盾构机的姿态控制及纠偏.ppt

盾构机的姿态控制及纠偏 一、姿态控制 1、姿态控制基本原则 以隧道轴线为目标，根据自动测量显示的轴线偏差和偏差趋势，把偏差控制在设计范围内，同时在掘进过程中进行盾构姿态调整确保不破坏管片。通俗的说就是“保头护尾” 2、盾构机方向控制 通过分组油缸的推进力和推进行程从而实现盾构的左转、右转、抬头、低头和直行。 方向控制要点 1）控制基点：以盾尾位置为控制基点 2）调节量控制：一环掘进调节10mm较为合理，线性最佳。 3）趋势调节：趋势调节不能变化太大，急于纠偏，大趋势变化由大方位变化而来。 4）铰接操作：铰接油缸位置总处于最大伸出与最小缩回行程之和。满足铰接弯曲 二、姿态控制技术 1、盾构机滚动控制 1）改变刀盘旋转方向 2）改变管片拼装左右交叉先后顺序 3）调整两腰推进油缸轴线，使其与盾构机轴线不平行。 4）当旋转量较大时可在切口环和支撑环内单边加压重 2、盾构机上下倾斜和水平倾斜 1）倾斜量应控制在2%以内 滚动角应控制在10mm/m,滚动角太大，盾构机不能保持正确的姿态，影响管片的拼装质量。可通过反转刀盘来减小刀盘的滚动角 2）通过应用盾构千斤顶逐步纠正 如果盾构机向右偏，可提高右侧千斤顶的推力；反之亦然，如果盾构机向下偏，则提高下部千斤顶的推力；反之亦然。 三、盾构机姿态控制一般细则 1、在一般情况下，盾构机的方向偏差应控制在20mm/m之内，在缓和曲线段及园曲线段，盾构机的方向偏差量应控制在30mm/m以内, 曲线半径越小，控制难度越大。 这将受到设备状况，地质条件和施工操作等方面原因的影响。当开挖面图提交均匀或软硬上下相差不大时，保持盾构机轴线与隧道设计轴线平行较容易。方向偏角应控制在5mm/m以内，特殊情况下不宜超过10mm/m；否则，会因盾构急转弯过急造成盾尾间隙过小破坏盾尾刷和管片错台破裂漏水。 2、当盾构机遇到上硬下软土层时，为防止盾构机机头下垂，要保持上仰姿态；反之保持下俯状态。掘进时要注意上下两段及左右两侧的千斤顶形程差不能相差太大，一般控制在20mm以内, 特殊情况下不能超过60.mm。 3、当开挖面内的左，右低层软硬相差很大而且又处于曲线段时，盾构机的方向控制比较难。此时，可降低掘进速度，合理分配各区的千斤顶推理，必要时，可将水平偏角放宽到10mm/m，以加大盾构机的调向力度。当以上操作无法将盾构机的姿态跳到合理位置时，将考虑实用仿行刀。 4、在曲线掘进时，管片易望曲线外侧偏移，因此，一般情况下让盾构机往曲线内侧偏移一定量。根据曲线半径不同，偏移量通常取10-30mm。即盾构机进入缓和曲线和曲线前，应将盾构机水平位置调整至0mm，右转弯掘进逐步增加至+20mm，左转弯则调整至-20mm。以保证隧道成型后与设计曲线基本一致。 5、在盾构机姿态控制中，推进油缸的形程控制是重点。对于1.5米宽的管片，原则上推进油缸的形程在1700-1800mm之间，形程差控制在0~50mm之间。形程过大，则盾尾刷容易露出，管片脱离盾尾较多，变形较大，以导致管片姿态变差；形程差过大，以导致盾尾与盾体之间的夹角增大，铰接油缸形程差加大，盾构机推力增大，同时造成管片的选型困难。 6、铰接油缸的伸出长度直接影响掘进时盾构机的姿态，硬减小铰接油缸的长度差，尽量控制在30mm以内，将铰接油缸的形程控制在40-80mm之间为宜。 四、盾构机的纠偏措施 盾构机在掘进时总会偏离设计轴线，按规定必须进行纠偏。纠偏必须有计划、有步骤地进行，切忌一出现偏差就猛纠猛调。盾构机的纠偏措施如下： 1、盾构机在每环推进的过程中，应尽量将盾构机姿态变化控制在+—5mm以内。 2、应根据各段地质情况对各项掘进参数进行调整。 3、尽量选择合理的管片类型，避免人为因素对盾构机姿态造成过大的影响。严格管片拼装质量，避免因此而引起的对盾构机姿态的调整。 4、注意控制盾构机的滚角值 5、在纠偏过程中掘进速度要放慢。 6、当盾构机偏离理论较大时，纠偏和俯仰角的调整力度控制在5mm/m，不得猛纠猛调 7、姿态偏离轴线调整推进千斤顶油缸压力和行程逐步纠偏。 8、纠偏时要注意盾构机姿态，控制住设计轴线中心±20mm以内，间隙要均匀平衡。 盾构姿态蛇行变化，主要是通过调整盾构分区推力来实现的。盾构姿态调整，要在各种地质情况下推力参数基础上，加大局部推力或把另外两个或者三个方向的推力降低，来调整姿态。。 除了通过推力调整盾构机姿态外，还可以调整盾尾间隙，如盾尾上半部间隙小就适应加大A区域推力，千斤顶行程和盾尾间隙相应跟着变大。当盾构姿态纠偏的方向与盾尾间隙纠偏方向相反，要权衡哪方面对质量影响较大，如果盾构姿态偏差变大不会造成“侵限”，可以考虑调整盾尾间隙，在调整间隙过程中，千斤顶行程差会相应变化，再结合转弯环管片调整行程差，否则隧道的偏移量跟不上盾构机的纠