盾构姿态控制与管片拼装技术(1)

盾构姿态控制与管片拼装技术

盾构姿态控制与管片拼装相互影响,相互制约的两个过程。盾构姿态控制与管片拼装应以隧道设计轴线控制为目标,同时两者相互协调,保证管片拼装质量,避免管片产生破损。

盾构的姿态控制是盾构施工中的一个重要环节。盾构姿态控制的基本原则:以隧道设计轴线为目标,偏差控制在设计范围内,同时在掘进过程进行盾构姿态调整确保不破坏管片。

盾构推进过程中,依靠千斤顶不断向前推进,为便于轴线控制,将千斤顶设置分成不同区域。在切口水压正确设定的前提下,应严格控制各区域油压,同时控制千斤顶的行程,合理纠偏,做到勤纠,减小单次纠偏量,实现盾构沿设计轴线方向推进。

设计轴线控制范围:平面控制: 100mm,高程控制:-100mm。本工程采用通用楔形管片作为隧道衬砌。其不同的旋转位置,将产生不同的上、下、左、右超前量,通过不同位置管片的拼装,实现对隧道轴线的拟合。因此拼装前管片的选型至关重要。选择正确的管片旋转角度,能保证拼装工作的顺利进行提高拼装质量,保证构筑隧道符合设计轴线。另外,盾构推进施工中,成环管片作为盾构推进后座,对盾构推进起到一种导向作用。为此,在盾构推进尤其是曲线推进时,应通过严格的计算和量测来确定管片的超前量。同时应用盾构本身PPS系统综合系统,合理选取管片旋转位置,以达到管片相应的超前量,使管片环面始终垂直于设计轴线。

1. 盾构姿态控制与管片拼装的基本原则

1.1 直线段施工

直线段施工最理想的状态是隧道设计中线与盾构轴线管片中线重合。但实际施工情况,三条线之间存在偏差。下面分几种基本情况进行讨论:

(1)三条线基本重合:理论上,管片拼装时K块可以交替放在圆心对称的位置。但是,为了保证拼装精度,应避免K出现隧道下部。最好 K块交替放°与270°位置。K块在右侧,左右油缸行程差25mm,K块在左侧,左右油缸行程差-25mm。

(2)盾构轴线与隧道轴线重合

假设管片端面与隧道设计轴线的垂直面存在夹角θ,最不利的情况是两平面在水平面上的投影夹角为θ(顺时针为正)。此时管片一侧超前Dθ,为保持盾构姿态不变,油缸行程差为D0θ。通过下环管片拼装,纠正管片轴线,并尽量与盾

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