盾构姿态及沉降控制实例总结课件.ppt
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1、盾构泥水平衡姿态及沉降控制实例总结,主 要 汇 报 内 容,集团有限公司玛丽市轨道交通1号线二期工程土建施工三标段项目经理部,二、泥水盾构掘进姿态控制,一、工程概况,三、泥水盾构掘进施工沉降控制,四、施工总结,集团有限公司玛丽市轨道交通1号线二期工程土建施工三标段项目经理部,一、工程概况,玛丽轨道交通1号线二期工程土建施工三标段包括1站2区间,位于玛丽市松北区,线路北起河口大世界站(不含),斜穿松北大道后沿太阳大道穿行,过玉湖站后南行相继穿越太阳桥、松花江后到达人民广场站(不含)。,1.1 工程概况,玉湖站人民广场站区间左线长1923.6m,右线长1903.2m,设置 2个联络通道,1个联络通
2、道及泵房。区间隧道外径6200mm,采用2台泥水平衡式盾构机施工;线路出玉湖站后向东下穿金水河河滩、金水河、太阳桥、松花江后到达人民广场站。线路平面呈反S形,共设置两个曲线,曲线半径分别为R=400m、R=450m;线路纵向呈“V”型,最大坡度30,覆土厚度约12-24m。,1.2河玉区间设计概况,玉湖站-人民广场站区间盾构穿越的地层主要有中砂、细砂、粉质粘土、黏土、中砂、粗砂层。区间隧道顶板距离松花江河道底部冲刷线最小距离14.4m。松花江水深3-6米。,1.3 工程地质条件,集团有限公司玛丽市轨道交通1号线二期工程土建施工三标段项目经理部,二、泥水盾构掘进姿态控制,集团有限公司玛丽市轨道交
3、通1号线二期工程土建施工三标段项目经理部,2.1 盾构掘进姿态,盾构掘进姿态控制内容,盾构机的姿态控制简言之就是,通过调整推进油缸的几个分组区的推进 油压的差值,必要时结合铰接油缸的调整,使盾构机形成向着轴线方向的趋势,使盾构机三个关键节点,切口、铰接、盾尾尽量保持在轴线附近。以隧道轴线为目标,根据自动测量系统显示的轴线偏差和偏差趋势,进行盾构姿态调整,将姿态偏差控制在设计范围内(50mm)。,集团有限公司玛丽市轨道交通1号线二期工程土建施工三标段项目经理部,2.1 盾构掘进姿态,盾构掘进姿态形式水平姿态类型:盾构掘进过程中的水平姿态根据盾构机和设计轴线间的相对位置关系可分为下图所示的9种类型
4、;盾构机垂直姿态类型与水平姿态相同。,盾构姿态,设计轴线,集团有限公司玛丽市轨道交通1号线二期工程土建施工三标段项目经理部,2.1 盾构掘进姿态,盾构掘进姿态的主要影响因素1、地质条件:在软土层或软硬不均等复杂地质条件下,盾构刀盘受力不均匀,将会导致姿态发生蛇形现象。2、刀具磨损:盾构机刀具磨损严重,将会减小开挖面直径,缩小盾构机调整空间,难以控制掘进姿态。3、特殊地段:在小半径水平曲线或大坡度竖直曲线段掘进,需要频繁纠偏,千斤顶对管片产生反作用力4、注浆工艺:注浆压力和数量不均匀,会导致管片姿态、掘进姿态发生偏移或仰俯。5、管片选型:需始终保证管片与盾构尾部姿态一致,防止盾尾间隙过小,影响盾
5、构姿态调整6、测量误差:自长距离掘进过程中,测量累计误差会影响导向系统的真实性,影响盾构姿态纠偏的指导性。,集团有限公司玛丽市轨道交通1号线二期工程土建施工三标段项目经理部,2.2河玉区间左线掘进姿态控制情况,河玉区间左线设计曲线情况,河玉区间左线平曲线数据要素,备注:左线隧道总长:1923.972m XK15+371.317=XK15+350 短链长度21.317m,集团有限公司玛丽市轨道交通1号线二期工程土建施工三标段项目经理部,2.2河玉区间左线掘进姿态控制情况,河玉区间左线设计曲线情况,河玉区间左线竖曲线数据要素,集团有限公司玛丽市轨道交通1号线二期工程土建施工三标段项目经理部,2.2
6、河玉区间左线掘进姿态控制情况,R400m曲线段情况,河玉区间R400m右转弯段隧道照片,环号:+34+537环,平曲线R=400,长=605米,竖曲线:最大-25下坡段。,(本标段设计要求成型隧道建筑界限不超150mm),集团有限公司玛丽市轨道交通1号线二期工程土建施工三标段项目经理部,2.2河玉区间左线掘进姿态控制情况,R400m曲线段姿态控制情况河玉区间始发后36环537环为R450m曲线段,成型隧道质量,错台、渗漏水控制良好,成型隧道轴线控制均在设计要求范围内。但是在掘进过程中,盾构垂直姿态最大值为偏上122mm偏下-70mm,水平偏差最大值为偏右79mm,偏左-86mm;,166环后端
7、偏上122mm,169环前端偏下-70mm,365环后端偏右79mm,539环前端端偏右79mm,36环前端偏左-86mm,河玉区间R400m右转弯段盾构掘进姿态,集团有限公司玛丽市轨道交通1号线二期工程土建施工三标段项目经理部,2.2河玉区间左线掘进姿态控制情况,R400m曲线段姿态偏差原因分析对主动铰接盾构认识理解以及操作不到位,导致姿态出现偏差,且姿态波动较大。主动铰接与被动铰接盾构差异,集团有限公司玛丽市轨道交通1号线二期工程土建施工三标段项目经理部,2.2河玉区间左线掘进姿态控制情况,主动铰接与被动铰接盾构姿态调整差异,铰接受力情况对比,被动铰接:由前盾承受盾构千斤顶推力,主动铰接:
8、由后盾承受盾构千斤顶推力,盾构姿态调整区别:主动铰接摆头,被动铰接甩尾,集团有限公司玛丽市轨道交通1号线二期工程土建施工三标段项目经理部,2.2河玉区间左线掘进姿态控制情况,盾构主动铰接控制要点对于不同曲率半径时,铰接角度及铰接行程差选择不同;掘进期间需时刻关注盾构姿态变化趋势,了解盾构姿态变化的延迟性,及时调整铰接角度,防止纠偏过量,盾构机姿态出现蛇形。,铰接角度调整面板,集团有限公司玛丽市轨道交通1号线二期工程土建施工三标段项目经理部,盾构主动铰接水平角度理论参考表,集团有限公司玛丽市轨道交通1号线二期工程土建施工三标段项目经理部,1、掘进时主动铰接油缸行程的最佳位置应设置在最大行程的1/
9、2+10%。2、在转弯时动主动铰接不要一次动到位,要每掘进10cm主动铰接动3-5mm。3、在刀盘未转动时禁止动主动铰接铰接。(除土仓加压回退刀盘时)4、主动铰接要根据推进分区油压的压差随时进行调整,不能像被动铰接只要行程不拉长就不管它。5、盾构直线掘进时主动铰接油缸的行程最好设置为下油缸行程和上油缸行程应有20-30mm的行程差(经验),以利于推进分区上、下区压差不超过30%。,盾构主动铰接使用注意事项,集团有限公司玛丽市轨道交通1号线二期工程土建施工三标段项目经理部,直线段掘进姿态控制河玉区间左线700800环掘进过程中,垂直姿态出现最大值为盾构机后端偏上136mm,水平姿态均在50mm以
10、内;,744环后端偏上136mm,718环后端偏上76mm,河玉区间600-1200环盾构掘进姿态统计图,2.2河玉区间左线掘进姿态控制情况,集团有限公司玛丽市轨道交通1号线二期工程土建施工三标段项目经理部,原因分析:隧道处于直线下坡段,盾构姿态态理应易控制,但实际掘进工程中,发现较多黏土。据地勘资料显示如下图:此区域地质多层,底部部分黏土,但实际分离出的黏土夹杂碎石,黏土量超过地勘报告数量,上层地层松软砂层,致盾构抬头,采取有效纠偏措施滞后,向下调整时,盾尾垂直向上偏离100mm。,7-3黏土,2-4-1中砂,7-2中砂,盾构机,分离设备筛分此地段照片,此地段地质剖面图,2.2河玉区间左线掘
11、进姿态控制情况,集团有限公司玛丽市轨道交通1号线二期工程土建施工三标段项目经理部,现场采取具体措施:(1)加大上部油缸推力,加大上下侧行程差,达到纠偏效果。(2)为确保盾构机姿态,且防止管片上浮,主要利用上方两个注浆管(1#和4#注浆孔)进行同步注浆。(3)盾构姿态还要继续纠偏,加大盾构前端向下趋势才能纠偏,盾尾趋势变大,但对于741-748环,安排测量人员,每环测量高程,推出盾尾后,再测量高程,按照以上措施试掘进一环后,虽盾尾趋势变化,但管片上浮量很小,能够确保管片姿态不会加大.纠偏在可控范围,推至757环姿态已满足要求,姿态为刀盘-19mm,盾尾43mm。,盾构掘进时姿态线型示意图,2.2
12、河玉区间左线掘进姿态控制情况,集团有限公司玛丽市轨道交通1号线二期工程土建施工三标段项目经理部,河玉区间左线8001287环为江中段;姿态控制良好,均在50mm以内;,总结:(1)主司机对中交天和盾构机及主动铰接使用已经灵活掌握。(2)地层以中粗砂为主,相对均匀,易于线型控制。(3)将盾构掘进线路以30mm为姿态控制标准。姿态超过30mm时,立即上报项目总工,调节 合适的主动铰接角度纠偏,超50mm时停机,分析原因,现场组织专题会制定措施,采取纠偏措施确保施工达到规范范围内。(4)勤测管片姿态,测量频率加强至每天一测,每环一测。,2.2河玉区间左线掘进姿态控制情况,集团有限公司玛丽市轨道交通1
13、号线二期工程土建施工三标段项目经理部,R450m曲线段设计情况河玉区间左线1345环-1523环为左转弯R450m圆曲线段;,2.2河玉区间左线掘进姿态控制情况,人民广场站站,1345环,1523环,盾构,2-4中砂,竖曲线:30%上坡地段;地层:主要为2-4密实砂层,标贯值大于31。,集团有限公司玛丽市轨道交通1号线二期工程土建施工三标段项目经理部,R450m曲线段掘进姿态控制掘进期间垂直姿态未超限,水平姿态在1433环开始偏离设计曲线,1485环水平偏差达到最大值702mm;盾构姿态严重超限。随后由设计院对线路进行修正,调整线路后盾构水平姿态为偏右177mm。,1492环调线后后端偏右17
14、7mm,1485环偏右702mm,1420环前端偏右116mm,1396环后端偏左-96mm,河玉区间R450m曲线段盾构掘进姿态,1357环前端偏右111mm,2.2河玉区间左线掘进姿态控制情况,集团有限公司玛丽市轨道交通1号线二期工程土建施工三标段项目经理部,R450m曲线段姿态严重超限原因分析河玉左线R450m曲线段掘进产生姿态严重超限的主要原因有以下几点:刀盘边刮刀磨损由于长距离砂层掘进导致刀盘边刮刀严重磨损,掌子面开挖轮廓不足,造成盾构机推力大。(12把边刮刀外侧均磨损25mm左右,磨损部位已于刀座齐平),2.2河玉区间左线掘进姿态控制情况,集团有限公司玛丽市轨道交通1号线二期工程土
15、建施工三标段项目经理部,R450m曲线段姿态严重超限原因分析盾构机脱困与姿态纠偏的矛盾由于盾构机被困,导致盾构机在脱困过程中难以进行姿态调整,加剧姿态超限情况。,正常段推力平均在2500t,曲线段推力均在3500t以上,2.2河玉区间左线掘进姿态控制情况,集团有限公司玛丽市轨道交通1号线二期工程土建施工三标段项目经理部,盾构机被困及脱困情况 河玉区间左线在过江堤前进行盾构机检查维护,停机2天后恢复掘进,推力达到3900T,速度仅有1-2mm/min,采用活动铰接,分区活动推进油缸、后拖车轨道抹黄油减少阻力等方式,均未取得脱困效果。,脱困过程中加辅助油缸,盾构脱困掘进参数,2.2河玉区间左线掘进
16、姿态控制情况,一、长时间砂层停机,砂层收敛包裹盾壳,外部摩擦力增大;二、盾构刀具磨损,掌子面开挖轮廓不足;三、盾构机纠偏铰接角度较大,推进侧向分力较大;四、盾构机处于R450圆曲线且大坡度上坡段;,集团有限公司玛丽市轨道交通1号线二期工程土建施工三标段项目经理部,盾构机被困主要原因,一、加辅助油缸,增加盾构机推进能力;二、采用铰接蠕动方式掘进;三、盾构机径向孔注膨润土,减小盾构机外部摩擦力;四、开启仿形刀,掌子面土体扩挖;(超挖刀伸出模式2*60mm+1*40mm的伸出模式)五、正确搭配转弯环与直线环,确保盾尾间隙,防止管片卡盾尾。,集团有限公司玛丽市轨道交通1号线二期工程土建施工三标段项目经
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- 关 键 词:
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