盾构小半径曲线始发施工工法

盾构小半径曲线始发施工工法

盾构小半径曲线始发施工工艺流程：

盾构小半径曲线始发操作要点：

1、监控量测

盾构机始发辅助设施安装时的定位测量，其中包括盾构基座的定位测量、反力架的定位测量、盾构机姿态测量，首环负环管片安装的定位测量等；激光导向系统的正确性与精度复核，主要包括对导向系统中的仪器和棱镜位置测量。

洞内平面控制点测量；洞内高程控制测量；对盾构导向系统进行检核测量；施工中的成环管片环位置；线路断面测量。

盾构曲线始发阶段监测的主要项目有：反力架及负环管片的变形监测、地表沉降监测。

2、始发基座安装

为确保盾构曲线始发质量，盾构始发基座须沿盾构始发路径在盾构始发井内的延长线布置，且须与隧道设计坡度一致。考虑到基座存在一定的压缩变形以及盾构大下坡始发期间磕头趋势明显的特点，基座安装时整体抬高20mm布置。因盾构曲线始发基座除承受盾构的自重力、始发时的摩察力外，还可能须承受方向不确定的偏心侧向推力，受力较复杂。为了使基座具有足够的刚度、稳定性，防止基座随盾构位移引起负环管片失稳，须对基座进行加固。加固方法：一方面，将基座与始发井底板预埋件焊接（共7对），另一方面，基座两侧用20#“H”型钢设支撑（共7对），将其与基座和始发井侧墙预埋件焊接。

3、反力架构件设计

反力架框架和各支撑杆件均采用488 “H”型钢及其组合体构造。488“H”型钢特征：高488mm，宽300mm，翼缘板厚18mm，腹板厚10mm,材料为A3钢。

反力架框架由四根488 “H”型钢组合而成。每根构件承受的推力按总推力的1/4考虑。显然，对于反力架框架的每根构件而言，其

承载力由其488 “H”型钢的腹板的抗压强度决定，经计算采用单榀488 “H”型钢因其腹板抗压强度不足，将会引起488 “H”型钢侧曲失稳而破坏。现采用双榀488 “H”型钢组合体，安全起见，杆件的受力区域简化为管片接触段。因488“H”型钢腹板的厚度为10mm, 管片接触段为2400mm,故，其允许承受的最大荷载为：P许=σ许

XA=210X106X10X2400X10-6= 5040KN，而其实际将承受的最大压力为P实=19500/4=4875KN，基本安全，但其安全系数仅为5040/4875=1.03,不足。为了提高其安全系数和488 “H”型钢翼缘的稳定性，在双榀488 “H”型钢组合体的两侧焊接10mm厚钢板予以补强。

4、盾构机就位

盾构机就位与常规盾构机就位操作要点相同，只要严格按设计要求的路径就位就能达到目的，这里不再赘述。

5、盾构顶进曲线始发掌子面

盾构推进始发掌子面阶段是盾构曲线始发的准备阶段，主要是进行前4环负环管片的拼装，其中最重要的是第一环负环管片的定位拼装。负1环是定位环，其对后续环管片位置和状态起决定性影响，而尤以负1环正下方第一块拼装管片最为关键，该块管片为定位环的定位块。定位块管片拼装前必须经测量精确定位。

6、盾构穿越洞门土体加固段的推进

该阶段为盾构曲线始发的初始阶段，切割该加固体段须低压、慢速推进。切削舱内上部土压为0、下部土压控制在0.05Mpa以内；盾构总推力逐渐加大至3800KN～4300KN；刀盘须慢速转动，刀盘转速

控制在0.5r/min，盾构推进速度控制在2～5mm /min；刀盘切削扭矩控制在盾构机设计扭矩的50%以内；刀盘处及切削舱内须加入切削量12～15%的浓膨润土浆液（1m3浆液中含200kg钠土）。施工中还须根据监控量测数据对各参数进行及时调整。

7、盾构出洞门土体加固段后至盾构离开始发基座段的推进

盾构出洞门土体加固段后进入正常地层，土体的性能发生较大变化，必须及时调整各项施工参数来适应该变化。土压提高至正常状态，并力求稳定；盾构总推力逐步加大，盾构全部离开基座后加大至12000KN左右，最大不得超过17000kN；刀盘转速、盾构推进速度适当加快；刀盘切削扭矩控制在盾构机设计扭矩的50%以内；刀盘处及切削舱内加入的膨润土浆液逐渐变稀（1m3浆液中含100kg钠土）并将注入量逐渐减少至9～11%左右。为了减少盾构推进偏差，在推进过程中，可通过适当调整推进千斤顶的参数达到对盾构姿态微调的目的。

此阶段也是负环管片结构、反力架结构及始发基座受力达到最大的阶段，是盾构曲线始发设施接受考验的关键时期，最易发生安全问题。据调查，负环管片结构失稳、反力架被推倒基本都在本阶段发生。施工中应对反力架、负环管片进行了严密监测。

8、盾构离开始发基座后前20m段的推进

该阶段的主要任务就是调整盾构姿态，其目标是将其调到理想的状态，使盾构沿隧道设计曲线的内侧推进，但盾构的姿态必须逐步调整，盾构姿态调整的折角不得大于4%。

盾构机铰接断面的中心处于隧道设计中心线内侧，偏差值为10～15mm；盾构刀盘中心也处于隧道设计中心线内侧，偏差值为25～30mm；盾尾处于隧道设计中心线外侧，偏差值为0～10mm左右。成型隧道的轴线将处于隧道设计中心线外侧，偏差值可控制在0～15mm左右。

该阶段盾构姿态调整频繁，盾尾间隙时大时小，必须每环准确检测管片拼装前和拼装完成后的盾尾间隙，并结合推进千斤顶的行程差，做好每环管片的选型工作，避免管片选型失误，导致管片被盾壳挤裂。每环管片拼装后推进的前期还必须仔细观察管片的受力状况，一旦发现管片被挤裂，必须立即停止推进，将该管片换掉，以免造成严重后果，导致始发失败。

9、盾构曲线始发后续阶段的推进

该阶段是在盾构曲线始发已基本成功，盾构的特性基本掌握的基础上，对盾构各设备的性能进行全面检测的阶段，也是对盾构施工各参数进行全面完善、巩固的阶段。土压维持0.12～0.16MPa范围内，并力求稳定；盾构总推力继续逐步加大；刀盘转速、盾构推进速度继续加快至该盾构机设计的最大值；刀盘切削扭矩控制在盾构机设计扭矩的80%以内。

该阶段对盾构曲线始发的成败基本无影响，但仍须对每环拼装前、后的盾尾间隙进行准确量测，并预测下一环的变化趋势，据此正确选择管片型号和封顶块的位置，以确保管片不被挤裂。