盾构曲线始发施工技术.pdf
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1、云南水力发电YUNNAN WATER POWER10第 40卷第 1期0 引言深圳地铁 7 号线 7306 标段 5 站 5 区间,全部为盾构区间,盾构区间沿线地形、地质条件复杂,周边建筑物密集、老旧,且隧道下穿越河流、湖泊、公路、铁路等1。隧道 5 区间采用 9 台盾构同时掘进,有 5 台盾构在曲线上成功始发,其中:最小始发曲线半径仅有 390 m,曲线进入缓和曲线的长度达 77.9 m,线路中线和隧道中线在此处(DK24+771.397)的偏移量为右偏 9 cm,针对该线型,在过中经过反复计算、对比分析,有效的控制了盾构掘进线型和施工安全,并总结了盾构曲线施工技术,该施工技术在深圳地铁 7
2、 号线7306 标施工过程中应用是成功的,7 号线 7306 标段施工布置示意图见图 1。1 盾构曲线始发施工方法1.1 曲线始发的特点1)盾构机在始发托架上无法调向,只能在盾尾脱出始发架后方可调向。2)始发托架及反力架中心线和线路中心线不重合,需根据曲线参数另行计算始发台轴线。通常有:切线始发和割线始发。3)预埋洞门钢环时需考虑隧道线路设计超高、偏移量。在始发架安装前对预埋钢环进行检测,盾构曲线始发施工技术唐德平(中国水利水电第十四工程局有限公司,云南 昆明 650041)摘要:地铁施工多在人口及建筑密集的地方,施工条件受限,在地铁线路设计时经常会选择在曲线上始发和接收,容易造成盾构进洞和出
3、洞结构超限、洞门涌水或垮塌。为了防止此类事件发生,保质保安全的完成曲线上始发和接收,该盾构曲线始发施工技术,在盾构施工中经常会应用到,深圳地铁 7 号线 7306 标的 9 台盾构机,有 5 台在曲线上始发,取得了良好的技术效果、经济效果,获得了良好社会信誉。关键词:盾构曲线;始发;施工技术;盾构进洞中图分类号:U455.43文献标识码:B文章编号:1006-3951(2024)01-0010-06DOI:10.3969/j.issn.1006-3951.2024.01.003Construction Technology of Shield Tunneling Curve StartTANG
4、 Deping(POWERCHINA SINOHYDRO ENGINEERING BUREAU 14 CO.,LTD.,Kunming 650041,China)Abstract:Subway construction is mostly carried out in densely populated and built-up areas,with limited construction conditions.When designing subway lines,it is common to choose to start and receive on curves,which can
5、 easily cause the shield tunneling in and out of the tunnel structure to exceed the limit,water inrush or collapse at the tunnel entrance.In order to prevent such incidents from occurring and complete the initiation and reception on the curve with quality and safety,this shield tunneling curve initi
6、ation construction technology is often applied in shield tunneling construction.Among the 9 shield tunneling machines of Shenzhen Metro Line 7 Bid 7306,5 of them started on the curve and achieved good technical and economic results,gaining a good social reputation.Keywords:shield tunneling curve;sta
7、rt;construction technology;shield tunneling收稿日期:2023-11-07作者简介:唐德平(1972-),男,云南曲靖人,工程师,主要从事技术、施工、监控量测管理工作。*唐德平 盾构曲线始发施工技术11洞门密封。4)盾构机 VMT 自动导向系统显示的始发前姿态是偏离隧道中线的,但要和人工测量姿态一致。适用于所有盾构曲线始发。1.2 施工方法1.2.1 工艺流程盾构始发流程为:始兴端头地层加固安装始发基座盾构组装、空载调试安装反力架、洞口洞门密封安装负环管片、盾构负载调试盾尾通过洞口密封后进行注浆回填盾构掘进与管片安装。1.2.2 端头加固盾构机始发前要
8、对盾构井端头进行加固,防止端头地层发生垮塌和涌漏水等意外情况,根据始发和到达端头的工程水文地质、结构形式进行分析和判断,决定洞门是否进行加固处理。端头加固的方式有静压注浆、高压旋喷桩、搅拌桩、冷冻等形式2。加固前需进一步核实加固段的地下管线、人防设施、地下构筑等情况,必要时对地下管线进行保护,并在施工全过程进行监测。加固工作要在始发和接收前 1 个月以前完成,并对加固质量进行检测(强度和渗水量检查),加固时要注意钻杆掉落,如有掉落要及时取出,以避免影响盾构掘进。1)强度检查。在端头加固处理后,需进行钻孔取芯试验,检查地层加固效果。检查取芯试件的无侧限抗压强度和内聚力。2)渗水检查。盾构井端头要
9、进行土体加固止水效果检查,在盾构机进出洞前进行,首先用水平钻在盾构井隧道端头钢环内上、中、下、左、右处各钻 1 个水平孔,孔深比加固段长度小 1 m左右,检查各孔渗水量,各孔渗水量总和要小于10 L/min。再在加固区前端钻 2 个垂直孔检查渗水量要小于 2 L/min,孔内水位不能高于隧道中心标高3。检查孔检查合格后,采用低强度水泥砂浆封堵4。3)补救措施。当盾构井端头渗水量检查结果不能满足要求时,洞门环严禁破除,要根据检查结果和地层条件确定进一步加固措施,一般采取压密注浆加固。必要时采取管井降水辅助措施。1.2.3 洞门钢环安装、盾构井形体检测洞门安装是在浇筑盾构井结构混泥土时安装5,安装
10、时要考虑设计线路超高和偏移量,盾构机下井前对盾构井结构形体和洞门钢环采用全站仪进行检测,并根据盾构机盾首、盾尾、后背台车的尺寸确定结构尺寸能否满足下井条件。1.2.4 曲线上始发托架定位与安装盾构机在曲线上始发,始发托架的定位很重要,曲线始发方式主要有切线始发、割线始发2种,首先根据隧道设计轴线找出最佳切线、割线方向线,然后根据洞门中心位置反推出始发台的空间位置进行始发台托架定位和安装,因盾构机自身重量较重,始发时始发台座要承受盾构掘进时约束盾构旋转的扭矩和纵、横向的推力,故始发台托架必需安装牢固。盾构始发托架定位示意图见图 2,割线和切线始发示意图见图 3。在始发台座安装时要考虑在台座前端留
11、有0.8 1 m 的空间,前端轨道高程抬高 1 2 cm,?图 1 7 号线 7306 标段施工布置示意图12云南水力发电2024 年第 1 期中心 M 点在安装前要进行现场实测,根据实测的坐标进行定位。假定盾构机掘进离开始发台后到达隧道中线最佳点 Q,使 QM 的连线中距隧道中线的距离最大值最小,则使用该两点 Q、M 的连线作为始发台座的中心线。根据 M 点坐标,通过坐标正算,就可得到始发台后端的中线坐标 S。则可以看到 S 点距隧道中线有一个偏移值 SS,该偏移值是预设的不用考虑,只需将始发台后端定位到 S 点即可。?图 3 割线和切线始发示意图?图 2 盾构始发托架定位示意图以便盾构机始
12、发前进行刀盘检查和防止始发时盾构机“磕头”。因盾构机的特点,在始发台上盾构机无法调向,也就说盾构机在始发台上盾尾脱出前只能直线掘进,如果曲线半径过小,掘进隧道结构容易超限。这就要根据洞门钢环位置、始发架、反力架、后背台车的尺寸,采用切线或是割线法,假定盾构机在台座上不调向的一段长度,以洞门钢环中心为旋转支点旋转与洞内洞轴线相交,找到洞轴线上一个最佳点,使该点和洞门中心的连线中距设计隧道中线的最大值最小,以该两点的连线作为始发台座定位的中心线,洞门钢环中心坐标为基点,反算始发托架的定位坐标即可定位。盾构始发台定位方法示意图见图 4,洞门钢环?图 4 盾构始发台定位方法示意图始发台托架导轨高程的确
13、定:以图 5 为例,根据盾构厂家提供的设计参数:盾构机刀盘半径为3.24 m,经现场实测始发托架导轨间距为2.76 m。经计算得:盾构机前体圆心 O1到始发台导 轨 B1的 垂 直 距 离 为 O1A1=(3.242-1.382)=2.931 4 m。?图 5 盾构始发台导轨示意图导轨中心高程 B1=O1高程-2.931 4 m。始发托架定位安装注意事项如下。唐德平 盾构曲线始发施工技术131)始发台托架的尺寸在安装前要进行现场量取,因不同盾构机和不同始发方式,始发台座经过多次始发等因素会产生变形,因此定位前要人工现场量取导轨中心的尺寸。2)盾构机设计时重心在前体,盾构机掘进时刀盘容易产生“磕
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