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盾构掘进各阶段的控制要点
(一)盾构始发施工技术要点
盾构自基座上开始推进到盾构掘进通过洞口土体加固段止,可作为始发施工,其技术要点如下。
1 盾构基座、反力架与管片上部轴向支撑的制作与安装要具备足够的刚度,保证负载后变形量满足盾构掘进方向要求
2 安装盾构基座和反力架时,要确保盾构掘进方向符合隧道设计轴线。
3 由于临时管片(负环管片)的真圆度直接影响盾构掘进时管片拼装精度因此安装临时管片时,必须保证其真圆度,并采取措施防止其受力后旋转、径向位移与开口部位(临时管片安装时通常不形成封闭环,在其上部预留运输通道)变形。
4 拆除洞口围护结构前要确认洞口土体加固效果,必要时进行补注浆加固,以确保拆除洞口围护结构时不发生土体坍塌、地层变形过大、且盾构始发过程中开挖面稳定
5 由于拼装最后一环临时管片(负一环,封闭环)前,盾构上部千斤顶一般不能使用(最后一环临时管片拼装前安装的临时管片通常为开口环),因此从盾构进人土层到通过土体加固段前,要慢速掘进,以便减小千斤顶推力,使盾构方向容易控制.盾构到达洞口土体加固区间的中间部位时,逐渐提高土压仓(泥水仓)设定压力,出加固段达到预定的设定值
6 通常盾构机盾尾进人洞口后,拼装整环临时管片(负一环).并在开口部安装上部轴向支撑,使随后盾构掘进时全部盾构千斤顶都可使用。
7 盾构机盾尾进人洞口后,将洞口密封与封闭环管片贴紧,以防止泥水与注浆浆液从洞门泄漏。
8 加强观测工作井周围地层变形、盾构基座、反力架、临时管片和管片上部轴向支撑的变形与位移,超过预定值时,必须采取有效措施后,才可继续掘进。
(二)初始掘进盾构始发后进入初始掘进阶段。
1 初始掘进特点
2 初始掘进的主要任务
初始掘进的主要任务:收集盾构掘进数据(推力、刀盘扭矩等)及地层变形量测量数据,判断土压(泥水压)、注浆量、注浆压力等设定值是否适当,并通过测量盾构与衬砌的位置,及早把握盾构掘进方向控制特性.为正常掘进控制提供依据。因此,初始掘进阶段是盾构法隧道施工的重要阶段。
3 初始掘进长度的确定
决定初始掘进长度有二个因素:一是衬砌与周围地层的摩擦阻力,二是后续台车长度。
由于初始掘进结束后要拆除临时管片、临时支撑和反力架,盾构的掘进反力只能由衬砌与周围地层的摩擦阻力承担,因此初始掘进长度 L 必须满足以下条件。
L> F / 2πrf
式中 L —— 从始发井开始的衬砌长度( m ) .
F——盾构千斤顶推力( N ) ;
r——衬砌外半径( m );
f一一注浆后的衬砌与地层的摩擦阻力( N /m2)。
若 L 大于后续台车长度,则取 L 为初始掘进长度;若 L 小于后续台车长度,则可综合权衡利弊后,确定 L 或后续台车长度为初始掘进长度。
(三)转换(台车转换)
初始掘进一完成,就拆除临时管片、临时支撑、反力架和基座等,始发工作井内空间变得宽阔,将后续台车搬入隧道内。若后续台车长,则随着盾构掘进依次搬人后续台车。这种从初始掘进到正常掘进的作业被称作转换或台车转换。
(四)正常掘进
转换后进入正常掘进阶段。正常掘进是基于初始掘进得到的数据,采取适合的掘进控制技术,高效掘进的阶段。
正常掘进有以下特点。
(五)到达掘进(贯通掘进)施工技术要点