文档介绍：小半径曲线盾构隧道管片错台控制技术研究
摘 要:小半径曲线盾构隧道工程,管片向外侧扭曲挤压地层,使地层和管片结构均受到复杂的影响。可见,管片安装好坏直接影响隧道的质量和使用寿命。由此,本文依托小半径曲线盾构电缆隧道调查管片拼装处点位,其中有40处点位发生错台超标的现象(见表2)。
调查结果
调查结果显示,曲线段管片错台超标率高出验收允许值(5%),且超标率还在继续扩大。
3 调查分析
根据管片超标统计情况,对超标原因进行调查分析。
管片纠偏幅度过大
通过查找第364环的掘进记录(左转),盾构水平姿态为+51mm。此时,盾构司机为了防止盾构机进一步偏离中线,采取了加大左右油压差的方式进行纠偏。但是,在操作过程中,纠偏幅度过大,造成连续3环的盾尾间隙过小,从而造成盾尾尾刷挤压管片导致管片错台超标。
管片拼装点位选取错误
通过查找第378环的掘进记录(左转),盾尾间隙左侧为75mm,右侧为56mm,根据盾尾间隙、掘进油缸行程差及铰接油缸行程差,选择了时钟1点位,管片点位选取不当,故而造成拼完之后的第379环出现盾尾间隙小,从而导致在下环掘进过程中盾尾尾刷台阶挤压管片造成错台超标。 管片拼装操作不当
调阅第380—384环的掘进记录表及拼装时间发现:当天白班完成掘进12环。根据以往经验,管片调运+拼装时间应在15~20min。翻阅拼装记录,发现当天拼装时间平均为13min。现场值班人员反映,为了赶工,管片拼装时只进行了粗调。在拼装环节,其错台量已超標。可见,源头上把控不到位导致错台量超标。
4 控制措施
通过调查分析,制定针对性的控制管片错台对策(见表3)。
理论计算与实际操作结合,确定最大纠偏量
技术人员对小半径曲线左右油缸行程差进行了理论计算,。
[Δ=l×R+r2R-l×R-r2RmmΔ=1 200×=] (1)
式中,[Δ]表示油缸行程差;[l]表示每环掘进长度;[R]表示曲线半径;[r]表示油缸安装直径。
曲线盾构推进每环都在纠偏,通过盾构千斤顶行程差控制纠偏量,逐环小量纠偏,防止过量纠偏对已拼装管片和盾尾密封的损坏,纠偏量控制在2~3mm/m。每次纠偏量需保证楔形块环面处于曲线半径的径向竖直面内。管片与盾尾的间隙影响管片拼装质量及盾构纠偏,通过盾构方向调整使四周间隙基本相同。
在实际掘进过程中,连续三环油行程缸差在26mm时,发现盾尾间隙逐渐减小,铰接油缸压力上升。通过调整油缸行程差及管片拼装位点后使其降低到标准范围,经多次试验后,左右油缸行程差控制在24mm时,对盾尾间隙无影响。此时,铰接压力为180bar,铰接油缸位移差为80mm。
后续每环掘进油缸行程差控制在24mm。此时,可以保证盾尾间隙每环的变化量能适应刀盘的开挖轮廓,否则超过该值后易造成盾尾与管片挤压形成错台。
技术人员对管片拼装点位选取进行技术交底
第一,技术人员对盾构掘进人员下发管片拼装点位选取施工技术交底并进行培训。通过进行交底培训,让现场人员了解管片构造、楔形量控制以及管片超前量如