾构机掘进方向发生一定偏差。2、盾构机操作因素。6盾构机推进千斤顶分为4组，盾构掘进施工中各组千斤顶推力大小由操作手根据盾构机位置姿态与隧道设计轴线的相对关系来调整确定，盾构机各组千斤顶所需推力与操作手设定的推力必然存在一定差值，导致盾构机掘进方向发生偏差。3、机械设备因素。由于加工精度误差造成千斤顶伸出阻力不一致，使各千斤顶工作不同步，4、盾构出洞段施工盾构始发托架安装坡度控制不理想，盾构出洞段施工参数控制不良将导致盾构轴线在始发时处

5、于不良状态。5、盾构轴线状态决定了成型隧道的状态。隧道轴线是由逐环管片成环位置连贯组合而成，管片是在盾尾拼装成环的，故管片成环位置受到盾构推进后盾构位置的限制，即使盾构姿态偏差值太大，为了不使管片难于拼装、保护盾尾刷和管片不受损坏，也必须根据盾尾间隙等进行管片选型，使管片中线与盾构中线保持一致。因此盾构机的蛇形运动必然导致盾构隧道的蛇形状态。所以说盾构推进轴线的质量基本确定了管片轴线位置，也就决定了隧道竣工轴线的质量，因此可以认为只有控制好盾构推进轴线，才能保证将管片拼装在理想的位置，有效减小隧道的蛇形状态。6、同步注浆对轴线控制的影响。盾构掘进施工时，盾构开挖直径大于管

6、片外径，使管片与围岩之间存在较大间隙，这个间隙将给成型隧道创造了移动变形的空间，使隧道轴线不规则地偏离设计轴线，形成盾构隧道的蛇形状态。因此必须通过同步注浆填实管片与围岩之间的间隙，减小隧道轴线的蛇形量。7、曲线段推进对轴线的影响。盾构在曲线段（尤其是小半径曲线段）中向前推进，盾构掘进环环都在纠偏，推进千斤顶对成型管片的反作用力在隧道轴线的垂直向外方向分力较大，易使隧道管片发生侧向位移，即隧道轴线偏离盾构掘进轴线。1盾构机姿态控制及蛇形纠偏3.1盾构机姿态控制盾构机的姿态控制包括机体滚转控制和方向控制，在掘进过程中，根据自动导向系统PPS电脑屏幕上显示的数据，盾构机操作手

7、通过合理调整各分区的千斤顶的推力及刀盘转向来调整盾构机的姿态，盾构机姿态控制措施主要有两条：61.1.1盾构机滚角控制盾构机滚角应控制在±0.5％以内，滚角值太大，会使盾构机不能保持正确的姿态，影响管片拼装质量。盾构机产生滚角的原因：刀盘转动切削面土体时产生较大扭矩，即刀盘扭矩，刀盘扭矩的反扭矩作用在盾体上，使得盾体产生反向扭转。盾构机滚角控制：盾构机滚角的控制，主要通过正反转刀盘来调整盾体的扭转方向，从而减小滚角值。1.1.2盾构机方向控制盾构机的结构和施工方式决定了盾构机的转弯能力有限，一般最小转弯半径不能小于250m，因