盾构掘进施工方案.doc
《盾构掘进施工方案.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《盾构掘进施工方案.doc(81页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、盾构掘进施工方案本标段有2个区间:微山路站财经大学站、财经大学站柳林路站盾构区间工程。按照招标文件的工期要求,本工程需4台盾构机施工,具体如下:微山路站采用2台盾构机始发,由微山路站向财经大学站掘进;财经大学站采用2台盾构机始发,由柳林路站向财经大学站掘进 。第一小节 盾构施工准备针对区间穿越的地层特点及工期要求,在盾构区间开始施工前我们计划在现场把需要配置的盾构施工的地面附属设施及机械设备准备完成。盾构机在进出洞前,为了维持隧道与车站接口处地层的稳定,必须对盾构始发端头井部位进行加固。第二小节 盾构试掘进施工1、盾构100m试掘进盾构出洞后,为了更好地掌握盾构的各类参数,施工时注意对推进参数
2、的实时设定优化,地面沉降与施工参数之间的关系,并对推进的各项技术数据进行采集、统计、分析,争取在较短时间内掌握盾构机械设备的操作性能,确定盾构推进的施工参数设定范围,将开始掘进的100m作为试推段,试推阶段重点是做好以下的几项工作:(1)用最短的时间掌握盾构机的操作方法,机械性能,改进盾构不完善部分。(2)了解和认识隧道穿越的土层的地质条件,掌握这种地质下的土压平衡式盾构的施工方法。(3)通过本段施工,加强对地面变形情况的监测分析,掌握盾构推进参数及同步注浆量参数。2、试掘进阶段的参数确定盾构初始掘进是从理论和经验上选取各项施工参数,在施工过程中根据监测数据及反馈的各种信息,对施工参数及时加以
3、调整。盾构机出洞后,初始掘进分以下几个阶段实施。首先在盾构机穿越加固土层后,以日进度34的速度推进,对密封仓土压力、刀盘转速及压力,推进速度,千斤顶推力,注浆压力及注浆量等,分别采用几组不同施工参数进行试掘进。通过地表沉降的测量和数据反馈,确定一组适用的施工参数。然后提高日进度为45,通过施工监测,根据地层条件、地表管线、房屋情况,对施工参数作慎密细微的调整,以取得最佳施工参数。完成上述的工作要点后,将推进速度提高到正常的计划进度6环/日,但以满足地表沉降要求为标准,保证对建构筑物、管线的保护为准则。通过此阶段的试掘进,对隧道的轴线控制,衬砌安装质量均有了各项具体的保证措施,进一步掌握施工参数
4、,能根据地下隧道覆土厚度、地质条件、地面附加荷载等变化情况,适时地调整盾构掘进参数,为整个区间隧道施工进度、质量管理奠定了良好的基础。对区间沿线建构筑物、管线的保护也掌握了初步的规律,并以此指导全过程施工。3、试掘进阶段的施工监测盾构在推进阶段,做好盾构出洞后地表面、地下管线、地面建构筑物的施工监测,对施工中可能产生的各种地表隆沉、变形,及时采取相应的措施及保护手段。试推进阶段是全过程的前奏,所以施工监测显得更为重要。对地表变形监测,采用沿轴线方向布设沉降监测点,包括深层沉降点,并加设横断面监测点;对地下管线,按要求的距离布设沉降点;对建筑物在调查研究的基础上,对轴线两侧盾构机影响区域范围的建
5、筑物,布设沉降监测点。并布设相应的倾斜、裂缝监测点。上述测点的监测,每天不少于2次,并根据需要,适时加密监测频度。由于上述各类变形往往不是即时出现的,也就是说待到变形时,盾构已越过原本造成变形的地下对应作业区,故而需及时地进行分类监测,掌握盾构机掘进作业与地下土层变形、地表变形和地下管线、建筑物沉降等的内在规律,及时反馈信息数据,指导盾构掘进作业。监测工作在盾构作业即将进入影响区开始,直至盾构作业脱离影响区,且地表滞后变形渐趋稳定的整个期间内跟踪测量与监测。第三小节 盾构机正常掘进施工盾构机的掘进由两人操纵,盾构掘进施工全过程受控。1、盾构机正常掘进在推进前,工程技术人员根据盾构机目前的姿态、
6、地质变化、隧道埋深、地面荷载、地表沉降、刀盘扭矩、千斤顶推力等各种勘探、测量数据信息,正确下达每班掘进指令,并即时跟踪调整。盾构机操作人员执行指令,根据土压平衡的原理,确认土压的设定值,并将其输入土压平衡自动控制系统。平衡压力的设定是土压平衡式盾构施工的关键,维持和调整设定的压力值又是盾构推进操作中的最重要环节,这里面包含着推力、推进速度和出土量的三者关系,对盾构施工轴线和地层变形量的控制起主导作用,所以在盾构施工中根据不同土质和覆土厚度、地面建筑物,配合地面监测信息的分析,及时调整平衡压力值的设定,同时精确控制盾构机姿态,控制每次的纠偏量,减少对土体的扰动,并为管片拼装创造良好的条件。根据推
7、进速度、出土量和地层变形的监测数据,及时调整注浆量,从而将轴线和地层变形控制在允许范围内。开启刀盘,旋转切削开挖面的土体;开启推进系统,盾构机在强大的推力作用下,向前顶进;土仓下方的螺旋机将渣土源不断地输运出来;同时同步注浆系统开始向盾尾压注填充浆液。盾构机驾驶员根据掘进指令和前一环衬砌的姿态、间隙状况,及时、有效地调整各项掘进参数,如推进速度、千斤顶分区域油压、加注泡沫或膨润土浆液等。对初始出现的小偏差及时纠正,尽量避免盾构机走“蛇”形,盾构机一次纠偏量不能过大,以减少对地层的扰动。本工程盾构掘进全部由富有经验的盾构驾驶人员进行操作,并且在上机前进行培训,在取得培训合格认可后,才能上机操作。
8、见“掘进控制操作程序图”。2、盾构推进主要参数设定(1)平衡压力值的设定原则根据招标文件提供地质情况及隧道埋深情况理论计算切口平衡压力:正面平衡压力:P=K0h;P:平衡压力(包括地下水);:土体的平均重度;h:隧道埋深;K0:土的侧向静止平衡压力系数,一般取0.7;得出盾构在推进中的土压平衡力。盾构在掘进施工中将参照理论计算结合盾构智能化辅助决策系统预测的方法来取得平衡压力的设定值。具体施工设定值根据盾构埋深、所在位置的土层状况以及检测数据进行不断的调整。(2)推进出土量控制盾构掘进每环理论出土量/4D2L/46.421.548.23m3/环,土的松散系数取1.2,盾构推进出土量控制在98%
9、100%之间。即每环的实际出土量为56.72m3/环57.87m3/环。启 动设定初始土压力值Po设定推进千斤顶速度刀盘扭距是否为上限量测土压力值P1Po与P1互相比较检查密封仓土压分布理论挖掘土量(Vo)与实际排土量(V1)相比较量测地层沉降继 续设定螺旋输送机转速减少螺旋输送机转速增加螺旋输送机转速隆起V1V0沉陷不均衡P1P0P10,表明盾构机逆时针方向滚动,如果Hb-Ha0,表明盾构机顺时针方向滚动。2)竖直方向的监测采用电子经纬仪直接测量盾构的俯仰角变化,上仰或下俯时其角度增量的变化方向相反。3)水平方向角的监测采用电子经纬仪直接测量盾构的左右摆动,左摆或右摆时其水平方向角的变化方向
10、相反。4)仪器的配置电子水准仪型号:Leica NA3003 精度:0.4mm电子经纬仪型号:Leica T2002 精度:0.5(2)自动监测采用激光导向系统进行监测。该系统是在一固定基准点发出激光束的基础上,根据盾构机所处位置计算其对设计线路的偏差,并将信息反映在大型显示器上。监测装置安设在主控室内,操作人员通过控制系统进行调整。用目标装置(激光靶板)和倾角罗盘仪测量盾构机的位置。激光靶板测量激光束的入射点位置和入射角大小,倾角罗盘仪测量盾构机在两个方向的转角。盾构掘进时,自动监测与人工监测同时使用,通过二者的相互配合,提高盾构姿态监测的精度。3、盾构机掘进姿态调整盾构机姿态的调整,包括纠
11、偏和曲线段施工两种情况。(1)滚动纠偏采用使盾构刀盘反转的方法来纠正滚动偏差。允许滚动偏差1,当超过1时,盾构机报警,盾构司机通过切换刀盘旋转方向,进行反转纠偏。(2)竖直方向纠偏控制盾构机方向的主要因素是千斤顶的单侧推力,它与盾构机姿态变化量间的关系比较离散,靠操作人员的经验来控制。当盾构机出现下俯时,加大下端千斤顶的推力;当盾构机出现上仰时,加大上端千斤顶的推力进行纠偏。(3)水平方向纠偏与竖直方向纠偏的原理一样,左偏时,加大左侧千斤顶的推力纠偏;右偏时,加大右侧千斤顶的推力纠偏。(4)特殊地层下的姿态控制盾构通过复合地层时,根据掌子面的地质情况,对液压推进油缸进行分区操作。液压推进油缸的
12、分区,采用如下方案:将全部推进油缸分为A、B、C、D四个区域,每个区域的油缸编为一组,选择每组油缸的工作方式顶进、随动,借此控制或纠正盾构掘进机的前进方向。在A、B、D组推进油缸中,有一个油缸装有位移传感器,用于标示该区域的行程,从而显示整个盾构机的推进状态。例如,当盾构机发生上仰偏斜时,可以适当调节A区及C区工作油缸个数,即升高A区,降低C区,同时观察A区及C区的行程显示,以达到调节推进方向的目的。具体如下图所示。(5)曲线段施工在曲线地段(包括平面曲线和竖向曲线)施工时,对推进油缸实行分区操作,使盾构机按预期的方向进行调向运动,分区操作方法见下表:分区操作方法表油缸分区盾构机预期走行方向直
13、线左转右转上仰下俯A工作工作工作随动工作B工作随动工作工作工作C工作工作工作工作随动D工作工作随动工作工作4、纠偏注意事项(1)在切换刀盘转动方向时,保留适当时间间隔,切换速度不宜过快。(2)出现偏差及时根据掌子面地层情况调整掘进参数,调整掘进方向,避免引起更大的偏差。(3)蛇行的修正以长距离缓慢修正为原则,如修正过急,蛇行反而会更加严重。在直线推进的情况下,选取盾构当时所在位置点与设计线上远方的一点作一直线,然后再以这条线为新的基准进行线形管理。在曲线推进的情况下,使盾构机当时所在位置点与远方点的连线同设计曲线相切。盾构机掘进纠偏时,调差值控制在平面调差折角0.4%、高程调差20mm的范围内
14、,以防止纠偏过激。第六小节 特殊地段盾构施工措施1、穿越复杂地质地段的施工措施(1)使用泡沫添加剂改良土体粉质黏土透水性较差,高压缩性、低强度低渗透性的饱和软粘性土,蠕变量大,土层的蠕动、流动易造成开往面失稳,同时土层粘性大,易粘着盾构设备或造成管路堵塞,给掘进带来困难。另外流塑状、软塑状的粉质黏土也极易发生蠕动及粘着盾构设备或造成管路堵塞。在隧道掘进时使用泡沫添加剂,改良土体,抑制盾构机对周围土层的扰动,从而达到防止地表下沉的目的。SPECPM泡沫剂可产生稳定的泡沫,适合在粘性、砂性及粉质土壤中使用,在与粘性土混合时可降低土体粘性,使盾构断面土体的性能改良,降低土体对盾构的粘着作用,以利于盾
15、构推进。另外使用SPECPM泡沫剂可降低内摩擦力,减少土壤在刀盘、螺旋运输机、皮带机的磨损。(2)使用膨润土浆液改良土体隧道经过粉土层、粉砂含水层时,施工中会出现因涌水引起开挖面失稳和地面沉降,并会出现突涌现象。为确保施工顺利,在粉土层、粉砂含水层推进过程中采用压注膨润浆液土改良土体。土体改良是为了降低土体的透水性,加强工作面的密封性,可有效的抵抗承压水头,支撑工作面的稳定性,保护刀盘以及保证盾构螺旋出土机的正常出土。在推进过程中每隔一定距离在盾构前方及螺旋机内压注膨润土。压注膨润土改良土体,使得出土时的粘粒含量达20%。按此计算,每推进一环,需加入一定浓度的膨润土浆液。膨润土浆液可以在刀盘正
16、面注入,通过刀盘后翼的搅拌。从螺旋机排出。当螺旋机油压过高,也可以在螺旋机中注入适量的膨润土浆液。压注膨润土浆液的同时观察螺旋机的排土状态及下面土体的沉降状况,确保下面土体稳定。砂性土的渗透系数较大,即孔隙水压增加较快,同时消散也较快,而两者的时间差,为疏干的时效。因此,千斤顶的速度控制与之相配合,从而使盾构推进速度达到较好的状态。加泥参数,在认识了正面的疏干效应,则加泥的定量就能明确了。具体配比与注入量见下表:泥浆配比表原材料配合比(kg)浓度(%)比重注入量(m3)备 注膨润土、水0.25:1251.110.050.15根据刀盘转速及螺旋机油压调整注入量盾构推进过程中密切注意在土质上下差异
17、较大的各层中推进所受到上下阻力的不均匀性。粉土、粉砂层中分布有承压水,盾构推进时做好以下工作:1)加强同步注浆管理,控制压浆量。2)充分压注盾尾油脂,防止泥水从盾尾进入。3)加强盾构补压浆系统管理。由于土体已扰动,需要不断地调整各项参数,进行补压浆。4)确保螺旋机的密封性能。2、穿越建筑物、地下管线处的施工措施(1)成立由项目经理、技术、监测等人员组成的保护小组。(2)事先对建(构)筑物情况调查清楚,制定并论证保护方案,严格按方案实施。(3)施工过程中,对周围管线及建筑物进行全方位、全天候的监测,实行信息化反馈施工。(4)根据建筑物的结构型式及与隧道的关系,制定建筑物最大沉降和沉降差的警界值。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 盾构 掘进 施工 方案
限制150内