浅谈盾构法隧道施工盾构姿态控制和管片拼装.doc

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浅谈盾构法隧道施工盾构姿态控制和管片拼装
浅谈盾构法隧道施工盾构姿态控制和管片拼装

摘要：本文针对昆明地铁土压平衡盾构机进行盾构法隧道施工时盾构姿态的控制和管片拼装技术进行了阐述，仅供大家参考

关键字：盾构法;隧道;管片拼装;盾构姿态
中图分类号：U455.43文献标识码：A
1前言
盾构机是一种很笨重的机具，盾构姿态控制是受很多技术参数制约的，怎样合理地把这些参数科学的统一起来，是影响盾构机姿态的关键，下面就影响盾构姿态的一些因素及注意事项通过具体情况进行阐述。
1.1工程背景
昆明轨道交通3号线西标段石咀站施工区段范围包括两个区间，分别为：石咀站～小渔村站区间和小渔村站～马街站区间。隧道起讫里程范围为：石咀站～小渔村站区间ZDK4+875.0（YDK4+875.0）～ZDK5+843.2（YDK5+843.2），长968.2m；小渔村站～马街站区间隧道起讫里程范围为：ZDK6+022.60（YDK6+022.60）～ZDK6+769.45（YDK6+769.45），长746.85m；里程YDK6+365.0处设置一座联络通道。隧道顶埋深在8.2~10.5m；如图1-1所示：

图1-1区间及相邻车站总平面图
1.2区间管片设计
盾构区间衬砌环均为双面楔形通用环，楔形量为37.2mm，为双面楔；衬砌环由1块封顶块（F）、2块邻接块（L1、L2）、3块标准块（B1、B2、B3）组成。
管片纵向接头为16处，按22.5°等角度布置。
管片外径6200mm，内径5500mm，厚度350mm，环宽1.2m；衬砌环可按需要旋转，并按错缝进行拼装。如图1-2所示。
封顶块拼装时先搭接700mm径向推上，再纵向插入。
衬砌环环缝采用16根M30螺栓连接，纵缝采用12根M30螺栓连接。

图1-2衬砌环构造图
1.3工程地质
①地形地貌：本区间位于昆明市主城区西边的滇池盆地冲湖积边缘地貌，地形起伏较小，地势相对平坦开阔，线路由小里程至大里程海拔高程在1893~1899m之间，自然横坡1~3°，微向滇池方向倾斜。
②地层岩性：沿线工程影响范围表层为素填土，上部为第四系（Q4al+l）淤泥质粘土、粘土、粉质粘土、粉砂、泥炭质土，中下部为第四系(Q3al+l)粘土、粉质粘土、泥炭质土、粉土、粉砂、中砂等，覆盖层总厚度大于50m,各层土呈多层交错尖灭状沉积,地层埋深及厚度变化较大,物理力学性质不均匀。
（1）石咀站～小渔村站区间
区间范围上覆地层主要为第四系全新统人工填筑土（Q4ml）,全新统冲湖积相（Q4al+l）粘土,全新统冲湖积相（Q4al+l）淤泥质粘土、有机质土、泥炭质土、粘土、粉质粘土、粉土、粉砂，上更新统冲湖积（Q3al+l）粘土、粉质粘土、泥炭质土、圆砾、碎石。
隧道洞身穿越地层有：有机质土、泥炭质土、泥炭、粘土、粉质粘土、粉土、块石、粉砂、圆砾、灰岩，其中以有机质土、粘土、粉质粘土为主。
（2）小渔村站～马街站区间
上覆盖地层有：粘土、粉质粘土、粉土、粉质粘土、粉质粘土，其中以粘土、粉质粘土为主。
隧道洞身穿越地层主要有：粘土、粉质粘土、粉质粘土、粉质粘土、泥炭质土、粉砂，其中以粘土、粉质粘土、粉质粘土为主。
1.4区间不良地质
（1）砂土液化：区间内20m深度内分布有多层饱和粉土及饱和砂土主要有粉土、粉砂，粉土在地震时可能产生液化现象，液化等级为轻微。
（2）岩溶：石咀站～小渔村站区间部分场地内有基岩发育的岩溶，岩溶中等发育，岩溶发育深度在隧道开挖范围内或接近隧道结构底板，对本工程影响较大。
（3）软土：软土地层广泛分布于区间隧道开挖范围的地质单元体，呈透镜状分布，具有孔隙比大，含水量高，压缩性大，承载力低等特征，工程性能差，对盾构施工不利。
2盾构机姿态控制和影响参数
2.1推力对掘进的影响
（1）如果推进过程中出现一侧推力比另一侧推力大，但推进油缸的行程显示却是推力小的一侧变化快，这种现象多出现在小半径施工，增加推力，使得压差变大，以满足转弯的需要，用降低掘进速度的办法来保证掘进的连续性，同时也避免刀盘被卡死，在昆明轨道交通3号线，推力一般控制6500KN~12000KN之间。
⑵管片拼装的好坏会影响推进油缸的有效推力，所以要充分挖掘盾构机的有效推力，要避免不必要的推力损失，这也解释了为什么有时加大推力而速度依然无法获得提升。
2.2铰接对掘进的影响
在纠偏过程中一侧的铰接拉得太长是件很头痛的事情，收铰接会加大不利的趋势，严重时这环的纠偏可能前功尽弃，一定要做到收铰接时间不可太长，压力不要太高，尽量把趋势从正值纠到负值（或负值到正值），并使之过2个趋势点再收铰接，这样就会把姿态调到了有利的一侧，这时收铰接才会对姿态纠偏起到事半功倍的效果。
2.3速度对掘进的影响
⑴如果掌子面裂隙水丰富，