CN103437774A - 一种盾构掘进的加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种盾构掘进的加工方法,该方法利用盾构机在地下进行穿越施工,根据盾构机顶管与建筑物的距离将穿越段进行分阶段划分,在穿越中阶段,盾构机的掘进速度控制在0.5~1.5cm/min,减少土体扰动,以每20cm为一掘进单元,通过盾构机的液压系统增设节流阀,控制千斤顶油量,保持掘进速度的稳定,增设冷却系统防止油温过高。与现有技术相比,本发明可以根据地面沉降监测信息的反馈,精确测定地层的变形,及时调整水土压力和泥浆比重,从而科学合理的设置泥浆压力值及相应的推进速度等参数。
Description
技术领域
本发明涉及盾构掘进领域,尤其是涉及一种盾构掘进的加工方法。
背影技术
目前在电力隧道式施工作业时,在施工前期应详细了解工程影响范围内的地下障碍物、地下构筑物及地下管线等的信息,制定相应的施工控制措施及应急预案,以便在穿越施工时针对实际情况加强施工控制,避免因施工扰动过大引起的工程事故。应对工程影响范围内的道路、交通流量、地面建(构)筑物及文物等进行详细地了解,根据环境保护要求建立穿越施工中的建(构)筑物分级分阶段预警体系,对需要加固或基础托换的建(构)筑物做详细的调查,必要时应作鉴定,并提前做好施工方案,其中防水密封是极为重要的一个环节,对于整个隧道的施工情况起决定性的作用。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
一种盾构掘进的加工方法,该方法利用盾构机在地下进行穿越施工,根据盾构机顶管与建筑物的的距离将穿越段进行分阶段划分,
距离建筑物200m-50m时为穿越前阶段,距离建筑物50m-机头脱离建筑物10m为穿越中阶段,机头脱离建筑物10m~机头脱离建筑物100m为穿越后阶段,
在穿越中阶段,盾构机的掘进速度控制在0.5~1.5cm/min,减少土体扰动,以每20cm为一掘进单元,通过盾构机的液压系统增设节流阀,控制千斤顶油量,保持掘进速度的稳定,增设冷却系统防止油温过高。
盾构机在穿越中阶段的土仓压力控制在主动土压力的1.5~1.8倍,,总顶力控制在被动土压力的0.8~0.9。
盾构机在穿越中阶段的刀盘速率要使正面土体控制在半切削、半挤压状态。
盾构机在穿越中阶段的顶进速度要与出土量保持平衡。
盾构机的出口处的注浆压力达到静止土压力的1.5~1.8倍,注浆量达到注浆间隙的140%~200%。
在穿越中阶段增设预埋注浆管,盾构穿越后对该区段隧道周围土体进行加固,使加固后的土体有良好的均匀性和较小的渗透系数,加固土体强度为0.2~0.3MPa。
与现有技术相比,本发明可以根据地面沉降监测信息的反馈,精确测定地层的变形,及时调整水土压力和泥浆比重,从而科学合理的设置泥浆压力值及相应的推进速度等参数,同时根据地面荷载的情况,重新计算水土压平衡设定值,并根据地面隆沉值加以调整,便顶管据苏推进,防止超挖和欠挖,以减少对土体的扰动。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例
盾构(顶管)下穿越施工扰动受推进速度、注浆量、注浆压力、正面稳定性、纠偏量等多种因素综合影响,合理选定施工参数对减小土体扰动有重要意义。
地下穿越施工时,根据盾构(顶管)与建筑物的距离关系将穿越段进行阶段性划分,主要分为穿越前(距离穿越目标200~50m)、穿越中(距离穿越目标50m~机头脱离穿越目标10m)和穿越后(机头脱离穿越目标10m~机头脱离穿越目标100m)三个阶段。当盾构(顶管)距离穿越建(构)筑物30m时,进入试穿越阶段。
盾构(顶管)在推进至试穿越阶段时,适当放慢推进速度,使盾构(顶管)匀速慢速施工,掘进速度控制在0.5~1.5cm/min,减少土体扰动。以每20cm为一施工段,盾构(顶管)每推进20cm后分析总结施工数据,再一次确定新的施工参数来指导施工。盾构掘进速度可通过盾构机的液压系统增设节流阀,控制千斤顶油量,进而使速度稳定在低速,同时增设冷却系统防止油温过高。
盾构掘进时,要合理调整优化施工参数:
(1)将土仓压力控制在主动土压力的1.5~1.8倍,略小于被动土压力。总顶力控制在被动土压力的0.8~0.9。
(2)确保盾构比较匀速地穿越加固区,同时保证刀盘对加固土体进行充分切削。掘进速度可通过盾构机的液压系统增设节流阀,控制千斤顶进油量,进而使速度稳定在低速,同时增设冷却系统防止油温过高。盾构推进施工要根据监测情况做必要的调整,如必要时可推进10~30cm,然后暂停10~20min,再推进10~30cm,依次组织施工以便更好地控制沉降。
(3)刀盘转速不宜过快,如果盾构机的开口率在40%~50%时,刀盘速率要使正面土体在半切削、半挤压状态,转速越快,对四周土体的扰动范围越大。
(4)顶进速度要与出土量保持平衡,即出土量不能时少时多。
(5)土压力设定值根据盾构埋深、所在位置的土层状况、前段隧道施工情况以及监测数据进行合理调整。严格控制出土量,防止超挖和欠挖,根据地面及隧道内监测结果合理调整出土量,并根据数据进行不断的调整。盾构掘进要保持开挖面稳定还必须通过计算来合理设定平衡压力值。
(6)要严格控制同步注浆量,确保浆液填充盾尾管片与土体间的建筑空隙,注浆压力和注浆量的控制应根据推进时的监测数据动态控制,同步注浆采用可硬性浆液,做到顶进与珠江同步进行。注浆量一定要能够填充管片外径与盾构机外径之间的环间间隙。出口处的注浆压力达到静止土压力的1.5~1.8倍。注浆量达到注浆间隙的140%~200%。
(7)严格控制管片拼装工序。管片拼装时用足千斤顶,决不允许可用千斤顶闲置。在盾构推进结束后回缩的千斤顶应尽可能的少,满足管片拼装即可,管片拼装完毕及时顶上相应千斤顶,以减少千斤顶回缩过多前方压力损失过大造成盾构机后退,而引起较大扰动,地面出现过大沉降。油压要达到顶进油压的80%或达到盾构机未安装管片时的姿态(即恢复原来千斤顶的形成)。拼装完毕后及时调整千斤顶的顶力,防止盾构姿态发生突变。
(8)管片全部安装好后,需重新测量盾构机姿态与千斤顶行程,如果发现千斤顶行程小于安装前行程,必须在下一环顶进时,直到千斤顶行程达到原来的行程时才能出土,也就是在安装管片过程中,千斤顶不能有回缩现象。
(9)在穿越过程中的管片增设预埋注浆管,盾构穿越后对该区段隧道周围土体进行加固,使加固后的土体有良好的均匀性和较小的渗透系数,加固土体强度为0.2~0.3MPa。在盾构机支承环上方开孔设置注浆管路,必要时使用该管路注浆,以减小扰动。
一般认为土体渗透系数是控制注浆量的主要因素(控制在建筑间隙的1.5倍),但在含水量较大的粘土中顶进,土质较软,管外壁建筑间隙在注浆压力作用下将增大,实际注浆量浆远大于1.5倍,同时本区间存在曲线段,故同步注浆量设定为6~8倍,直线段补浆量为建筑间隙的2倍。
在施工穿越过程中,在确保正面沉降控制良好的情况下,尽可能匀速、直线通过,减少纠偏量和纠偏次数。推进时不急纠、不猛纠,多注意观察管片(管道)与盾壳(机头)的间隙,相对区域油压的变化量随出土箱数和千斤顶行程逐渐变化。
顶管推进时,根据地面沉降监测信息的反馈,精确测定地层的变形,及时条真会过水土压力和泥浆比重,从而科学合理的设置泥浆压力值及相应的推进速度等参数,同时根据地面荷载的情况,重新计算水土压平衡设定值,并根据地面隆沉值加以调整,使顶管据苏推进,防止超挖和欠挖,以减少对土体的扰动。
Claims (6)
1.一种盾构掘进的加工方法,该方法利用盾构机在地下进行穿越施工,根据盾构机顶管与建筑物的的距离将穿越段进行分阶段划分,
距离建筑物200m-50m时为穿越前阶段,距离建筑物50m-机头脱离建筑物10m为穿越中阶段,机头脱离建筑物10m~机头脱离建筑物100m为穿越后阶段,
其特征在于,在穿越中阶段,盾构机的掘进速度控制在0.5~1.5cm/min,减少土体扰动,以每20cm为一掘进单元,通过盾构机的液压系统增设节流阀,控制千斤顶油量,保持掘进速度的稳定,增设冷却系统防止油温过高。
2.根据权利要求1所述的一种盾构掘进的加工方法,其特征在于,所述的盾构机在穿越中阶段的土仓压力控制在主动土压力的1.5~1.8倍,,总顶力控制在被动土压力的0.8~0.9。
3.根据权利要求1所述的一种盾构掘进的加工方法,其特征在于,所述的盾构机在穿越中阶段的刀盘速率要使正面土体控制在半切削、半挤压状态。
4.根据权利要求1所述的一种盾构掘进的加工方法,其特征在于,所述的盾构机在穿越中阶段的顶进速度要与出土量保持平衡。
5.根据权利要求1所述的一种盾构掘进的加工方法,其特征在于,所述的盾构机的出口处的注浆压力达到静止土压力的1.5~1.8倍,注浆量达到注浆间隙的140%~200%。
6.根据权利要求1所述的一种盾构掘进的加工方法,其特征在于,在穿越中阶段增设预埋注浆管,盾构穿越后对该区段隧道周围土体进行加固,使加固后的土体有良好的均匀性和较小的渗透系数,加固土体强度为0.2~0.3MPa。
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