盾构施工过程蛇形运动纠偏方案doc.docx

一、工程概况泉园一路站~文化东路站区间自泉园一路站起，沿长青街向东南至文化东路站止。区间起止里程为右K20+215.036~K21+257.877，全长1042.84双线米，为单线单洞区间。区间正线线间距15~17米，采用盾构法施工，线路坡度呈“V”字型，覆土厚度约11.3~16米，最大坡度19‰，最小转弯半径800m。区间在右K20+735.00处设置1个联络通道兼泵站，联络通道兼泵站采用矿山法施工。区间基本位于长青街下方，长青街道路红线宽度40米，为城市主干道，双向8车道，交通十分繁忙。区间右线由起点至右K20+345为减振段，轨顶线距结构顶面为900毫米。右K20+345.00~K20+357.00为渐变段，轨顶线距结构顶面由900毫米渐变至840mm，渐变段长度为12m。其余均为标准段，轨顶线距结构顶面为840mm。管片采用预制钢筋混凝土管片，管片外径6000mm，内径5400mm；管片宽度1200mm，管片厚度300mm。二、盾构机纠偏2.1隧道偏差原因隧道偏差出现的原因主要是由盾构机推进偏离造成的，但管片在拼装过程形成的误差也会造成隧道一定的偏离。隧道如果出现偏差，通常通过盾构机配合使用曲线管片进行纠偏。本标段使用的盾构机为土压平衡盾构机，推进千斤顶分为上下左右四区（可单独作用），可以有效的对盾构机的掘进姿态进行纠偏。2.2盾构机的纠偏2.2.1纠正偏离的原则盾构方向控制的基本原则如下：（1）偏离量增大之前及早修正（2）在场地条件受限不能修正，只能按现时方向掘进的场合，通常可提前10～20m控制偏移量；（3）遵循偏离量的管理值和允许值，确定偏离修正方针。2.2.2盾构机纠正偏离的修正为了把施工时的实际偏离量控制在规定的允许偏离量以内，首先应确定偏离量的管理值（允许值的50%～80%为目标，在施工中设定为±50mm），并在该目标范围内修正偏离量进行推进管理。盾构机纠偏时必须确定连续修正偏离的意识，否则将会出现纠偏过量的情况。具体见图2.1-1盾构偏离修正图。图2.1-1 盾构偏离修正图如果在已经发生偏离的场合下修正盾构方向，则因超挖和盾构外周面摩擦的增大，周围地层将发生扰动，致使沉降。在方向控制时，必须先掌握盾构现在在推进方向上的偏离量，其次按可以把偏离量拉回到管理值以内的原则设定方向修正量，即使超过管理值也可以考虑先修正几米的原则进行方向控制。2.3盾构轴线控制　2.3.1决定轴线修正量　　在决定盾构轴线修正量时，应进行盾构位置、轴线变化的模拟，必须明确偏离修正的方针。设盾构推进微小距离△L时，对应的轴线变化角为θ，则对应计划线形的偏离量的变化为δ，由图2可知，δ可按下式计算： δ=δ1+δ2 (1)δ1=(δh0一δt0)?△L／L (2) δ2=δp+L1?sinθ (3)　　δp=R?(1一cosθ) (4) =ΔL?(1一cosθ)／{2?sin(θ／2)}　　式中：δ1——偏离计划轴线差的变位量；δ2——轴线修正的变位量；δh0——掘削面现时偏离量；δt0——盾尾现时的偏离量；δp——盾构旋转位置的变位量。　　必须注意盾构的实际掘进轴线与其姿态、轴线是不一致的。特别是纵断面轴线的盾构高程变化，由盾构自重与地压力的关系可知，盾构的轴线与实际掘进的轴线存在一定的差异。　　在预测盾构位置时，应选用包含这种变化的模型决定轴线修正量。在掌握盾构变化时，应考虑给出某轴线修正量时偏离量变化的实绩值。为此，应作出描绘盾构偏离状态的图面，分析倾向作必要管理。随后用计算机分析处理这种倾向，以定下步的推进管理。图2.3-1盾构位置预测法2.4推进中的轴线变化管理轴线修正量，就平面轴线而言，通常是把轴线角度变化量或者掘削面一盾尾偏离量的变化量，换算成左右推进千斤顶行程的变化量。对纵断轴线而言，同样是换算成上下千斤顶的行程变化量，或者利用顷斜计给出纵向变化量。图2.4-1轴线修正量的计算方法推进中的轴线变化，可通过行程计测得的左右推进千斤顶的行程差；陀螺方位角的变化、倾斜计的纵向角等参数的变化掌握。监视这些推进数据与目标值的对比结果，改变千斤顶的模式控制盾构的轴线。在软地层急弯曲线施工等状况下，由于地层耐力不足的原因，轴线也会稍有变化；在横滑状态下盾构也会向曲线外侧偏离。这种情形下，暂时停止推进，重新测量确认盾构机的位置。2.5盾构推进时轴线控制方法2.5.1盾构纵坡的控制盾构推进过程中的纵坡的控制方法有两种：一种是变坡法，一种是稳坡法推进。1、变坡法：是指在每一环推进施工中，用不同的盾构推进坡度进行施工，最终达到预先指定的纵坡