盾构姿态控制及同步注浆.ppt

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1、盾构姿态控制及同步注浆技术章龙管中铁隧道股份有限公司1盾构姿态控制1.1姿态控制目标：目标：地铁隧道施工规范要求盾构姿态的最大偏差：水平：±50mm高程：±50mm1盾构姿态控制1.1姿态控制目标：纠偏原则：（1）偏离量增加之前及早修正（2）勤纠、量小。（3）遵循偏离量的管理值和允许值（4）确保管片质量和盾尾间隙1盾构姿态控制1.2姿态控制基准：管理基准：定为最大允许偏差的60％，及达到上限时必须纠偏。具体项目如下：水平和高程均为±30mm趋势大于1％。盾尾间隙过小于50mm时（海瑞克盾构）1盾构姿态控制1.3最大单次纠偏量的确定掘进每环（1.5米）水平和高程变化

2、量±6mm趋势变化小于0.3％1盾构姿态控制1.4纠偏主要方法：（1）改变分区千斤顶压力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，可加大下部千斤顶的推度进行纠偏。c、水平方向纠偏：向左偏时，加大左侧千斤顶推度；向右偏时，加大右侧千斤顶推度。（2）管片合理选型，拼装转弯环1盾构姿态控制1.5辅助纠偏措施（1）单侧注浆（2）铰接装置的利用1盾构姿态控制1.6小半径曲线掘进姿态控制1.6.1难点分析：（1）掘进时隧道轴线控制难度大、纠偏困难盾构机本身为直线形刚体，不能和曲线完全拟合。曲线半

3、径越小，掘进时左、右两侧油缸形成的压力差越大，造成管片受力不均匀，轴线控制和纠偏难度增大。1盾构姿态控制（2）管片容易在水平力作用下发生较大的位移，造成管片侵限现象隧道管片衬砌轴线因推进水平分力而向曲线外侧偏移，如图在小半径曲线隧道中盾构机每掘进一环，由于管片端面与该处轴线产生夹角，在千斤顶的推力作用下产生一个水平分力，使管环脱出盾尾后，受到侧向分力的影响而向曲线外侧偏移。1盾构姿态控制（3）管片之间易发生错台。管片易产生开裂和破损，严重者漏水管片存在一个水平方向的受力，不但会使整段隧道衬砌管片发生水平偏移（即前面所叙的侵限现象），还会导致管片之间发生相对位移，形

4、成错台。由于管片的特殊受力状态，管片与管片之间存在着斜向应力，使得前方管片内侧角和后方管片外侧角形成两个薄弱点如下图，使得相当多的管片因此破裂。还有一个破裂原因就是因为相邻两环管片产生了相对位移，使得管片螺栓对其附近处混凝土产生剪切作用，使该处的混凝土开裂。过小半径曲线段漏水现象严重的原因大致如下：①管片错台导致止水胶条衔接不紧密；②拼装效果不好和止水胶条的破坏；③管环外侧的混凝土开裂（转弯段因盾尾间隙减小过多，使得管片被盾尾钢环刮坏）。1盾构姿态控制1盾构姿态控制1.6.2解决措施小半径转弯的姿态控制，主要从盾构设备（铰接装置）、管片选型和拼装等方面来解决，特别

5、是同步注浆和二次双液注浆相结合，及时填充围岩空隙保证土体稳定，保证小半径圆曲线段成型管片不出现侧向移动。（1）纠偏与隧道轴线控制①合理利用盾尾铰接油缸，缓解盾构曲线调整；②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；1盾构姿态控制③盾构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。④加密加勤VMT移站测量，避免由此产生的轴线误差。⑤根据曲线的特点做好管片选型。⑥为防止盾构机抬头以及管片上浮及向圆曲线外侧移动，通过VMT系统调整盾构机姿态为：垂直方向控制在-30～-40mm之间，水平视平方向应控制在

6、0～+15mm之间。根据管片监测情况，如管片上浮量较大，则垂直偏差可调整为-40～-50mm之间。同时应加密VMT移站频率，减少移站后出现的轴向偏差。激光导向系统指示图1盾构姿态控制（2）控制管片水平移动和侵限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15～20mm，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减小油缸推力。在中风化泥岩地层中小半径圆曲线掘进的过程中，减小盾构推力。中风化泥岩采用半气压模式时推力可控制在700～900t；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

7、基本已经确定下来了。④注浆的位置选择2点和3点手孔为宜（左转弯），不但可以抵抗管片水平偏移，还可以抵抗管片的上浮。如下图1盾构姿态控制1盾构姿态控制（3）尽量避免大的错台和破损。①油缸推力不要太大，尤其曲线外侧（背圆心侧）油缸，由于要加大推力来增加左右两侧油缸推力差，从而实现盾构机转弯。但是，在加大油缸推力的同时，一定要注意管片的承受能力，避免由此造成的管片破裂。②由于曲线外侧油缸推力较大，注意不要突然加力或者突然释放推力，这样也会造成管片的破裂。③掘进的时候，把复紧螺栓这道工序做到位，有效的防止错台的发生。④提高管片拼装手的水平，避免因拼装不到位产生的错台。⑤注

8、意保持良好