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双圆盾构施工中转角成因及修正措施
作者:张曙 来源:中国论文下载中心 点击量: 发布时间:2013-7-27 22:34:36
切口处的地层变形关系更直接。在修正双圆盾构的转角时,盾构左右两部分的土压力不同,造成地表的不均匀沉降。另外,为修正盾构偏转,需开启仿形刀对土体进行超挖,由此而形成的建筑空隙,若不及时注浆充填,就可能形成较大的地面变形。

  (3)影响盾构设备的使用

  由于双圆盾构产生转角,使原本处于相对合理位置的各种设备、装置发生位置的移动,从而导致设备的不好使用甚至不能使用。例如,盾构机拼装台上的真圆保持器和螺旋机原本有一定的微小间隙,盾构推进时互不影响,但是,当转角发生且长时间没得到纠正时,加上机器的震动,使螺旋机发生微小的移位,导致真圆保持器无移动空间。

  (4)隧道成型质量

  双圆盾构产生转角,将造成左右隧道的高低差及立柱的倾斜,直接影响建成隧道的受力及质量。若双圆盾构机本身高程控制不佳,加上因转角产生的高程偏差,就有可能影响到隧道的建筑限界。当盾构出现转角时,一般会开启纠偏转千斤顶,并对千斤顶进行有利于盾构纠偏的编组,但是,若千斤顶使用不当,则管片容易碎裂。

  3、盾构转角的修正措施

  由于双圆盾构的左右刀盘是逆向转动的,因此,它不能像单圆盾构机那样通过用刀盘正反转来修正转角,而是采取一套特殊的修正措施。

  M8线双圆盾构机设计转角最大允许值为0.6°(36′),在实际施工中,一般盾构的转角控制范围为0.3°(18′)。

  (1)修正偏转千斤顶

  修正偏转千斤顶本身即为盾构推进千斤顶,主要设置在盾构机的两侧。在进行偏转修正时,千斤顶的油缸可沿圆周方向进行一定量的调整,从而利用千斤顶推力在圆周方向的分力来修正偏转(M8线使用的IHI双圆盾构机,配备了12个修正偏转千斤顶,左右各6个,对称布置,千斤顶最大偏转角度为1°)。

  在使用纠偏千斤顶时,推进千斤顶应尽量多开(保证管片受纠偏千斤顶沿圆周方向的分力的影响小),并应分多次对纠偏千斤顶进行调整(对修正盾构转角效果明显)。

  然而利用偏转修正千斤顶进行修正时,反作用力势必对管片造成反方向旋转,所以,必要时应根据修正的方向,在左右线隧道管片上下部位对角进行同步注浆,既能确保盾构的修正效果,又使管片的姿态保持良好;另外,在使用纠偏千斤顶时,应经常注意千斤顶偏转位置,防止千斤顶移位影响纠偏效果。总之,修正偏转千斤顶的使用应慎重,以免对隧道成型质量造成不良影响。

  (2)千斤顶编组

  由于双圆盾构宽度较大,在满足盾构姿态(平面和高程)的前提下,采用不同的千斤顶的编组形式能一定程度上进行偏转的修正。例如盾构机发生右转时(顺时针转向),尽量多开启左边上部千斤顶和右边下部千斤顶,以达到修正的目的,但应避免引起管片碎裂。

  (3)仿形刀超挖

  利用仿形刀对相应部位的超挖,可改变盾构机偏转方向。当盾构机左转时,开启仿形刀,对盾构机的左上部和右下部进行超挖(见图1),产生一定的施工空隙,利于盾构机修正偏转。在使用仿形刀时,应根据超挖量,相应增加同步注浆量。

  

  图1 仿形刀超挖示意图

  (4)控制出土量

  利用左、右螺旋机的出土量不同达到控制盾构转角的目的。在保证盾构切口处的地面不受影响的前提下,通过扩大左右螺旋机转速的差距来调节左、右螺旋机的出土量。盾构机高程较高的一侧,出土量应相应多一些。

  根据M8线双圆盾构工程的施工经验,要使盾构左转,在左边多出土同时,左下部以及右上部配合进行仿形刀超挖。

  (5)单侧压重

  盾构发生偏转时,在盾构高程较大的一侧加压管片或铅块等重物,使盾构旋转(若管片姿态不好,也可在单侧隧道加压管片,实现管片的旋转),此法简单、实用。

  (6)刀盘转向

  盾构机在掘进过程中,由于土质不同,左右刀盘力矩大小就不同,由此对盾构机造成的偏转影响也不同。因此,可结合盾构机的偏转方向,通过改变刀盘的旋转方向来达到修正偏转的目的。

  三、修正措施使用实效

  在实际施工中,应根据实际情况(结合土质等条件),单项或组合使用盾构转角的修正措施。如M8线110环~131环基本上处

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