CN105863656B - 一种盾构掘进方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种盾构掘进方法,包括:盾构始发时,推力由0逐步增大,推进速度小于等于10mm/min;盾构过程中,注浆与掘进同步进行;在预设的时间间隔内对盾构机的姿态以及管片的姿态进行测量、并根据测量数值进行姿态调整;盾构到达前100米时,对盾构轴线进行测量与调整。上盾构掘进方法,可以解决掘进过程中姿态偏移量较大的问题,并且能够减少盾构机的磨损,有益于降低施工成本。
Description
技术领域
本发明涉及盾构技术领域,特别涉及一种盾构掘进方法。
背景技术
随着我国经济建设的快速发展,对于盾构技术的研究与应用愈发广泛。
在我国,习惯上将用于软土地层的称为盾构。盾构法是暗挖法施工中的一种全机械化施工方法。它是将盾构机械在地中推进,通过盾构外壳和管片支承四周围岩防止发生往隧道内的坍塌。同时在开挖面前方用切削装置进行土体开挖,通过出土机械运出洞外,靠千斤顶在后部加压顶进,并拼装预制混凝土管片,形成隧道结构的一种机械化施工方法。
通常来说,利用盾构机进行盾构掘进时常见的盾构方式;采用盾构法施工时,首先要在隧道的始端和终端开挖基坑或建造竖井,用作盾构及其设备的拼装井(室)和拆卸井(室)。拼装和拆卸用的工作井,其建筑尺寸应根据盾构装拆的施工要求来确定。当盾构机械被安装完毕之后,开始土层开挖、盾构推进操纵与纠偏、衬砌拼装、衬砌背后压注等。这些工序均应及时而迅速地进行,决不能长时间停顿,以免增加地层的扰动和对地面、地下构筑物的影响。
在现有技术中,由于盾构机的运行往往偏离预计轨迹,导致盾构机的运行轨迹呈“蛇形”,这样极易发生生产安全事故。
发明内容
本发明的目的是提供一种盾构掘进方法,该盾构掘进方法可以解决掘进过程中姿态偏移量较大的问题。
为实现上述目的,本发明提供一种盾构掘进方法,包括:
盾构始发时,推力由0逐步增大,推进速度小于等于10mm/min;
盾构过程中,注浆与掘进同步进行;
在预设的时间间隔内对盾构机的姿态以及管片的姿态进行测量、并根据测量数值进行姿态调整;
盾构到达前100米时,对盾构轴线进行测量与调整。
相对于上述背景技术,本发明提供盾构掘进方法,使得在盾构始发时,推力由0逐步增大,推进速度小于等于10mm/min;有助于盾构的平稳开始;并且在盾构过程中,注浆与掘进同步进行;确保掘进面的土层稳固可靠;此外,在预设的时间间隔内对盾构机的姿态以及管片的姿态进行测量、并根据测量数值进行姿态调整;这样便能够确保盾构的姿态,避免蛇形轨迹;当盾构到达前100米时,对盾构轴线进行测量与调整,从而有效完成盾构的收尾工作;采用上述盾构掘进方法,可以解决掘进过程中姿态偏移量较大的问题,并且能够减少盾构机的磨损,有益于降低施工成本。
优选地,所述盾构始发时,推力由0逐步增大,推进速度小于等于10mm/min步骤之前还包括,对始发井的洞口经改良后的土体质量进行检查。
优选地,所述在预设的时间间隔内对盾构机的姿态以及管片的姿态进行测量、并根据测量数值进行姿态调整步骤具体包括:
通过监测设备测量盾构机的姿态以及管片的姿态;
利用人工或者所述监测设备计算误差值,当误差值大于允许差值时,对盾构机的掘进速度、推力以及刀盘速度进行调整。
优选地,所述盾构过程中应确保纠偏i=(i盾-i衬)≤[i];其中,i为盾构与管片相对坡度;i盾为盾构推进后实际纵坡;i衬为已成隧道管片纵坡;[i]为允许坡度差值。
优选地,所述盾构过程中应确保平面纠偏ΔL<S×tanα;其中,α为盾构与衬砌允许的水平夹角;S为两腰对称的千斤顶的中心距;ΔL为两腰对称千斤顶伸出长度的允许差值。
优选地,所述盾构过程中对工作面的地层加入用以确保渣土的流动性和止水性的压缩空气、水、膨润土以及添加剂。
优选地,所述盾构过程中还包括利用根据理论出渣量而设置的运输装置将渣土运出;所述理论出渣量为V=ρπD2L/4,其中,ρ为堆积密度松散系数,取值范围根据试验测定;D为刀盘直径,L为管片宽度。
优选地,所述盾构始发之前,还包括始发井以及接收井的施工、预制管片以及混凝土工程。
优选地,所述始发井以及接收井的施工包括如下步骤:制作盾构环以及盾构环安装。
附图说明
图1为本发明实施例所提供的盾构掘进方法的流程图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种盾构掘进方法,该盾构掘进方法可以解决掘进过程中姿态偏移量较大的问题,并且能够减少盾构机的磨损,有益于降低施工成本。
为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
请参考图1,图1为本发明实施例所提供的盾构掘进方法的流程图。
本发明提供的盾构掘进方法,包括如下步骤:
盾构始发时,推力由0逐步增大,推进速度小于等于10mm/min;
盾构过程中,注浆与掘进同步进行;
在预设的时间间隔内对盾构机的姿态以及管片的姿态进行测量、并根据测量数值进行姿态调整;
盾构到达前100米时,对盾构轴线进行测量与调整。
在盾构始发之前,往往需要对推力、刀盘转速以及压力进行设定;具体来说,根据盾构机的特性、岩层硬度、推进速度、刀具磨损、泥水土压力或土压力大小设定、各类摩擦力情况确定合理的推力,但最终作用在每把滚刀上的力不能超过刀具所规定的正面压力和侧面推力,防止刀具和设备过载损坏。根据盾构机的特性、岩层硬度、推进速度、刀具磨损、泥水土压力或土压力大小设定、各类摩擦力情况确定合理的推力,但最终作用在每把滚刀上的力不能超过刀具所规定的正面压力和侧面推力,防止刀具和设备过载损坏。针对刀盘转速来说:根据岩层硬度、推力、刀具的磨损状况、贯入度和掘进速度等,确定合理的刀盘速度,硬岩段掘进刀盘转速一般采用低转速。针对压力来说,通过选择合理的掘进速度和排渣量或泥水循环,达到仓内压力的平衡,压力可通过计算和实际情况进行验证,以保证合适的水土压力。
在上述针对盾构机的参数进行选定的过程中,无论是在硬土地层中,还是在软土地层中,盾构机推进速度与总推力之间近似线形关系,刀盘扭矩与推进速度之间近似呈指数形式增加。根据岩层硬度、推力、刀具的磨损状况、贯入度和掘进速度等,确定合理的刀盘速度,硬岩段掘进刀盘转速一般采用低转速。掘进土压力时主要考虑地层土压力、地下水压力(孔隙水压力),并考虑预备压力;土层内的土压力可以维持刀盘前方的围岩稳定,不致于因土压偏低造成土体坍塌、地下水流失;为了降低掘进扭矩、推力,提高掘进速度,减少土体对刀具的磨损,土层内的土压力应尽可能得低,以使掘进成本最低。
也就是说,盾构始发时,由于前方没有阻力,因此空推时应尽量保持较小推力,推力由0逐步增大,推进速度不大于10mm/min,底部油缸推力应大于其他油缸,这样有利于减小刀具的磨损,使得掘进成本降低。
在正常盾构过程中,注浆与掘进同步进行并及时根据信息反馈情况调整注浆参数,严禁出现盾构姿态突变,应尽量防止横向偏差、纵向偏差和转动偏差的发生,用测量数据修正盾构姿态,尽早进行“蛇行”修正。
具体来说,在盾构开始之前,应根据隧道地质状况、埋深、地表环境、盾构姿态、施工监测结果制定当班盾构掘进施工指令,并准备好壁后注浆工作、管片拼装工作。盾构过程中必须严格按照盾构设备操作规程、安全操作规程以及当班的掘进指令控制盾构掘进参数与盾构姿态。此外,盾构过程中必须设专人按规定进行监控量测,并及时反馈,指导施工。除此之外,盾构施工全过程应对掘进线路上地面、建/构筑物等进行沉降、变形观测,编制专项监测方案。
针对盾构到达阶段,应制定盾构到达方案,包括到达掘进、管片拼装、壁后注浆、洞口外土体加固、洞口围护拆除、洞圈密封等工作的安排。对盾构接收井进行验收并做好接收盾构的准备工作。开挖面压力、排土量,以减小洞口地表变形。盾构到达时应按预定的拆除方法与步骤,拆除洞门。
换句话说,构切口离到达接收井距离小于10m时,必须控制盾构推进速度。当盾构到达前100m,必须对盾构轴线进行测量、调整。当盾构全部进入接收井内基座上后,应及时做好管片与洞圈间的密封等工作。
采用上述方法,能够对盾构掘进进行有效控制,在确保掘进正常的前提下,还能够降低刀具磨损,减少施工费用。
在盾构始发时,推力由0逐步增大,推进速度小于等于10mm/min步骤之前还包括,对始发井的洞口经改良后的土体质量进行检查。这样便能够确保施工的安全性,避免意外事故的发生。
在预设的时间间隔内对盾构机的姿态以及管片的姿态进行测量、并根据测量数值进行姿态调整步骤具体包括:
通过监测设备测量盾构机的姿态以及管片的姿态;
利用人工或者所述监测设备计算误差值,当误差值大于允许差值时,对盾构机的掘进速度、推力以及刀盘速度进行调整。
也就是说,盾构施工过程中必须经常进行盾构与管片姿态人工复核测量、跟踪与信息反馈。
本文优选地,盾构过程中应确保纠偏i=(i盾-i衬)≤[i];其中,i为盾构与管片相对坡度;i盾为盾构推进后实际纵坡;i衬为已成隧道管片纵坡;[i]为允许坡度差值。
并且在盾构过程中应确保平面纠偏ΔL<S×tanα;其中,α为盾构与衬砌允许的水平夹角;S为两腰对称的千斤顶的中心距;ΔL为两腰对称千斤顶伸出长度的允许差值。
通过上述检测方式,能够有效确保掘进过程的正常运行,有效纠正蛇形情况的发生,从而对掘进过程进行有效控制。
在盾构过程中对工作面的地层加入用以确保渣土的流动性和止水性的压缩空气、泡沫剂、水、膨润土以及添加剂。
为了保持开挖面的稳定性,要根据地层条件适当注入添加剂,确保渣土的流动性和止水性,同时要慎重进行压力仓压力和排土量的管理。根据地层不同地质、含水量和渣土温度和干湿度,适当加入压缩空气、泡沫剂、水,根据需要添加膨润土、添加剂等,通过刀盘和螺旋输送机搅拌产生流塑性较好的渣土,输送出仓外至皮带机上。也就是说,根据地层不同地质、含水量和渣土温度和干湿度,适当加入压缩空气、泡沫剂、水,根据需要添加膨润土、添加剂等,通过刀盘和螺旋输送机搅拌产生流塑性较好的渣土。
在上述基础之上,在盾构过程中还包括利用根据理论出渣量而设置的运输装置将渣土运出;所述理论出渣量为V=ρπD2L/4,其中,ρ为堆积密度松散系数,取值范围根据试验测定;D为刀盘直径,L为管片宽度。出渣中尽量减少和避免喷渣。得出理论出渣量,在掘进过程中控制出渣量。
针对渣土水平运输,适宜采用轨道运输。水平运输的轨道应保持平稳、顺直、牢固,轨距误差应符合有关规定。针对长距离的掘进,宜每隔500m设置会车道或转辙装置。牵引设备的牵引能力应满足牵引隧道最大纵坡重量和的要求。车辆配置应满足出碴、进料及掘进进度的要求。针对垂直运输方式,应根据竖井深度、盾构施工速度等因素综合考虑。提升设备的提升能力应满足出碴、进料的需要。垂直运输可根据安全需要采用稳定设施。垂直运输通道上不得有妨碍运输畅通的障碍物。
当然,在盾构掘进之前,还涉及到始发井以及接收井的施工;
针对始发井的施工,首先制作盾构环:(1)钢环制作精度直径允许误差5mm。(2)行风需连续施焊,不渗漏,焊缝高度为6mm。(3)为防止吊运、安装时钢环产生变形,采用型钢在环内打米字撑加撑减小变形。(4)盾构环板除与混凝土接触面外,其余部分均须涂刷防锈漆两道(红丹二度)。
完成了盾构环的制造之后,进行盾构环安装环节;其中,在测量放样时,应精确地放出盾构环中心点及圆环线并做好标记,注意盾构环中心标高不变,圆心误差不得大于5mm,应经各方复测检查后确保准确无误。
本段具体说明盾构环安装技术要求与措施:
(1)为防止安装时、安装后钢环产生变形,环内型钢米字撑一直存在。
(2)水平及竖直方向的误差均不得超过±5mm。严格按照图纸施工。
(3)在混凝土浇筑过程中,应采取有效的措施防止浆液进入螺栓孔内,可采用透明胶贴住。
(4)端墙的模板必须支撑牢固、稳定,无松动、跑模、超标变形下沉等现象。
在上述始发井的施工过程中,还应注意如下事项:
1、场地硬化混凝土强度不低于C15、厚度不低于200mm;
2、始发井若场地受限,为保证盾构掘进出渣要求,应在反方向开挖隧道5-10m,并加设盾构环。
针对接收井的施工;首先,接收井围护桩的承载力及硬化路面必须满足盾构机吊装所需承载力。其次,隧道出洞口需加设盾构环、封闭系统。并且还应对盾构机吊装前需进行地基承载力验算。
除此之外,在钢筋混凝土预制管片环节中,包括模具工程和钢筋工程;针对模具工程来说:
一、模具每周转100次,必须进行系统检验,其允许偏差:
1、宽度±0.4mm,用内径千分尺检查,6点/片;
2、弧弦长±0.4mm,采用样板进行校核,2点/片,每点2次;
3、边模夹角≤0.24mm,靠尺塞尺,4点/片;
4、对角线±0.8mm,利用钢卷尺、刻度放大镜,4点/片;
5、内腔高度-1~+2mm,高度尺,4点/片。
二、合模与脱模应按下列规定进行:
1、合模前应仔细清理模具各部位,喷涂脱模剂要求薄而匀,无积聚、流淌现象。
2、应按模具使用说明书规定顺序合模,并对模具进行检查。
3、环、纵向螺栓孔预埋件、中心吊装孔预埋件和模具接触面应密封良好;钢筋骨架和预埋件严禁接触脱模剂。
4、管片的脱模强度不应符合设计要求及相关规定;GB50446-2008.
5、脱模时,应注意保护管片和模具。
6、出模时应按规定降温,且出模时管片表面温度与环境气温差不应大于20℃。
在上述模具工程中,还需注意以下几点:
1、管片模具应具有足够的承载能力、刚度和稳定性,应具有良好的密封性能、不漏浆,保证在规定的周转使用次数内不变形。
2、模具应便于支拆。
3、模具应由专业厂生产。
4、管片模具制作必须编制完善的技术文件(包括图纸、技术要求、验收标准等)。
5、制作模具的各类材料应符合现行国家标准(或进口国标准)
的规定;选用焊条的材质、性能及直径的大小应与被焊物的材质、性能、厚度相适应。
6、管片模具各组成部件加工精度应符合模具设计图纸的要求。
7、新制作的模具到场安装后须进行检查验收,符合要求后进行试生产。在试生产的管片中,随机抽取三环进行试拼装检验,其结果必须合格。
8、模具每周转100次,必须进行系统检验。
针对钢筋工程来说:
一、钢筋加工允许偏差:
1、主筋和构造筋剪切偏差±10mm,抽检≥5件/班同类型、同设备生产15环。
2、主筋折弯点位偏差±10mm,抽检≥5件/班同类型、同设备生产15环。
3、箍筋内净尺寸偏差±5mm,抽检≥5件/班同类型、同设备生产15环。
二、钢筋骨架安装的偏差:
1、钢筋骨架,长+5mm至-10mm,尺量,每片骨架检查4点;宽+5mm至-10mm,尺量,每片骨架检查4点;高+5mm至-10mm,尺量,每片骨架检查4点。
2、受力主筋,间距±5mm,尺量,每片骨架检查4点。
层局,±5mm,尺量,每片骨架检查4点。保护层厚度,+5mm,-3mm,尺量,每片骨架检查4点。
3、箍筋间距,±10mm,尺量,每片骨架检查4点。
4、分布筋间距,±5mm,尺量,每片骨架检查4点。
5、环、纵向螺栓孔和中心吊装孔、畅通、内圆面平整。
在上述模具工程中,还需注意以下几点:
1、应采用焊接骨架,钢筋骨架应在符合要求的胎具上制作。
2、钢筋骨架必须通过试生产,经检验合格后方可批量下料焊接成型及制作。
3、钢筋焊接前,必须根据施工条件,进行试焊,合格后方可施焊。
4、有钢制螺栓孔垫圈时,垫圈表面必须进行防腐处理,质量应符合设计要求。
5、应按钢筋料表进行钢筋切断或弯曲。
6、弧形主筋加工时应防止平面翘曲,成型后表面不得有裂纹,且成型尺寸应正确。
7、受力钢筋的弯钩和弯折应符合GB50204中的有关规定。
8、除焊接封闭环式箍筋外,箍筋的末端应作弯钩,弯钩形式应符合设计要求。当设计无具体要求时,应符合下列规定:
1)箍筋弯钩的弯弧内直径应符合GB50204中的有关规定;
2)箍筋弯钩的弯折角度应符合设计要求;当设计无具体要求时,箍筋弯钩的弯折角度应为135°且弯后平直部分长度不应小于箍筋直径的10倍。
9、当钢筋的品种、级别或规格需作变更时,应事先办理设计变更。
10、焊丝进厂应有合格证书,焊接骨架时,应按料表核对钢筋级别、规格、长度、根数及胎具型号。焊接应根据钢筋级别、直径及焊机性能合理选择焊接参数;钢筋应平直,端面整齐;焊接骨架的焊点设置,应符合设计要求:当设计无规定时,骨架的所有钢筋相交点必须焊接;钢筋骨架成型应对称跳点焊接。
11、焊接成型时,焊接前焊接处不应有水锈、油渍等;焊后焊接处不应有缺口、裂纹及较大的金属焊瘤。
12、预埋件的材质、加工精度和焊接质量应满足设计和本规范要求。
13、钢筋骨架制作成型后,应进行实测检查并填写记录;检查合格后,分类码放,并设明显标识牌。
14、保护层垫块规格应符合设计要求,应绑扎牢靠。钢筋骨架入模后,应检查各部位保护层应符合设计要求。
然后进行混凝土工程,首先,预制钢筋混凝土管片强度评定应符合GB50204中的有关规定,其次,混凝土的强度等级不低于C50,抗渗性能不低于P10,并且应控制混凝土初期开裂和收缩裂缝。此外,最大水灰比0.50,最小水泥含量350千克每立方米。在水泥浆中可掺入适量的减水剂,高效减水剂,引气剂等外加剂,不得含有氯化物,硝酸盐、硫化物、亚硫酸盐、氯酸盐等有害物质。控制混凝土中的最大氯离子含量不大于水泥重量的0.06%。控制混凝土中总碱含量小于3千克每立方米,应采用非碱性骨料。首次使用的混凝土配合比应进行开盘鉴定,其工作性应满足设计配合比的要求。应严格按施工配合比投料。混凝土原材料计量偏差应符合GB50204中的有关规定。每工作班至少测定一次砂石含水率,并据此提出施工配合比。混凝土应搅拌均匀、色泽一致,和易性良好。应在搅拌或浇筑地点检测坍落度,应逐盘作目测检查混凝土粘聚性和保水性。混凝土应连续浇筑成型;根据生产条件选择适当的振捣方式;振捣时间以混凝土表面停止沉落或沉落不明显、混凝土表面气泡不再显著发生、混凝土将模具边角。
与此同时,混凝土工程还应注意的是:
1、成型管片可用回弹法测评强度。
2、混凝土坍落度不宜大于70mm。
3、开始生产时应至少留置一组标准养护试件,作为验证配合比的依据。
4、浇筑混凝土时不得扰动预埋件。
5、混凝土浇筑成型后至脱模前,应覆盖保湿,可采用蒸汽养护或自然养护方式进行养护。
6、管片在贮存阶段宜采取适当的方式进行养护且养护周期不得少于14天。非冬施期间生产的管片宜置于水中养护贮存7天以上,冬施期间生产的管片宜涂刷养护剂。当采用蒸汽养护时,应经试验确定混凝土养护制度。管片混凝土预养护时间不宜少于2小时,升温速度不宜超过15℃/h,降温速度不宜超过10℃/h,恒温最高温度不宜超过60℃。出模时管片温度与环境温度差不得超过20℃。采用蒸汽养护时应监控温度变化并记录。
7、水平拼装:每套钢模,每生产200环后应进行水平拼装检验一次。每生产50环应抽查1块管片做检漏测试。检漏标准按设计抗渗压力恒压2小时,渗水深度不超过管片厚度的1/5为合格。吊装预埋件首次使用前必须进行抗拉拔试验,抗拉拔力应符合设计要求。
8、预制钢筋混凝土管片应按设计要求进行结构性能检验并满足要求。
9、管片采用以耐久性好为特点的高性能自防水混凝土,通过外掺剂提高混凝土的抗渗性,混凝土管片抗渗等级大于等于P10。同时,应检测管片混凝土的渗透系数及氯离子扩散系数,管片混凝土渗透系数K小于等于5x10-13m/s,氯离子扩散系数小于等于8x10-9cm2/s在有腐蚀性介质或隧道埋深较深的地层中,需于管片外弧面涂刷外防水涂层,管片混凝土渗透系数K小于等于8x10-14m/s,氯离子扩散系数小于等于2x10-9cm2/s(涂刷后检测)。
10、外层钢筋混凝土净保护层厚度不小于20mm。
而后进行成型管片以及管片贮存与运输;在成型管片环节中:
1、管片混凝土外观质量不应有露筋、孔洞、疏松、夹渣、有害裂缝、棱角磕碰、飞边等缺陷。
2、预制钢筋混凝土管片的尺寸偏差应符合相关规定。
3、成品混凝土管片应喷刷标识,在管片的内弧面角部须喷涂标记,标记内容应包括:管片型号、模具编号、生产日期、生产厂家、合格状态。每一片必须独立编号。
针对管片水平拼装检验;允许偏差如下:
1、环向缝间隙,2mm,用塞尺片每环测6点。
2、纵向缝间隙,2mm,用塞尺片每条缝测2点。
3、成环后内径,±2mm,用钢卷尺量,测4条(不放衬垫)。
4、成环后外径,+6mm至-2mm,用钢卷尺量,测4条(不放衬垫)。
预制成型管片允许偏差:
1、宽度,±1mm,用尺量3点。
2、弧弦长,±1mm,用尺量3点。
3、厚度,+3/-1mm,用尺量3点。
除此之外,还应检测管片混凝土的渗透系数及氯离子扩散系数,管片混凝土渗透系数K小于等于5x10-13m/s,氯离子扩散系数小于等于8x10-9cm2/s在有腐蚀性介质或隧道埋深较深的地层中,需于管片外弧面涂刷外防水涂层,管片混凝土渗透系数K小于等于8x10-14m/s,氯离子扩散系数小于等于2x10-9cm2/s(涂刷后检测),并且成品管片每出厂50环需做检漏测试实验。
而在管片贮存与运输的环节中,需要考虑的是管片贮存场地必须坚实平整。雨期应加强贮存管片的检查,防止地基出现不均匀沉降。管片应按适当的方式分别码放。
并且在管片成型后,防止碰撞,角部需粘贴三元乙丙橡胶板。当采用内弧面向上的方法贮存时,管片堆放高度不应超过六层;采用单片侧立方法贮存时,管片堆放高度不得超过四层。不论何种方法贮存,每层管片之间必须使用垫木,位置要正确。管片运输应采取适当的防护措施。
然后采用本文所述的盾构掘进方法进行盾构掘进,与此同时进行管片拼装作业,然后进行壁后注浆、隧道防水以及附属工程等项目,从而完成整个隧道盾构工程;当然,上述除盾构掘进方法之外的其他各项工程可以根据实际需要而采用不同的方法,本文将不一一阐述。
以上对本发明所提供的盾构掘进方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以对本发明进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (9)
1.一种盾构掘进方法,其特征在于,包括:
在盾构始发之前,对推力、刀盘转速以及压力进行设定;根据盾构机的特性、岩层硬度、推进速度、刀具磨损、泥水土压力或土压力大小设定、各类摩擦力情况确定合理的推力,但最终作用在每把滚刀上的力不能超过刀具所规定的正面压力和侧面推力,防止刀具和设备过载损坏;针对刀盘转速来说:根据岩层硬度、推力、刀具的磨损状况、贯入度和掘进速度,确定合理的刀盘速度,硬岩段掘进刀盘转速一般采用低转速;针对压力来说,通过选择合理的掘进速度和排渣量或泥水循环,达到仓内压力的平衡,压力可通过计算和实际情况进行验证,以保证合适的水土压力;
盾构始发时,推力由0逐步增大,推进速度小于等于10mm/min;
盾构过程中,注浆与掘进同步进行;
在预设的时间间隔内对盾构机的姿态以及管片的姿态进行测量、并根据测量数值进行姿态调整;
盾构到达前100米时,对盾构轴线进行测量与调整。
2.根据权利要求1所述的盾构掘进方法,其特征在于,所述盾构始发时,推力由0逐步增大,推进速度小于等于10mm/min步骤之前还包括,对始发井的洞口经改良后的土体质量进行检查。
3.根据权利要求2所述的盾构掘进方法,其特征在于,所述在预设的时间间隔内对盾构机的姿态以及管片的姿态进行测量、并根据测量数值进行姿态调整步骤具体包括:
通过监测设备测量盾构机的姿态以及管片的姿态;
利用人工或者所述监测设备计算误差值,当误差值大于允许差值时,对盾构机的掘进速度、推力以及刀盘速度进行调整。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的盾构掘进方法,其特征在于,所述盾构过程中应确保纠偏i=(i盾-i衬)≤[i];其中,i为盾构与管片相对坡度;i盾为盾构推进后实际纵坡;i衬为已成隧道管片纵坡;[i]为允许坡度差值。
5.根据权利要求4所述的盾构掘进方法,其特征在于,所述盾构过程中应确保平面纠偏ΔL<S×tanα;其中,α为盾构与衬砌允许的水平夹角;S为两腰对称的千斤顶的中心距;ΔL为两腰对称千斤顶伸出长度的允许差值。
6.根据权利要求5所述的盾构掘进方法,其特征在于,所述盾构过程中对工作面的地层加入用以确保渣土的流动性和止水性的压缩空气、水、膨润土以及添加剂。
7.根据权利要求6所述的盾构掘进方法,其特征在于,所述盾构过程中还包括利用根据理论出渣量而设置的运输装置将渣土运出;所述理论出渣量为V=ρπD2L/4,其中,ρ为堆积密度松散系数,取值范围根据试验测定;D为刀盘直径,L为管片宽度。
8.根据权利要求1至3任意一项所述的盾构掘进方法,其特征在于,所述盾构始发之前,还包括始发井以及接收井的施工、预制管片以及混凝土工程。
9.根据权利要求8所述的盾构掘进方法,其特征在于,所述始发井以及接收井的施工包括如下步骤:制作盾构环以及盾构环安装。
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