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盾构隧道掘进技术交底
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  • 发布时间:2014-01-03
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  • 资料分类:路桥工程
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盾构隧道掘进技术交底
交底内容:
本项目地质条件较为简单,隧道所经过的地层有(2-2)海陆交互相淤泥质细砂层、(3-2)陆相冲洪积砂层、(5-2)硬塑或中密状残积层(6)红层全风化层、(7)、(8)、(9)红层强、中、微风化岩带,其中珠~赤区间岩性主要为泥质粉砂岩或粉砂质泥岩;赤~客区间岩性主要为砾岩。区间岩石最高强度达36MPa,地层强度变化幅度不大,地层起伏变化也不算大,地层较为稳定。但全体工程技术人员必须有充分的思想准备,必须认真学习相关的地质资料,做到心中有数,要有充分的地质突变的思想准备。
本区段建筑物分布较为集中,珠~赤区间主要在海沁沙岛(YDK4+810~5+053)上有3~4层砼框架结构的仓库,建筑物基础主要为桩基础,但都在6~8m之间,对隧道结构的影响不大,但要注意隧道掘进对建筑物的沉降影响;赤~客区间主要集中在新市头村一带(YDK6+222~6+616),建筑物主要为3~5层框架结构民居,建筑密集,对地面沉降的控制是一项艰巨的任务,盾构机穿过建筑物是本项目的一大难点。
赤~客区间地铁里程Y(Z)DK5+575.8~5+930段隧道洞顶覆盖层为(2-2)、(3-2)地层,洞身地层为为(7)、(8)号砂砾岩,属上软下硬地层,掘进时要提前作前准备,调整好盾构机姿态,并采取土压平衡掘进方式,对出土量加强控制。
本区间建筑物桩基在隧道施工影响范围内的主要有新中国造船厂的721教学楼及其工会大楼(赤~客区间Y(Z)DK5+660~700),两栋建筑物的桩基为φ480C20沉管灌注桩,有多条桩基侵入隧道洞身60~100cm,具体条数及位置详细参见建筑物调查报告及施组。桩基上建筑物根据调查已全部拆除,桩身已无法拔出,盾构机穿过此地段靠盾构机本身切断桩身,各操作手在此地段要密切注意盾构机的状态及姿态。
全体工程技术人员必须认真学习施工组织设计、结构设计图纸、盾构机原理及操作手册、维护规程。
盾构机的始发
始发托架和反力架必须定位准确,并与车站结构牢固连接,始发托架高度一般比理论计算高度高2~3cm,反力架的位置应根据负环管片的环数、盾构机长度和联络通道的长度来确定,盾构尾部端面离反力架基准环的距离以120~300mm为宜。
由于盾构机在始发托架上不能转向,在曲线上始发时应将盾构机定位在曲线的割线上,具体方向应根据不同的曲线半径来定,总的原则是使掘进误差最小。
盾构机必须做好防滚动措施,盾构进入地层之前应及时切掉防滚动钢板。
刀盘进入地层之前为防止刀盘下沉应从人闸向前仓充填一定量的碎石。
负环管片螺栓必须拧紧,负环管片外围用钢丝绳箍紧。
应对端头地面进行沉降监测。
–6~+5环千斤顶推力宜控制在600吨以内,速度控制在20mm/min以内。
保持土压平衡。珠江新城站始发时地质情况较好,仓体上部土压力可设为0.3~0.5bar。
做好注浆工作,防止进入洞门后的最初几环管片下沉,必要时采用双液注浆。
始发时的刀具布置应根据地层情况灵活掌握。珠江新城始发时地质相对较软,(8)地层天然抗压强度为8~10Mpa,决定先采用刀盘正面和中央刀具分别为8把单刃和6把双刃刮刀,边缘采用5把双刃滚刀,超挖刀未安装。在试掘进过程中操作手要根据推进实际情况,取得最佳掘进参数。
负环管片第一环K块位置应偏离顶点±18°(11:00或1:00位置)。珠江新城站左线第一环负环管片K块装在11点位置,右线在1点位置,赤岗塔站和珠江新城站一样。
盾构到达
准确计算出在推进到多少环、千斤顶行程为多少时刀盘穿透洞门。
凿除车站端头围护结构,保留外侧钢筋,待盾构露头以后再凿除剩余钢筋。
按洞门实际高程和位置安装接收托架。
在盾构机达到前50米、前10米均需进行主控导线复检,激光经纬仪复检和盾构机头位置人工测量。破洞前盾构机偏差允许偏差±10 mm,俯仰角允许偏差范围±2 mm/m。破洞时,盾构机推进速度小于20 mm/min,推力小于1000吨并逐渐减少。
特别注意的是应做好最后7~8环的注浆,管片螺栓必须多次复紧,必要时采用双液注浆,不允许出现管片下沉或质构机下沉导致管片下沉。当刀盘破洞并上了接收托架以后,在托架设置挡块,为管片安装提供足够的千斤顶反力。
为了防止漏浆,洞门密封圈必须用钢绳拉紧。
洞门下方必须堆放一定量的沙包作为缓冲层以便保护密装置。
盾构贯通时必须以实测洞门中心为贯通中心点,刀盘中心位置以人工测量和自动测量的平均值为准。
刀盘中心高程应严格控制,以高出接收托架5cm左右为宜,接收托架前端应做成斜面以便能使机器顺利上托架。
设置安全围护和警示标志。
加强端头地面沉降观测。
每次贯通必须有专门的贯通方案和交底。
过联络通道
联络通道特殊管片均采用标准环混凝土管片,因此应准确计算出哪一环该装特殊管片,在接近联络通道时应调整好盾构机的姿态,确保在联络通道处能装两环标准管片。
左线特殊管片环的K块应在11点位置,右线K块应在1点位置,左线需开口的是A3块,右线需开口的是A1块。
为了确保特殊管片K块的位置,可能对前面的管片拼装进行调整,如需提前通缝拼装两环管片,始发时通过计算确定第一环负环管片的K块位置以免中间再进行调整。
特殊管片应做好记号,在管片内侧标出开洞的大概位置,以免混淆。
本工程特殊管片有两种不同开口位置,应根据设计道床的不同要求开口。
掘进控制:这里为一般规定,具体参数应遵照每天的指令。
过(5)(6)号地层以下时总推力一般宜控制在800吨以内,其它地层总推力不宜超过1000~1200吨。单组千斤顶油压宜控制在100bar以内,最大不宜超过140bar。
刀盘扭矩宜控制在3700kN·m(246bar)以内,不宜超过4377 kN·m (290bar)。
刀盘转速1~3转/分钟。
掘进速度宜控制在6 cm/ min以内。
仓体压力,全断面为(7)(8)(9)号地层可以开胸掘进。一般情况下(5)(6)号地层可以半开胸掘进,即保持下半部有一定土压力,上半部可以空腔或稍有压力;其它地层应保持土压平衡掘进。在不能确认土质的情况下,在掘进结束时应保持土仓内一定的压力。
螺旋出土器的转速(0~19rpm)、扭矩(max 150bar)、出土口大小应与掘进速度、仓体压力相适应,保证出土顺畅。
泡沫材料中发泡济与水的比例为2~6%,空气与溶液比例为10:1~20:1,泡沫的注入量应视具体情况而定,原则是保证仓体土压力正常,刀盘和螺旋机扭矩正常,仓体温度正常(小于60℃),出土干湿合理,出土顺畅,一般情况下为掘进土方量的20~60%。
导向系统显示盾构机位置偏差应控制在±20 mm以内,倾向(TENDENCY)偏差应在3~4mm/m以内。
当盾构机偏离理论轴线较大时,纠偏和俯仰角的调整力度一般应控制在5mm/ m,不得猛纠猛调。
曲线段施工时,管片易往曲线外侧发生偏移,因此一般让盾构机向曲线内侧偏移一定量,一般根据曲线半径的不同,取10~30mm,本项目最小曲线半径为600m,可控制在30 mm以内,即掘进进入缓和曲线线前,应将盾构机水平位置偏离调整至±0mm,右转弯掘进逐步增加至+20mm,左转弯掘进逐步增加至-20mm,上述数据仅做参考,准确数据应据测量管片实际偏移值进行适当调整。
盾尾油脂的注入量应控制在每环28~40 kg之间,换油脂时应排干空气,避免油脂泵中充有空气而导致空泵。
在软硬不均的地层中应控制好盾构机姿态,应适当降低推进速度和推进压力,提高转速,保持仓体有合适的土压力。
注意铰接千斤顶行程的控制,一般控制应在40~80 mm(铰接千斤顶的最大行程是140 mm),避免最大行程和最小行程的出现,同时注意盾尾间隙的控制,尽可能保持盾尾间隙的均等(盾尾间隙75 mm)。
当盾构机停顿时间较长时,每天应将盾构机推动少许,避免盾尾被砂浆固结。
操作人员应要据SLS-T导向系统显示的数据不断调整盾构机千斤顶油压以确保正确的掘进姿态,严禁在掘进过程中擅离岗位。
操作人员和地面监视人员应密切注视盾构机的各种信息和参数,特别是各种警告信息并及时处理机电故障。
在未得到批准前操作人员不得在没有导向系统的情况下盲目推进。
导向系统出现故障或异常现象应及时向测量人员报告。
有关盾构机过桩群、过浅基础建筑物和其它物殊地层时将有更详细的指令工技术交底。