小松土压平衡盾构机施工轴线控制.doc

小松土压平衡盾构机施工轴线控制 土压平衡盾构机施工轴线控制 土压平衡盾构机施工轴线控制 盾构 摘要: 摘要:盾构施工轴线控制是盾构施工的重点环节，通过对盾构机轴线偏差因素与操作控制的研究， 达到熟练掌握盾构施工轴线控制技巧，为以后的盾构法施工提供强有力的技术保证。 (1)盾构在不同区间线型中向前推进，盾构环环都在纠偏，区域千斤顶的推力及行程差直接影响盾构姿态。 (2)控制土压的设定值:一般在纠偏时，土压力的设定值比较大，使得千斤顶推力增大，千斤顶各区域调节时容易产生较大的压力差，利于增大土体对机头的反作用力将机头托起或横移。 (3)注浆压力及注浆量。 5、土质因素 在推进施工范围内，尤其开挖面土层变化处，由于不同土质的软硬程度及其承载能力有较大差异，会使盾构机产生不均匀位移，对盾构姿态造成一定的不良影响。例如:在软土层中掘进时，盾构机受重力影响严重，易下沉。 6、地下水含量变化 地下水含量丰富时，造成土体松软，盾构往往偏向松软土体或地下水丰富的河道的一边。 7、施工连续性 施工中途停止、施工流程不连贯以及推进速度的均匀，例如一旦遇到比较松软的土质，会造成盾构机下沉，因而影响盾构掘进姿态。 8、测量误差 测量仪器本身、外界环境以及人为因素引起的测量误差等，将影响测量数据的准确性，误导操作人员进行不合理操作，使得盾构姿态得不到正常控制，最终盾构实际掘进轴线偏离隧道设计轴线。 9、推进操作的影响 盾构司机的主体操作也是影响盾构姿态的重要因素之一。在操作过程中，盾构司机必须根据下发的技术指令及现场测量的结果，通过合理区域千斤顶编组、推进油压及速度控制，正确选择刀盘正、反转模式等手段来调整盾构姿态。 二、盾构机在掘进中的受力分析 1、盾构机自身重力 2、刀盘前方的土压力 3、土体对盾构机的摩擦力 4、土体对盾构机的浮力 5、推进过程中，管片对盾构千斤顶的反作用力 6、盾尾部分，管片与盾尾之间的管片约束力 7、刀盘旋转过程中对盾构本体产生的扭矩(可使盾构机发生侧滚) 8、刀盘旋转过程中，土体对刀盘侧滚的反作用力 9、添加剂如泡沫、膨润土及盾尾油脂等在注射过程中对盾构机产生的作用力(可忽略) 10、同步注浆浆液压力对盾尾的作用力 11、撑靴与管片间摩擦力 2 ， 反力架左右偏差控制在?10mm 之内，高程偏差控制在?5mm 之内;始发架上下偏差控制在?10mm 之 内，水平轴线的垂直方向与反力架的夹角,?2‰，盾构姿态与设计轴线竖直趋势偏差,2‰，水平 趋势偏差,?3‰。为避免盾构机始发“扎头” ，一方面始发洞内安设洞口始发导轨;另一方面人为 的要求盾构始发基座安放时以头部高于原设计轴线坡度 2‰的倾角向上进行盾构基座安放，盾构机 前端中心高于隧道中心 20mm。 盾构始发过程中，处于加固区内。始发架定位较好，测量精准，在加固区内盾构一般沿直线状 发出。若因各种因素(如始发架固定不好，发生偏斜;反力架承重力不够，发生变形等)出现盾构 姿态发生偏离的情况，可以参考以下措施处理: (1)使用铰接装置调整盾构姿态 使用铰接装置调整盾构姿态 建议在盾构机铰接装置进入洞圈后，调整一定铰接角度来调整盾构姿态，但铰接角度不要调整 过大，防止盾构机刮碰到洞圈。 (2)合理调整区域推进油缸压力或停止区域油缸调整盾构姿态 合理调整区域推进油缸压力或停止区域油缸调整盾构姿态 调整区域推进油缸压力或停止区域油缸 一般在盾构始发过程中，设定的土压力比较低，相对应的推力也不大(一般小于 2000KN) ，调 整区域推进油缸的压力效果不明显，仅适用于微调盾构姿态或辅助调整盾构姿态向恶性趋势发展。 若盾构姿态已经出现明显的恶性发展趋势，通过调整区域油缸压力效果仍控制不住，建议选 择停止个别区域油缸来调整。小松盾构机共 22 只油缸，每只油缸的推力达到 1715KN(即 175t 的推 力) ，总推力为 37730KN，选用一半的油缸完全可以满足始发的推力。停油缸时，应保证每环管片上 必须有一组油缸伸出，以保证管片不发生变形，而且选用油缸的数量所达到的总推力值必须要大于 实际所需的推力。此外，选择停油缸时，应特别注意要紧固管片螺栓。 2、盾构掘进过程中的轴线控制措施 盾构掘进过程中的轴线控制措施 过程中的 (1)通过调整区域油压微调纠偏 通过调整区域油压微调纠偏 调整区域油压微调 在确认盾构姿态有微小偏差(姿态为 e，h 类型) ，管片拼装轴线与设计轴线基本一致的前提下， 首先考虑通过调整区域油压来进行盾构纠偏。调整左右区域油压来进行平面纠偏，调整上下区域油 压改变盾构纵坡来进行高程纠偏。一般推力比较大的情况下(大于 10000KN) ，调整百分比推力中心 改变的效果比较明显，推力比较小时(小于 10000KN) ，调