文档介绍：盾构掘进过程中的管片监测方法及分析
盾构掘进过程中的管片监测方法及分析
前言
盾构掘进过程中,管片姿态最终决定了隧道空间位置与设计轴线的关系。导向系统显示的管片姿态与管片脱出盾尾后的姿态,受周围地质环境不同、注浆质量与效果及盾构前进方向不同的推力影响,在掘进过程中会有一定的上浮下沉或左右偏离现象,为了较好的控制管片姿态,我们针对管片进行了监测测量工作,并对这项工作进行分析研究,找出规律并提供相关参数,以指导现场施工。

关键词:盾构,VMT 导向系统,姿态调整,监测。
中图分类号:U455文献标识码: A
引言
为了分析管片拖出盾尾前后的变化,我们首先研究VMT导向系统报告,在管片脱出盾尾后立即采用刮尺管片的位置,在后配套车过去后,进行管片姿态测量,通过三者之间不同时间测量结果的对比分析,找出其中的变化规律,将分析报告提供给现场工程师及盾构司机,更好地指导盾构施工。
VMT导向系统报告分析
(一) VMT 导向系统简介:VMT导向系统是由德国的海瑞克公司出品,专门用于盾构导向的一套系统,硬件主要包括ALTU激光靶、中央控制箱、全站仪、工业电脑、信号转换器和附件等,导向系统的软件控制所有测量数据的采集及分析,并对相关的传感器及组件进行管理,主要有导向、地图、历史记录、系统配置、设计轴线及报告模块,报告模块内包括导向记录、管片记录、方位检查记录及定向记录等,其最主要目的为盾构掘进提供方向,为最终的隧道成形提供基础数据。
(二) 导向(Navigation)记录。导向记录根据不同的盾构铰接(主动、被动)方式不同报告也不相同。以主动铰接为例,导向报告有激光靶、铰接、刀盘三个位置的姿态,包括水平偏差(偏差指与设计轴线相比)、高程偏差、里程、隧道长度及各点的坐标和高程,前盾中心与盾体中心的水平趋势、高程趋势、坡度与滚动角。
(三) 管片(Ring)记录报告。管片记录报告内容有设计线路编号、管片编号、K块拼装部位、管片前端中心里程、隧道长度、水平偏差、高程偏差及中心点的坐标与高程,还包括管片拼装前的油缸伸长量与盾尾间隙。
(四) 管片拼装前根据实际量得的盾尾间隙,由拼装软件或现场工程师确定K块位置,获得最接近设计轴线与掘进趋势的最佳拼装位置。管片拼装记录报告内含有当前管片与设计轴线之间的偏差。
管环刮尺测量
刮尺是用一根长约五米、截面为长方形的铝合金(可根据实际情况对长度进行调整),在短边的上面接近两端的部位各安装一个管水准器(形成一个长的水平尺),在水平尺正中间安装一个小棱镜或贴一反射片(即为刮尺)。将刮尺放在靠近管环的前端位置,调整使两个管水准器气泡居中后,测量小棱镜或反射片,从而推算出每环管片的中心位置与高程。
在实际操作过程中,刮尺通常用于测量脱出盾尾的管片,每次测量数量应为近三天的安装管环数,即每环管片要有连续三天的测量数据。
通过每环管片的刮尺测量成果,可以分析三天内的管片变化情况。在盾构掘进过程中,由于盾构的姿态(左右拐弯、上下坡)、同步注浆的效果、管片所处位置的地质情况,可以导致脱出的管片上浮或下沉,左偏或右偏。刮尺布置如下图:

图一,刮尺布置图
管片姿态测量(Wriggle Survey)
管片竣工测量是在后配套车过去后,约每五十环进行测量一次。仍采用