小半徑曲線盾構(gòu)工程施工設(shè)計方案

1、地鐵1號線第10標段小半徑曲線盾構(gòu)施工方案中國鐵建編寫:審核：審批：中鐵十九集團地鐵1號線土建工程10標項目經(jīng)理部2011年12月4日目錄1、工程概況 12、盾構(gòu)小半徑曲線施工工藝 12.1工藝流程圖 12.2盾構(gòu)機的適用性 12.3隧道輔助措施 22.4推進軸線預(yù)偏設(shè)置 22.5盾構(gòu)施工參數(shù)選擇 32.6 土體損失及二次注漿 42.7嚴格控制盾構(gòu)糾偏量 42.8盾尾與管片間的間隙控制 42.9盾構(gòu)糾偏及測量姿態(tài)調(diào)整 52.10監(jiān)控量測及信息反饋 73、重難點分析 93.1盾構(gòu)機掘進時隧道軸線控制難度大，糾偏困難 93.2管片容易在水平分離作用下發(fā)生較大的移位，造成管片侵陷現(xiàn)象 .93.3對地

2、層擾動大，容易產(chǎn)生較大的地面沉降 93.4管片之間易發(fā)生錯臺，管片易產(chǎn)生開裂和破損 103.5漏水現(xiàn)象嚴重 104、重難點解決方案 104.1糾偏與隧道軸線控制 114.2控制管片水平移動和侵限 114.3減小對地層的擾動，避免大的沉降 124.4盡量避免大的錯臺和破損 124.5減少漏水 135、勞動力組織 136、機具設(shè)備配置 137、質(zhì)量控制要點 14&安全注意事項 141、工程概況地鐵1號線土建工程10標一共包含一站三區(qū)間的施工任務(wù)。其中永豐路站太湖廣場站區(qū)間包括1個R430m(400n)和一個R430mfi勺平曲線，南禪寺站永豐路站區(qū)間 到達段有1個R350m(360m)的曲

3、線，三陽廣場站南禪寺站區(qū)間在三陽廣場段是1個R300m的曲線。10標的曲線特點是轉(zhuǎn)彎半徑小、且大部分在(6)層土中掘進且穿越大 量的建筑物。盾構(gòu)曲線掘進是施工控制的重點，為了保證有效的進行糾偏、保證隧道拼 裝質(zhì)量(錯臺、碎裂、漏水)、減小地面沉降，特制定本方案。2、盾構(gòu)小半徑曲線施工工藝2.1工藝流程圖工藝流程如圖2-1所示圖2-1小半徑曲線施工工藝流程圖2.2盾構(gòu)機的適用性采用鉸接式盾構(gòu)進行施工。由于盾構(gòu)增加了鉸接部分，使盾構(gòu)切口至支撐環(huán)，支撐 環(huán)至盾尾都形成活體，增加了盾構(gòu)的靈敏度，對隧道的軸線控制更加方便以及管片外弧 碎裂和管片滲水等情況得以大大改善。適當(dāng)?shù)某诹慷軜?gòu)大刀盤上安裝有仿形刀

4、，具有一定的超挖圍。在曲線施工時可根據(jù)推進軸線情 況進行部分超挖，超挖量越大，曲線施工越容易。但另一方面，超挖會使同步注漿漿液 因土體的松動繞入開挖面，加上曲線推進時反力下降的因素，會產(chǎn)生隧道變形增大的問 題。因此，超挖量最好控制在超挖圍的最小限度。鉸接角度滿足要求盾構(gòu)機增加鉸接部分，使盾構(gòu)切口至支撐環(huán)，支撐環(huán)至盾尾都形成活體，增加了盾 構(gòu)的靈敏度，可以在推進時減少超挖量的同時產(chǎn)生推進分力，確保曲線施工的推進軸線控制。管片外弧碎裂和管片滲水等情況得以大大改善。鉸接角度a= (L1+ L2 )X 180/nX R其中L1、L2分別為鉸接盾構(gòu)的前體和后體，R為曲線半徑，a為盾構(gòu)機在小半徑 曲線上的

5、鉸接角度，此角度應(yīng)小于盾構(gòu)機自身的最大鉸接角度。通過固定鉸接千斤頂行 程差來固定盾構(gòu)機的鉸接角度，從而使盾構(gòu)機適應(yīng)相應(yīng)得曲線半徑。鉸接千斤頂行程差 mm千斤頂最大行程差x(左右鉸接角度 deg) /最大左右鉸接角度deg。2.3隧道輔助措施隧道管片壁后注漿加固隧道每掘進完成2環(huán)，對脫出盾尾10環(huán)的管片通過管片的拼裝孔對土體進行二次 壓注加固，圍為管片壁后2.4m。隧道設(shè)縱向加強肋針對小半徑曲線上隧道縱向位移較大，在隧道靠近開挖面后5060m圍管片設(shè)置加強肋以增強隧道縱向剛度，控制其縱向位移。加強肋采用雙拼22a槽鋼用鋼板焊接成型， 用螺栓將其與管片的預(yù)留注漿孔進行連接，從而將隧道縱向連接起來，

6、以加強隧道縱向 剛度。加強螺栓復(fù)緊每環(huán)推進結(jié)束后，須擰緊當(dāng)前環(huán)管片的連接螺栓，并在下環(huán)推進時進行復(fù)緊，克服作用于管片推力產(chǎn)生的垂直分力，減少成環(huán)隧道浮動。每掘進完成3環(huán)，對10環(huán)以的管片連接螺栓復(fù)擰一次。2.4推進軸線預(yù)偏設(shè)置在盾構(gòu)掘進過程中，要加強對推進軸線的控制。曲線推進時盾構(gòu)實際上應(yīng)處于曲線 的切線上，因此推進的關(guān)鍵是確保對盾構(gòu)機姿態(tài)的控制。由于盾構(gòu)掘進過程的同步注漿及跟蹤補注的雙液漿效果不能根本上保證管片后土 體的承載強度，管片在承受側(cè)向壓力后，將向弧線外側(cè)偏移。為了確保隧道軸線最終偏差控制在規(guī)允許的圍，盾構(gòu)掘進時給隧道預(yù)留一定的偏移量。根據(jù)理論計算和相關(guān)施工 實踐經(jīng)驗的綜合分析，同時

7、需考慮掘進區(qū)域所處的地層情況，在小半經(jīng)曲線隧道掘進過 程中，將設(shè)置預(yù)偏量2040mm如圖2-2所示，施工中通過對小半徑段隧道偏移監(jiān)測,圖2-2小半徑曲線段盾構(gòu)推進軸線預(yù)偏示意圖2.5盾構(gòu)施工參數(shù)選擇嚴格控制盾構(gòu)的推進速度推進時速度應(yīng)控制在12cm/min。即避免因推力過大而引起的側(cè)向壓力的增大，又 減小盾構(gòu)推進過程中對周圍土體的擾動。嚴格控制盾構(gòu)正面平衡壓力盾構(gòu)在穿越過程中須嚴格控制切口平衡土壓力，使得盾構(gòu)切口處的地層有微小的隆起量（0.51mm來平衡盾構(gòu)背土?xí)r的地層沉降量。同時也必須嚴格控制與切口平衡壓 力有關(guān)的施工參數(shù)，如出土量、推進速度、總推力、實際土壓力圍繞設(shè)定土壓力波動的 差值等。防

8、止過量超挖、欠挖，盡量減少平衡壓力的波動。其波動值控制在0.02MPa以。嚴格控制同步注漿量和漿液質(zhì)量由于曲線段推進增加了曲線推進引起的地層損失量及糾偏次數(shù)的增加導(dǎo)致了對土 體的擾動的增加，因此在曲線段推進時應(yīng)嚴格控制同步注漿量和漿液質(zhì)量，在施工過程 中采用推進和注漿聯(lián)動的方式，確保每環(huán)注漿總量到位，確保盾構(gòu)推進每一箱土的過程 中，漿液均勻合理地壓注，確保漿液的配比符合質(zhì)量標準。通過同步注漿及時充填建筑 空隙，減少施工過程中的土體變形。注漿未達到要求時盾構(gòu)暫停推進，以防止土體變形。每環(huán)的壓漿量一般為建筑空隙的120%180%，為2.54m3環(huán)，采用厚漿，漿液 稠度1214cm泵送出口處的壓力不

9、大于0.5MPa左右。具體壓漿量和壓漿點視壓漿時 的壓力值和地層變形監(jiān)測數(shù)據(jù)選定。根據(jù)施工中的變形監(jiān)測情況，隨時調(diào)整注漿參數(shù)， 從而有效地控制軸線。2.6 土體損失及二次注漿由于設(shè)計軸線為小半徑的圓滑曲線，而盾構(gòu)是一條直線，故在實際推進過程中，實 際掘進軸線必然為一段段折線，且曲線外側(cè)出土量又大。這樣必然造成曲線外側(cè)土體的 損失，并存在施工空隙。因此在曲線段推進過程中在進行同步注漿的工程中須加強對曲 線段外側(cè)的壓漿量，以填補施工空隙。每拼裝兩環(huán)即對后面兩環(huán)管片進行復(fù)合早凝漿液 二次壓注，以加固隧道外側(cè)土體，保證盾構(gòu)順利沿設(shè)計軸線推進。 漿液配比采用：水泥: 水玻璃=30 :1，水灰比為0.6。

10、二次注漿壓力控制在0.3Mpa以下；注漿流量控制在10 15L/min，注漿量約0.5m3/環(huán)。2.7嚴格控制盾構(gòu)糾偏量盾構(gòu)的曲線推進實際上是處于曲線的切線上，推進的關(guān)鍵是確保對盾構(gòu)的頭部的控 制，由于曲線推進盾構(gòu)環(huán)環(huán)都在糾偏，須做到勤測勤糾，而每次的糾偏量應(yīng)盡量小，確 保楔形塊的環(huán)面始終處于曲率半徑的徑向豎直面。除了采用楔型管片，為控制管片的位 移量，管片糾偏在適當(dāng)時候采用楔形低壓棉膠板，從而達到有效地控制軸線和地層變形 的目的。盾構(gòu)推進的糾偏量控制在 23mm/m針對每環(huán)的糾偏量，通過計算得出盾構(gòu)機左右千斤頂?shù)男谐滩睿ㄟ^利用盾構(gòu)機千 斤頂?shù)男谐滩顏砜刂破浼m偏量。同時，分析管片的選型，針對

11、不同的管片需有不同的千 斤頂行程差。2.8盾尾與管片間的間隙控制小曲率半徑段的管片拼裝至關(guān)重要，而影響管片拼裝質(zhì)量的一個關(guān)鍵問題是管片與 盾尾間的間隙。合理的周邊間隙可以便于管片拼裝，也便于盾構(gòu)進行糾偏。1）施工中隨時關(guān)注盾尾與管片間的間隙，一旦發(fā)現(xiàn)單邊間隙偏小時，及時通過盾 構(gòu)推進方向進行調(diào)整，使得四周間隙基本相同。2）在管片拼裝時，應(yīng)根據(jù)盾尾與管片間的間隙進行合理調(diào)整，使管片與盾尾間隙 得以調(diào)整，便于下環(huán)管片的拼裝，也便于在下環(huán)管片推進過程中盾構(gòu)能夠有足夠的間隙 進行糾偏。3）根據(jù)盾尾與管片間的間隙，合理選擇楔型管片。小曲率半徑段時，盾構(gòu)機的盾 尾與管片間間隙的變化主要體現(xiàn)在水平軸線兩側(cè)，

12、管片轉(zhuǎn)彎正常跟隨盾構(gòu)機，當(dāng)盾構(gòu)機轉(zhuǎn)彎過快時，隧道外側(cè)的盾尾間隙就相對較??；當(dāng)管片因楔子量等原因超前于盾構(gòu)機轉(zhuǎn) 彎時，隧道側(cè)的盾尾間隙就相對較小。因此，當(dāng)無法通過盾構(gòu)推進和管片拼裝來調(diào)整盾 尾間隙時，可考慮采用楔型管片和直線型管片互換的方式來調(diào)整盾尾間隙。2.9盾構(gòu)糾偏及測量姿態(tài)調(diào)整盾構(gòu)及管片糾偏盾構(gòu)掘進中，由下述方法保證盾構(gòu)推進軌跡和隧道設(shè)計中心線的偏差在設(shè)計允許 圍。（1）采用調(diào)整盾構(gòu)千斤頂?shù)慕M合來實現(xiàn)糾偏盾構(gòu)千斤頂按上、下、左、右四個扇形分布，推進千斤頂?shù)挠捅脼樽兞勘?，?dāng)盾構(gòu) 需要調(diào)整方向時，可通過比例閥調(diào)整四個區(qū)域的油壓，來調(diào)節(jié)千斤頂?shù)捻斄?。如盾?gòu)偏離設(shè)計軸線，而需糾偏時，可在偏離方向相

13、反處，調(diào)低該區(qū)域千斤頂工作 壓力，造成兩千斤頂?shù)男谐滩睿部刹捎猛ｉ_部分千斤頂獲得行程差。但這樣易造成襯 砌部分區(qū)域受力不勻，使管片損壞。盾構(gòu)糾偏時要使千斤頂各區(qū)域壓力分布呈線性狀態(tài)，如盾構(gòu)要向右糾，除左區(qū)要較 右區(qū)有一個較大的壓力差外，上、下區(qū)域的壓力也要適當(dāng)，一般可取左、右區(qū)域壓力的 平均值。同理，如需上、下糾偏時，可造成上、下區(qū)域千斤頂?shù)膲毫Σ睢＃?）采用微量楔形料進行隧道管片糾偏在曲線段采用管片環(huán)面上粘貼楔形低壓石棉膠板的方法，使直線段管片成為微量楔 形軸線和設(shè)計軸線擬合。石棉橡膠板的壓縮率為12%分段粘貼好的石棉橡膠板經(jīng)推進過程中千斤頂壓縮后， 成一平整楔形環(huán)面。管片在制造中，會存在

14、微小的誤差（特別是環(huán)寬的誤差），管片在拼裝過程中也會產(chǎn)生誤差，這些誤差的積累和發(fā)展會導(dǎo)致盾構(gòu)雖未偏離設(shè)計軸線，但盾尾的管片變得越 來越難拼裝，測量管片的偏差，會發(fā)現(xiàn)管片中心線已呈偏離設(shè)計軸線的趨勢，采取以下 預(yù)防措施：a、在每一環(huán)管片拼裝時，測量上一環(huán)管片與盾構(gòu)殼上、下、左、右各點的間隙， 若各點間隙均在1cm以上，可視作管片軸線與盾構(gòu)軸線擬合。若測得某點間隙小于1cm 則可視作管片已開始偏離盾構(gòu)軸線，此時可用微量石棉橡膠楔形料進行糾偏，將最大楔 形量貼于間隙小處的襯面上。b、一次最大楔形量不得大于6mm若超過6mm管片橡膠止水條的壓縮量變小，會 失去止水效果。所以在曲線段掘進時當(dāng)安裝楔形管片

15、后仍需粘貼糾偏條時，應(yīng)分數(shù)環(huán)粘 貼，不應(yīng)一環(huán)粘貼過厚。c、若最大楔形量為6mm（經(jīng)壓縮后為5.28mn）。測得管片與盾構(gòu)的偏差斜率后，即可算得糾偏的環(huán)數(shù)。盾構(gòu)測量與姿態(tài)控制盾構(gòu)機的測量是確保隧道軸線的根本，在小曲率半徑段是盾構(gòu)機的測量極為重要。在小曲率段推進時，應(yīng)適當(dāng)增加隧道測量的頻率，通過多次測量來確保盾構(gòu)測量數(shù) 據(jù)的準確性。同時，可以通過測量數(shù)據(jù)來反饋盾構(gòu)機的推進和糾偏。在施工時，如有必 要可以實施跟蹤測量，促使盾構(gòu)機形成良好的姿態(tài)。由于隧道轉(zhuǎn)彎曲率半徑小，隧道的通視條件相對較差，因此必須多次設(shè)置新的測量 點和后視點。在設(shè)置新的測量點后，應(yīng)嚴格加以復(fù)測，確保測量點的準確性，防止造成 誤測。

16、同時，由于盾構(gòu)機轉(zhuǎn)彎的側(cè)向分力較大，可能造成成環(huán)隧道的水平位移，所以必 須定期復(fù)測后視點，保證其準確性。由于線路的急轉(zhuǎn)彎，間距2030環(huán)布置測量吊籃，每推進5環(huán)復(fù)測一次導(dǎo)線點 盾構(gòu)機推進采用自動測量系統(tǒng)，推進時每 2-3min自動測量一次盾構(gòu)姿態(tài)。盾構(gòu)機拼裝后，應(yīng)進行盾構(gòu)縱向軸線和徑向軸線測量，其主要測量容包括刀口、機 頭與機尾連接中心、盾尾之間的長度測量；盾構(gòu)外殼長度測量；盾構(gòu)刀口、盾尾和支承 環(huán)的直徑測量。盾構(gòu)機掘進時姿態(tài)測量應(yīng)包括其與線路中線的平面偏離、高程偏離、縱 向坡度、橫向旋轉(zhuǎn)和切口里程的測量，各項測量誤差滿足下表 2-1要求：表2-1測量誤差表測量項目測量誤差測量項目測量誤差平面

17、、高程偏離值（mrj）±5縱向坡度（°）±1里程偏離值（mrj）±5切口里程（mr）i± 10橫向旋轉(zhuǎn)角（"）±3以盾構(gòu)中心軸線作為X軸、垂直于軸線方向為丫軸、Z軸即為高程方向，刀盤中心 作為坐標圓點。在刀盤后面固定螺桿盾構(gòu)姿態(tài)的測量前點。利用激光站支架置鏡在盾構(gòu) 主機支架上設(shè)一個支導(dǎo)線點、然后置鏡支導(dǎo)線點后視激光站導(dǎo)線點測出A、B、C三點的大地坐標。因為A B C三點相對于O1C坐標軸有固定關(guān)系，根據(jù) A、B、C三點的實測 坐標利用三維坐標轉(zhuǎn)換關(guān)系就能定出 O1O的實際位置及刀盤中心O的坐標，利用O點的實測坐標就能計算出盾

18、構(gòu)的實際里程以及前后參考點的俯仰情況，根據(jù)A、C兩點的理論高差和實測高差計算出盾構(gòu)的具體旋轉(zhuǎn)情況，根據(jù)姿態(tài)的實測通過調(diào)整千斤頂和注漿 壓力來對盾構(gòu)進行糾偏以達到盾構(gòu)能按預(yù)定位置掘進。盾構(gòu)姿態(tài)測量示意如圖2-3所示廠二Y （X,Y,Z）AC.（X，Y，乙固定的螺桿坐標圓點（前參考點）-o i盾尾后參考點圖2盾構(gòu)姿態(tài)測態(tài)測量示意圖2.10監(jiān)控量測及信息反饋施工監(jiān)測容針對該區(qū)間隧道沿線的建（構(gòu)）筑物及地下管線設(shè)施，結(jié)合盾構(gòu)推進施工中引起地 面沉降的機理采用如下監(jiān)測容：（1）地表環(huán)境沉降監(jiān)測地表沉降地下管線沉降建（構(gòu)）筑物沉降（2）在建隧道沉降監(jiān)測施工監(jiān)測圍及點位布置（1）地表沉降點布設(shè)建立地面沉降監(jiān)

19、測網(wǎng)，即在現(xiàn)場布置平行于隧道軸線的沉降監(jiān)測點和垂直于隧道軸 線的沉降監(jiān)測點。平行于隧道軸線的沉降監(jiān)測點設(shè)置為：每5.0m布設(shè)一點，垂直于隧道軸線的沉降監(jiān)測點設(shè)置為：進出洞 100m圍每20.0m 個斷面，其余部位30.0m 個 斷面。平行于隧道軸線的地面監(jiān)測點主要用于觀測盾構(gòu)施工時對地面的影響程度；垂直于隧道軸線的地面監(jiān)測點主要用于觀測盾構(gòu)施工時對地面的影響圍。盾構(gòu)施工的監(jiān)測圍一般為盾構(gòu)前 20環(huán)，后30環(huán)。對圍以外30100環(huán)的測點每周 復(fù)測一次，對100環(huán)外所有新完成區(qū)間監(jiān)測點每月觀測一次。在整個區(qū)間隧道施工完成 后對該區(qū)間地表軸線點再測量一次看后期變化量。（2）地下管線沉降施工前與各種管

20、線單位聯(lián)系，摸清地下管線的準確位置，并將管線落到具體的布點 圖上，按管線單位要求進行監(jiān)測點的埋設(shè)，并做好監(jiān)測點的保護工作。同時加強沿線巡 視，并把監(jiān)測信息及時反饋給各管線單位。本著即能全面掌握信息，又要經(jīng)濟安全地完成整個隧道工程的原則，對常規(guī)管線的 監(jiān)測利用地表沉降監(jiān)測網(wǎng)。但為了更直接地了解盾構(gòu)施工對管線的影響程度，對軸線兩 側(cè)各5米圍各種管線的設(shè)備點（如閥門井、抽氣井、人孔、窨井等）進行直接監(jiān)測，在 管線單位的監(jiān)控下確保管線的安全，并控制管線的沉降在容許的圍。（3）建筑物沉降對盾構(gòu)推進切口附近方圓20m涉及的建筑物進行監(jiān)測。（4）隧道沉降監(jiān)測沿著隧道推進方向在隧道的管壁上布設(shè)沉降監(jiān)測點，在進

21、、出洞 50環(huán)圍，每隔5 環(huán)布設(shè)一點，在其他部位每隔10環(huán)布一沉降監(jiān)測點。每次監(jiān)測圍為新施工區(qū)段 100環(huán)， 前期已完成區(qū)段100環(huán)。監(jiān)測技術(shù)要求及監(jiān)測頻率（1）監(jiān)測精度在監(jiān)測工作中，監(jiān)測精度應(yīng)滿足以下要求：沉降位移監(jiān)測誤差w 0.5 mm；（2）監(jiān)測頻率監(jiān)測工作自始至終要與施工進度相結(jié)合，監(jiān)測頻率與施工工況相一致，應(yīng)根據(jù)施工 的不同階段，對影響圍的監(jiān)測對象，合理安排施工監(jiān)測頻率：（3） 地面沉降、管線沉降：在區(qū)間隧道盾構(gòu)出洞前布設(shè)監(jiān)測點，測 23次，取得 穩(wěn)定的測試數(shù)據(jù)，在盾構(gòu)出洞后即開始監(jiān)測，在盾構(gòu)推進期間正常情況下 2次/天，施 工區(qū)域30100米以遠的已完成區(qū)段1次/周，1個月后且沉降

22、速率小于3mm周監(jiān)測頻 率可根據(jù)工程需要隨時調(diào)整，以滿足保護環(huán)境的要求。（4）建筑物沉降：監(jiān)測頻率 23次/天，及時了解建筑物的變化情況，在盾構(gòu)穿 越危房時要增加監(jiān)測頻率，根據(jù)沉降量及沉降速率及時調(diào)整監(jiān)測頻率，保證監(jiān)測信息準 確及時。（5）隧道（環(huán)片）沉降：測試頻率為：離推進面 20m圍之時，1次/天；離推進面 20m至50m圍時，1次/2天；離推進距離大于50m圍時，1次/周；隧道貫通后1次/ 月, 沉降穩(wěn)定后改為1次/2個月，直至驗收；監(jiān)測資料的分析、處理及資料報送（1）監(jiān)測測量結(jié)果在測量工作結(jié)束后 2小時提供，出現(xiàn)險情時，及時提供監(jiān)測數(shù) 據(jù)。（2）監(jiān)測資料每日以報表形式提交，報表要對應(yīng)工

23、況，工況要以圖表反映，說明 施工時間及相應(yīng)施工參數(shù)。這樣有利于對監(jiān)測報表進行綜合分析，提高報表的實用性和 可靠性。（3）每周提交有數(shù)據(jù)、有分析、有結(jié)論（沉降變化曲線）的周報小結(jié)；（4）全部工程結(jié)束后一個月，提交監(jiān)測總結(jié)報告。3、重難點分析3.1盾構(gòu)機掘進時隧道軸線控制難度大，糾偏困難盾構(gòu)機體本身為直線形缸體，不能與曲線完全擬合。曲線徑越小糾偏量越大， 糾偏靈敏度越低，軸線就比較難控制。并且由于轉(zhuǎn)彎關(guān)系，左右側(cè)油缸需要形成一個很 大的推理差才能滿足轉(zhuǎn)彎推進要求，一次這就造成左右兩側(cè)油缸推力可調(diào)圍很小，從而 可用于調(diào)整姿態(tài)的油缸推理調(diào)整量很小，這也同樣加大了對到控制喝酒片的難度。曲線上盾構(gòu)機掘進過

24、程中所穿越的孔洞將不再是理論上的圓形（實際為橢圓 形），需要配套使用超挖刀裝置進行超挖。3.2管片容易在水平分離作用下發(fā)生較大的移位，造成管片侵陷現(xiàn)象隧道采用1.5m寬度的管片。比小寬度管片在此工程中的施工難度加大了許多。隧道管片襯砌軸線因推進水平分力而向圓曲線外側(cè)（背向圓心一側(cè)）偏移， 。在小 半徑曲線隧道中盾構(gòu)機每掘進一環(huán)，由于管片端面與該處軸線產(chǎn)生夾角，在千斤頂?shù)耐?力作用下產(chǎn)生一個水平分力，使管環(huán)脫出盾尾后，受到側(cè)向分力的影響而向曲線外側(cè)偏 移。3.3對地層擾動大，容易產(chǎn)生較大的地面沉降由于糾偏時的超挖，對土體擾動增大而發(fā)生較大沉降。小曲線隧道的施工除了有直 線段隧道施工的地層變形因素

25、外，還有以下二個因素的影響：由于盾構(gòu)機處于糾偏狀 態(tài)，超挖刀也不斷進行超挖掘進，開挖斷面為一橢圓形，實際挖掘量超出理論挖掘量， 增加了地層不穩(wěn)定因素；由于糾偏量較大，對土體的擾動也大，地層損失量也增加，容易造成較長時間的后期沉降。3.4管片之間易發(fā)生錯臺，管片易產(chǎn)生開裂和破損管片存在一個水平方向的受力，不但會使整段隧道襯砌管片發(fā)生水平偏移（即前面所敘的侵限現(xiàn)象），還會導(dǎo)致管片之間發(fā)生相對位移，形成錯臺。由于管片的特殊受力狀態(tài)，管片與管片之間存在著斜向應(yīng)力，使得前方管片側(cè)角和后方管片外側(cè)角形成兩個 薄弱點如圖1,使得相當(dāng)多的管片因此破裂。還有一個破裂原因就是因為相鄰兩環(huán)管片產(chǎn)生了相對位移，使得管

26、片螺栓對其附近處混凝土產(chǎn)生剪切作用， 使該處的混凝土開裂管片圖1轉(zhuǎn)彎處管片因斜向受力破損示意圖3.5漏水現(xiàn)象嚴重過小半徑曲線段漏水現(xiàn)象嚴重的原因大致如下：管片錯臺導(dǎo)致止水膠條銜接不緊 密；拼裝效果不好和止水膠條的破壞；管環(huán)外側(cè)的混凝土開裂（轉(zhuǎn)彎段因盾尾間隙 減小過多，使得管片被盾尾鋼環(huán)刮壞），裂縫繞過止水膠條（如圖2）。管片圖2管片背后開裂導(dǎo)致漏水示意圖4、重難點解決方案對于小半徑轉(zhuǎn)彎的難點，主要是從盾構(gòu)機掘進參數(shù)、盾構(gòu)設(shè)備（超挖刀、鉸接裝置）、 管片選型和拼裝等施工措施方面來解決， 特別是要采取了同步注漿和二次雙液注漿相結(jié) 合的措施，以保證小半徑圓曲線段成型管片不出現(xiàn)側(cè)向移動，以及及時填充圍

27、巖空隙保證土體穩(wěn)定。下面對上敘難點逐一進行分析并探討解決措施：4.1糾偏與隧道軸線控制中盾和尾盾采用鉸接連接，有效地減少了盾構(gòu)的長徑，使盾構(gòu)在掘進時能靈 活的進行姿態(tài)調(diào)整，順利通過小半徑轉(zhuǎn)彎；盾構(gòu)機轉(zhuǎn)彎時通過的孔洞不是圓形，而是在原來的圓洞基礎(chǔ)上兩邊擴挖而形 成的橢圓形，超挖刀的設(shè)置正好滿足了這個增大凈空的要求；掌握好左右兩側(cè)油缸的推力差，盡量地減小整體推力，實現(xiàn)慢速急轉(zhuǎn)；盾構(gòu)機司機根據(jù)地質(zhì)情況和線路走向趨勢，使盾構(gòu)機提前進入相應(yīng)地預(yù)備姿 態(tài)，減少之后的因不良姿態(tài)引起的糾偏。加密加勤VMT移站測量，避免由此產(chǎn)生的軸線誤差。由于我們是將短距離的 曲線看成是直線段來指導(dǎo)盾構(gòu)機掘進，如果不短距離移站

28、測量，則相當(dāng)把長距離的弧線 當(dāng)作直線，故軸線偏差自然會相差很大。做好管片選型，由于是選用的通用管片，不存在轉(zhuǎn)彎環(huán)與標準環(huán)的區(qū)別，所 有每一環(huán)管片都是一樣的。同時每一環(huán)管片可以調(diào)整的姿態(tài)最大為45mm因此，這就需要我們實時對盾尾間隙進行測量來確定KT塊的位置。從而有效保證使盾構(gòu)姿態(tài)盡量與設(shè)計軸線的吻合。4.2控制管片水平移動和侵限進入緩和曲線段時，將盾構(gòu)機姿態(tài)往曲線側(cè)（靠圓心側(cè)）偏移1520cm，形成反向預(yù)偏移，這樣可以抵消之后管片的往曲線外側(cè)（背圓心側(cè)）的偏移。由于我們開 始推進便是從緩和曲線開始，因此提前做好轉(zhuǎn)彎姿態(tài)準備是重中之重。這樣可以保證我 們在以后的掘進時能夠輕松地控制盾構(gòu)機走向。減

29、小油缸推力。在強、中風(fēng)化地層中小半徑圓曲線掘進的過程中，對土體的擾動會顯著降低外圍土 體的強度及自穩(wěn)能力，土體具有的蠕變特性以及出現(xiàn)水平方向土體壓力不均，管片在長 時間承受千斤頂水平分力的等情況下，管片會向外側(cè)整體移動。小半徑曲線掘進管片位移量可用公式表達:TT:盾構(gòu)機推力的反作用力R:土體對管片側(cè)面的附加應(yīng)力:變形系數(shù)R轉(zhuǎn)彎半徑由上式得知：當(dāng)盾構(gòu)機的推力越大時管片側(cè)向位移也越大，當(dāng)掘進的轉(zhuǎn)彎半徑越小 時管片側(cè)向位移也越大。同時，推進時根據(jù)我們火錦區(qū)間段的經(jīng)驗，可以把推力控制在 900-1150t ;在特殊地層時根據(jù)實際來及時調(diào)整推力。423在管片偏移的方向額外進行注漿，達到一定的壓力以抵抗管

30、片的偏移。待漿 液凝固后，則管片位置基本已經(jīng)確定下來了。注漿的位置選擇1點和4點手孔為宜（右轉(zhuǎn)彎），這樣不但可以抵抗管片水平偏移, 還可以抵抗管片的上浮。4.3減小對地層的擾動，避免大的沉降嚴格控制好姿態(tài)，爭取進行時時的細微糾偏，避免大的糾偏而造成對土體的 擾動。利用SLS-T系統(tǒng)對盾構(gòu)機姿態(tài)的實時監(jiān)測顯示，根據(jù)地層的軟硬分布情況，分區(qū)操 作推進油缸，設(shè)定推力和推進速度，實現(xiàn)對盾構(gòu)姿態(tài)的實時控制，必要時一個掘進循環(huán) 可分幾次完成。盾構(gòu)機掘進時，總是在進行蛇行，難免出現(xiàn)姿態(tài)偏差，蛇行修正以長距離慢慢修 正為原則，盾構(gòu)機姿態(tài)調(diào)整（糾偏）方式有： a滾動糾偏：采用刀盤反轉(zhuǎn)的方法進行 滾動糾偏。b、豎

31、直方向糾偏：盾構(gòu)機抬頭時，可加大上部千斤頂?shù)耐贫冗M行糾偏；盾 構(gòu)機叩頭時，可加大下部千斤頂?shù)耐贫冗M行糾偏。c、水平方向糾偏：向左偏時，加大左側(cè)千斤頂推度；向右偏時，加大右側(cè)千斤頂推度。及時、充足地跟進同步注漿與二次注漿，將管片與圍巖間地空隙填充密實， 達到穩(wěn)固管片和減少地表沉降地效果。減小推力和掘進速度，同時選擇合適地土倉壓力保持模式，最大限度地減小 地層擾動，和保證掌子面的穩(wěn)定，防止坍塌。4.4盡量避免大的錯臺和破損油缸推力盡量不要太大，尤其時曲線外側(cè)（背圓心側(cè)）油缸，由于要加大推 力來增加左右兩側(cè)油缸推力差，從而實現(xiàn)盾構(gòu)機轉(zhuǎn)彎。但是，在加大油缸推力的同時， 一定要注意管片的承受能力，避免由

32、此造成的管片破裂。由于曲線外側(cè)油缸推力較大，尤其要注意不要突然加力或者突然釋放推力， 這樣也會造成管片的破裂。掘進的時候，把擰螺栓這道工序做到位，有效的防止錯臺的發(fā)生。提高管片拼裝手的水平，避免因拼裝不到位產(chǎn)生的錯臺。445注意保持良好的盾尾間隙狀態(tài)，避免盾尾鋼環(huán)刮壞管片。調(diào)整好油缸撐靴的 位置，盡量使撐靴完全作用在管片上。4.5減少漏水減小錯臺，使止水膠條對接緊密，達到良好的止水效果。擰緊螺栓，壓緊止水膠條。檢查止水膠條，保證其完整、牢固。拼裝前，用水清洗止水膠條，避免因止 水膠條之間擠有雜物而影響止水效果。注意保持好盾尾間隙，避免盾尾鋼環(huán)刮壞管片，使裂隙繞過止水條而形成漏 水。5、勞動力組織勞動力組織如表5-1所示（單條隧道）：表5-1勞動力配置表盾構(gòu)司機2/臺起重工2電瓶車司機4電工3行車司機4焊工3盾構(gòu)維修人員3防水工3測量工2注漿工6機修工3普工6合計416機具設(shè)備配置主要設(shè)備如表6-1所示（單條隧道）： 表6-1主要設(shè)備配置表機械設(shè)備名稱型號規(guī)格數(shù)量備注土壓平衡盾構(gòu)機EPBt 63701套帶有鉸接裝置和超挖刀龍門吊45t/16t1臺龍門吊16t12臺根據(jù)場地需要電瓶機車35t2臺/單個隧道碴土車8 18m356臺運漿車35m1臺/單個隧道用于同步注漿直流充電機2臺與畜電池配套蓄電池組4組與電瓶車配套反力架承受推力8