土压平衡盾构施工(周智)解析.pptVIP

目前我们主要使用的是转弯环管片。 管片拼装通常采用错缝拼装，即相邻的两环管片不能有相连的纵缝。根据管片的拼装点位可知管片的相邻点位之间夹角为36°，而管片标准块两纵缝的夹角为72°。管片错缝拼装可按下表进行。 管片的选型要根据盾尾间隙和油缸行程差综合考虑。在选型过程中我们的目的是同时将盾尾间隙和油缸行程差调整至最佳状态，如果二者不能同时满足时，则优先考虑调整盾尾间隙。 为保证盾尾间隙的正常，每次安装管片之前对管片的上、下、左、右四个位置进行盾尾间隙测量。如发现有一方向上的盾尾间隙过大时，就要用转弯环对盾尾间隙进行调整，调整的基本原则是，哪边的盾尾间隙过小，就选择拼装反方向的转弯环。 * 盾构施工中盾构机姿态的控制十分重要，姿态控制的好坏决定成型隧道的质量，盾构掘进过程的中姿态由导向系统显示在操作室的电脑上，操作手根据盾构机的实时姿态情况调整各组油缸的推力或管片选型，最终将盾构姿态调整到理想位置。 掘进过程中盾构机的姿态控制主要靠调整油缸推力及管片选型来控制，盾构掘进过程中的实时姿态都通过导向系统反映在操作室的电脑屏幕上，操作手在进行盾构机姿态的调整过程中，首先要对四组油缸的推力进行调整，其次要关注盾尾间隙的变化，盾构在姿态调整过程中仍能保持正常平稳掘进，盾构机的姿态调整纠偏过程见下图： 6、掘进中盾构姿态控制 * 盾构机纠偏曲线图 CCR 完成的隧道 隧道设计中线DTA 盾构机 纠偏曲线 TBM方向 纠偏管片安装序列 盾构在掘进过程中由于地层的变化，往往会出现盾构机偏离隧道设计轴线的现象，此时盾构机操作手需要对盾构机的姿态进行调整纠偏，将盾构逐渐调整到随道设计轴线位置，盾构姿态纠偏的调整是一个缓和调整的过程，要求姿态调整过程中的掘进线路是一个缓和曲线，严禁纠偏过急，盾构姿态纠偏过急会造成管片错台或破损、管片止水条破损渗漏水、盾尾间隙过小盾尾卡死、铰接油缸行程差过大、皮带跑偏、成型隧道蛇形等很多不良后果，同时给掘进带来跟大困难。 管片碎裂 管片开裂 管片错台 6、刀具选择与换刀 刀具选择的正确与否关系着盾构机掘进能否成功。刀具分为齿刀、刮刀、单刃滚刀、双刃滚刀、中心鱼尾刀等。 切刀：软土、砂土、粘土 切刀＋齿刀：软土、软岩 切刀＋双刃滚刀：软土、软岩、中硬岩 切刀＋单刃滚刀 ：硬岩 刀具失效图例 偏磨（弦磨） 偏磨与断裂 滚刀被碴土粘住 刀圈断裂 刀圈断裂碎片 正常磨损 * 复合刀盘----硬岩掘进时的刀具配置 * 复合刀盘----软岩、土层掘进时的刀具配置 换刀 当刀盘扭矩和推力显著增大、推进速度明显降低时，要考虑刀具是否磨损较多需要更换，特别是边缘刀具和中心刀具。 开仓换刀作业有很大的安全风险，换刀前必须事先选择自稳性好的地层（或事先加固）、尽量避开地表建筑物。 开仓前机修班提前把工具、水泵、手拉葫芦、通风机、安全照明灯具、气体检测仪、卡尺、对讲机准备好。 8、同步注浆 同步注浆是否饱满对控制盾尾地表沉降至关重要。同步注浆以注浆压力和注浆量双指标控制，一般注浆压力要达到略大于注浆管口的水土压力值0.2bar，注浆量则至少达到理论计算空隙的1.2倍方可认为同步注浆饱满。 注浆量理论计算值L1： L1＝（Aw－Ag）×1.5 Aw－隧道开挖断面积； Ag－管片外皮断面积； 一般设定值L＝1.5～2.0L1。 壁后注浆层 注浆效果示意图 壁后注浆层 9、碴土量控制 碴土量的控制对判断刀盘前方地层是否稳定具有重要意义，因此必须对每环出碴量进行精确的监控。做到对每斗土应该推进长度心中有数。 一旦发现出碴超量，应当立即分析原因，进行保压措施，并增大同步注浆压力和数量。测量班对刀盘附近地表进行监测，必要时地表进行注浆保护。 典型地层： 特点：地层自稳性差，土质改良困难，极易发生喷涌，长时间停机后由于沙沉积密实在土仓下部，刀盘困死； 一般采用添加膨润土或泡沫等添加材料，改善渣土性能，提高渣土的流动性和止水性；掘进采用土压平衡模式并严格控制出渣量；加大盾尾的注脂量并保持较好的盾尾间隙；采用配备了双闸门的螺旋机或双级螺旋机。 10、特殊地层掘进措施 （1）富水砂层 （2）上软下硬地层 典型地层：地质交错，软硬不均。如左图所示有两种情况： 第一种，上部是砂或淤泥层，下部是中风化或微风化岩层，上部极软、下部极硬，非常容易造成刀具崩毁；而且下部岩层掘进困难，导致盾构机原地踏步，上部砂土不停的流入土仓、地面塌陷； 第二种，底下的中、微风化岩层地层掘进困难，中间的全、强风化地层容易产生泥饼，上部的砂层容易塌方。 特点：刀盘扭矩变化大、盾构机前部间断震响且方向难以控制 第一种情况下掘进主要在于保护刀具，避免超量出碴。该种地层主要配置滚刀，采用膨润土泥浆改良，掘进时刀盘采取低转速0.