发布时间 : 星期日 文章浅析盾构过小曲线段施工技术更新完毕开始阅读
附表1
优秀论文申报表
题 目 申报单位 姓名 裴鲁光 作 者 论文依托项目背景及完成时间 浅析盾构过小曲线段施工技术 中铁十四局集团隧道公司 单位 中铁十四局集团隧道公司 职务职称 助理工程师 论文依托项目背景：以北京地铁6线大南东盾构区间为工程背景 完成时间：2013年11月 论文发表及获奖记录 无 论文摘要 盾构沿小半径曲线掘进，难度最大的问题是隧道轴线控制。该文主要介绍北京地铁盾构施工中盾构姿态控制的基本方法。最重要途径是采用铰接盾构，勤测勤纠，合理控制盾构掘进参数。 申报单位 对论文的 综合评价 论文结合工程实际进行总结，对类似工程有很强的指导意义，且实用价值很大，同意申报。 单位评审 上报意见 及申报等级 （盖章） 年 月 日 集团公司评审意见 （盖章） 年 月 日 填报单位：中铁十四局集团隧道公司 填表人：裴鲁光
浅析盾构过小曲线段施工技术
裴鲁光
（中铁十四局集团有限公司 济南 250002）
摘要：盾构沿小半径曲线掘进，难度最大的问题是隧道轴线控制。该文主要介绍北京地铁盾构施工中盾构姿态控制的基本方法。最重要途径是采用铰接盾构，勤测勤纠，合理控制盾构掘进参数。
关键词：小半径曲线隧道，盾构姿态控制 1、工程概况
南锣鼓巷站～东四站（以下简称南～东区间）区间,由南锣鼓巷站东端向东至盾构始发井之间为暗挖区间，区间长度13.32m，采用矿山法施工；右线由盾构始发井向东至东四站西端盾构接收井为盾构法区间；左线由盾构始发井位于右线始发井东侧35m处，为盾构法区间。左右线隧道叠落状向东走向，左线在上右线在下。平面上隧道向东出发后接半径300m曲线折向南，沿北河沿大街南行，再接半径300m曲线折向东，与东四西大街顺行至东四站西端盾构接收井。左右线隧道逐渐分离，最终并行。纵剖面上，随着平面上两限分离，左线逐渐降低、右线先降低后抬高，最终两线基本等高前进。左线埋深18.8～26.8m，右线埋深13.7m ～26.8m。隧道先施工叠落段位于下方的右线，后施工左线，方向均为自西向东。
本区间在南锣鼓巷站东设两个盾构始发井、中间三个联络通道和两个泵站、东四站西侧设盾构接收井。
根据现场实际情况，区间右线不具备盾构整体始发条件。区间右线在始发阶段只能采用分体始发的方式施工。在完成盾构始发井及矿山法隧道施工后，将盾构机主机和部分双轨梁下至盾构井内。后配套在地面组装。将主机和在地面上的后配套通过管线连接。从盾构井中双轨梁的中间出土和下管片。如此可以进行分体始发。
盾构法是地铁隧道施工中比较先进的施工方法，与传统功法相比，它能够避免对城市地面、路面的占用，施工机械化、自动化、信息化程度高，施工速度快，环境好，较安全。 2、质量问题分析
盾构法施工除管片等半成品可能存在质量问题外，在施工过程中，盾构机的操作不当是引起盾构工程质量的重要原因。主要反映在盾构姿态偏差和管片拼装质量问题。本文就盾构姿态控制问题谈几点体会。
盾构姿态控制与纠偏就是指如何合理进行操作，是盾构机沿着设计隧道轴线前进，当盾构轴线偏离设计轴线时又如何操作使其尽快回到设计轴线上来。依据已有的经验，在土质较好的土层中直线掘进是，只要控制好掘进速度，保持好土压以及及时的测量，并严格按照测量数据进行操作就可以比较好的进行盾构姿态的控制。
但是由于土质不是绝对均一的，而且局部地层存在着软硬混合，以及小半径曲线段施工中，盾构都容易出现偏离轴线的情况，实际工程中通常按照下面的方法来控制盾构机的姿态。
保证每一道工序都严格按照测量数据进行，从洞口钢环的安装到始发托架的加固，都严格按照设计轴线进行施工，以确保盾构推进有一良好的开端。
测量人员须依照详细准确的测量导线做到勤测勤量，且经过仔细的核算得出报表，以确保盾构姿态的每一个数据。
对推进的每一个技术参数加以控制，当出现偏离轴线时，必须做到以下几方面的工作。 严格控制盾构机以较低的速度匀速掘进，通过螺旋输送机的转数来控制掌子面土压，加上千斤顶的推力使盾构机体受到一个旋转力，使其改变推进方向。
根据测量数据以及盾构机检测装置反应的数据，使盾构操作人员进行千斤顶选择。一般是盾构机偏向哪一侧，则选择另一侧的千斤顶进行推进。拼装手每拼装完成一环应及时测量盾尾间隙，以确保是否后如何操作来改变这些数值。
当偏离较多时，可以使用设备上的铰接装置来调节。 3．小曲线隧道盾构掘进的控制
盾构始发段平面位于300m半径小曲线之上，施工中如何控制控制盾构平面轴线位置，是始发段施工控制的重点。施工中采取以下措施： 3.1超挖量控制
盾构机刀盘两侧有两把仿形刀，超挖范围为100mm。在曲线施工时，可根据推进轴线情况进行部分超挖。超挖量越大，曲线施工越容易。但是，超挖会使同步注浆浆液因土体的松动绕入开挖面，加上曲线推进时反力下降的因素，会产生隧道变形增大的问题。因此超挖量最好控制在超挖范围的最小限度内。仿形刀的使用：仿形刀的使用效果将直接影响盾构机铰接装置的作用， 超挖量过大将严重地扰动土体， 过小将不能充分发挥铰接装置的作用， 以至达不到所要求设计轴线的半径。
对于300m半径曲线，原则上无需使用仿行刀即可满足要求。在进行纠偏作业，确实需要使用仿行刀时，可以通过计算确定仿行刀的超挖距离和角度。 3.2铰接
盾构机铰接装置的使用：使用盾构机的铰接装置，可以使得盾构机的前筒、后筒与曲线趋于吻合， 预先推出弧线态势， 为管片提供良好的拼装空间。本工程盾构机所使用铰接为主动铰接，根据曲线半径和盾构机的尺寸计算出与盾构机长度及曲线半径相吻合的铰接角度，盾尾进入土体约50cm后立即进行设置。经计算曲线外侧铰接千斤顶伸长量应比曲线内侧长85mm，在整个始发过程中均按照此值设置。
由于盾构机增加了铰接部分，使盾构切口至支撑环，支撑环至盾尾部形成活体，增加了盾构机的灵敏度，可以在减少推进时超挖量的同时产生推进分力，确保曲线施工的推进轴线
控制。 3.3二次注浆
为了减小盾构掘进时对已成隧道受到水平分力的影响，在圆曲线范围内利用管片注浆孔对弧线外侧土体进行双液浆补浆，提高土体强度，抵抗水平分力。 3.4严格控制盾构的正面平衡压力
盾构在穿越过程中须严格控制切口平衡压力，使得盾构切口处的地层有微小的隆起量（0.5-1mm）来平衡盾构背土时的地层沉降量。 3.5严格控制同步注浆量和浆液质量
由于曲线段推进增加了曲线推进引起的地层损失量及纠偏次数的增加导致了对土体的扰动的增加，因此在曲线段推进时应严格控制同步注浆量和浆液质量，在施工过程中采用推进和注浆联动的方式，确保每环注浆总量到位，确保盾构推进每环浆液均匀合理的压注，确保将夜配比符合质量。 3.5严格控制管片选型
管片类型（标准环、左转环或右转环）和C块位置由盾构司机测量、计算确定。主要影响因素：
（1）盾尾间隙
盾尾间隙左大右小，则考虑选用左转环；右大左小，则考虑使用右转环。 （2）千斤顶油缸行程差
当左侧油缸行程大于右侧油缸行程时，考虑使用右转环；反之考虑左转环。即哪边油缸行程短，则考虑管片向哪边转。
（3）铰接油缸行程差
当左侧铰接油缸行程大于右侧油缸行程时，考虑使用右转环；反之考虑左转环。即哪边铰接油缸行程短，则考虑管片向哪边转。
以上三条有可能相互冲突，根据现场实际情况，设定各个因素的计算权重，最终计算出管片的类型及拼装点位。 3.6严格控制管片拼装质量
管片拼装是盾构法隧道施工的一个重要工序，管片拼装是用环、纵向螺栓逐块将高精度预制钢筋混凝土管片组装而成。本工程管片按转角楔形量分为标准环、左转环及右转环，以适应盾构掘进线型，施工时需根据需要选择合适的管片。 4.影响盾构掘进姿态的因素
（1）控制土压的设定：土压的设定是根据覆土厚度、土体内摩擦角、土体容重来确定的。一般在纠偏时，土压的设定值比较大，这样有利于土体对机头的反作用力将机头托起。
（2）土质变化：盾构在粘土层掘进时，盾构姿态较易控制，在砂土层容易栽头。 （3）地下水含量的变化：地下水较多时，土体松软