CN111101955A - 一种超大直径盾构穿越小半径曲线隧道段的施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超大直径盾构穿越小半径曲线隧道段的施工方法，包括如下步骤：轴线纠偏调节，在盾构隧道施工过程中，超大直径盾构机每推进一定距离，即对该盾构机进行纠偏校验；盾构机体调节，将盾构机的中盾与尾盾铰接并在其铰接处通过密封件密封，有效地减少盾构机体长度；线路走向趋势预判，对盾构掘进的小半径曲线隧道段进行数据分析、理论计算，确定线路走向趋势，使盾构机提前准备并进入相应的预备姿态，减少因不良姿态引起的偏移；控制盾构管片水平移动和侵限；掘进分批次，遇到掘进困难时对其进行分批次掘进。本发明解决了现有技术中超大直径盾构穿越小半径曲线隧道段较为困难的问题，且能够保持隧道的施工质量。
Description
技术领域
本发明涉及隧道施工相关领域，具体为一种超大直径盾构穿越小半径曲线隧道段的施工方法。
背景技术
地下空间的开发和地铁的建设已有数十年之久，城市地下新建地铁受到越来越多已有地下建构筑物空间阻碍，一些地下隧道线路不得不采用250m以内小半径曲线的隧道形式来避开已有地下建构筑物群，小半径隧道是未来地铁建设需要考虑的形式，但由于现有地铁盾构技术的制约，这种形式并不常见。
盾构施工是以盾构机盾壳为临时支撑，对土体进行开挖，同时用钢筋混凝土管片对围岩进行衬砌的一种机械化隧道施工方法。盾构区间采用的是土压平衡盾构，起原理是：刀盘开挖切削下来的渣土进入土仓积累起来，形成土压作用在掌子面上，当渣土积累到一定的数量时，这个压力与开挖面的土压力、地下水压力平衡，从而使掌子面保持稳定而不坍塌。此时只需维持土仓的进土量与螺旋输送机从土仓的输出的渣土量相等，就能持续稳定掘进。
由于受到线路规划、地表建筑物等条件的限制，小半径曲线隧道在运用上难以避免，小半径曲线隧道的盾构法施工具有其特殊性，需要在隧道规划阶段即开始考虑盾构机设计、管片设计和盾构掘进的技术准备，现有技术中在超大直径盾构穿越小半径曲线隧道段时较为困难。
发明内容
本发明的目的在于提供一种超大直径盾构穿越小半径曲线隧道段的施工方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种超大直径盾构穿越小半径曲线隧道段的施工方法，包括如下步骤：
步骤一：轴线纠偏调节，在盾构隧道施工过程中，超大直径盾构机每推进一定距离，即对该盾构机进行纠偏校验，纠偏校验包括控制盾构机的盾构姿态与隧道的设计中心线之间的偏差，并通过盾构纠偏使该盾构机姿态趋向于盾构隧道的设计中心线；
步骤二：盾构机体调节，将盾构机的中盾与尾盾铰接并在其铰接处通过密封件密封，有效地减少盾构机体长度，使其通过小半径曲线隧道段；
步骤三：线路走向趋势预判，对盾构掘进的小半径曲线隧道段进行数据分析、理论计算，根据盾构施工环境的土层性质建立盾构掘进模型，并对所述盾构掘进模型进行掘进实验研究，确定线路走向趋势，使盾构机提前准备并进入相应的预备姿态，减少因不良姿态引起的偏移；
步骤四：控制盾构管片水平移动和侵限，盾构机进入较为缓和隧道曲线段时，调整盾构机预备姿态，使盾构机向隧道曲线内侧偏移10-25cm，并形成反向预偏移，以此来抵消管片偏移；
步骤五：掘进分批次，利用隧道导向系统对盾构机姿态的实时监测显示，基于隧道导向系统调整盾构机姿态，当遇到掘进困难时对其进行分批次掘进。
作为本发明一种优选的技术方案，步骤二中还包括控制盾构机两侧油缸的推力差，减少机体的整体推力，实现慢速急转。
作为本发明一种优选的技术方案，步骤四中还包括控制油缸推力减小，避免管片在长时间承受千斤顶水平分力的等情况下，向外侧整体移动。
作为本发明一种优选的技术方案，步骤四中还包括设置注浆平台，在管片偏移的方向进行注浆，注浆要求达到足以抵抗管片的偏移的压力。
作为本发明一种优选的技术方案，步骤一中盾构纠偏包括：a、滚动纠偏：采用刀盘反转的方法进行滚动纠偏；b、竖直方向纠偏；c、水平方向纠偏。
作为本发明一种优选的技术方案，步骤四中还包括在盾构机不同位置注浆，使盾构隧道上方的注浆量大于盾构隧道下方的注浆量，以克服浅覆土区域隧道容易上浮以及盾构推力偏移。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的施工方法通过减小盾构姿态与隧道的设计中心线之间的偏差，保证盾构间隙，并通过盾构机体调节、线路走向趋势预判、控制盾构管片水平移动和侵限与掘进分批次等方法，解决了现有技术中超大直径盾构穿越小半径曲线隧道段较为困难的问题，且能够保持隧道的施工质量。
附图说明
图1为本发明的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种超大直径盾构穿越小半径曲线隧道段的施工方法，包括如下步骤：
步骤一：轴线纠偏调节，在盾构隧道施工过程中，超大直径盾构机每推进一定距离，即对该盾构机进行纠偏校验，纠偏校验包括控制盾构机的盾构姿态与隧道的设计中心线之间的偏差，并通过盾构纠偏使该盾构机姿态趋向于盾构隧道的设计中心线；
步骤二：盾构机体调节，将盾构机的中盾与尾盾铰接并在其铰接处通过密封件密封，有效地减少盾构机体长度，使其通过小半径曲线隧道段；
步骤三：线路走向趋势预判，对盾构掘进的小半径曲线隧道段进行数据分析、理论计算，根据盾构施工环境的土层性质建立盾构掘进模型，并对所述盾构掘进模型进行掘进实验研究，确定线路走向趋势，使盾构机提前准备并进入相应的预备姿态，减少因不良姿态引起的偏移；
步骤四：控制盾构管片水平移动和侵限，盾构机进入较为缓和隧道曲线段时，调整盾构机预备姿态，使盾构机向隧道曲线内侧偏移10-25cm，并形成反向预偏移，以此来抵消管片偏移；
步骤五：掘进分批次，利用隧道导向系统对盾构机姿态的实时监测显示，基于隧道导向系统调整盾构机姿态，当遇到掘进困难时对其进行分批次掘进。
具体的，步骤二中还包括控制盾构机两侧油缸的推力差，减少机体的整体推力，实现慢速急转。
具体的，步骤四中还包括控制油缸推力减小，避免管片在长时间承受千斤顶水平分力的等情况下，向外侧整体移动。
具体的，步骤四中还包括设置注浆平台，在管片偏移的方向进行注浆，注浆要求达到足以抵抗管片的偏移的压力。
具体的，步骤一中盾构纠偏包括：a、滚动纠偏：采用刀盘反转的方法进行滚动纠偏；b、竖直方向纠偏，盾构机抬头时，可加大上部千斤顶的推度进行纠偏；盾构机叩头时，可加大下部千斤顶的推度进行纠偏；c、水平方向纠偏，向左偏时，加大左侧千斤顶推度；向右偏时，加大右侧千斤顶推度。盾构掘进的纠偏量越小，则对土体的扰动越小。
具体的，步骤四中还包括在盾构机不同位置注浆，使盾构隧道上方的注浆量大于盾构隧道下方的注浆量，以克服浅覆土区域隧道容易上浮以及盾构推力偏移。
本发明的施工方法通过减小盾构姿态与隧道的设计中心线之间的偏差，保证盾构间隙，并通过盾构机体调节、线路走向趋势预判、控制盾构管片水平移动和侵限与掘进分批次等方法，解决了现有技术中超大直径盾构穿越小半径曲线隧道段较为困难的问题，且能够保持隧道的施工质量。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种超大直径盾构穿越小半径曲线隧道段的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：轴线纠偏调节，在盾构隧道施工过程中，超大直径盾构机每推进一定距离，即对该盾构机进行纠偏校验，纠偏校验包括控制盾构机的盾构姿态与隧道的设计中心线之间的偏差，并通过盾构纠偏使该盾构机姿态趋向于盾构隧道的设计中心线；
步骤二：盾构机体调节，将盾构机的中盾与尾盾铰接并在其铰接处通过密封件密封，有效地减少盾构机体长度，使其通过小半径曲线隧道段；
步骤三：线路走向趋势预判，对盾构掘进的小半径曲线隧道段进行数据分析、理论计算，根据盾构施工环境的土层性质建立盾构掘进模型，并对所述盾构掘进模型进行掘进实验研究，确定线路走向趋势，使盾构机提前准备并进入相应的预备姿态，减少因不良姿态引起的偏移；
步骤四：控制盾构管片水平移动和侵限，盾构机进入较为缓和隧道曲线段时，调整盾构机预备姿态，使盾构机向隧道曲线内侧偏移10-25cm，并形成反向预偏移，以此来抵消管片偏移；
步骤五：掘进分批次，利用隧道导向系统对盾构机姿态的实时监测显示，基于隧道导向系统调整盾构机姿态，当遇到掘进困难时对其进行分批次掘进。
2.根据权利要求1所述的一种超大直径盾构穿越小半径曲线隧道段的施工方法，其特征在于，所述步骤二中还包括控制盾构机两侧油缸的推力差，减少机体的整体推力，实现慢速急转。
3.根据权利要求1所述的一种超大直径盾构穿越小半径曲线隧道段的施工方法，其特征在于，所述步骤四中还包括控制油缸推力减小，避免管片在长时间承受千斤顶水平分力的等情况下，向外侧整体移动。
4.根据权利要求1所述的一种超大直径盾构穿越小半径曲线隧道段的施工方法，其特征在于，所述步骤四中还包括设置注浆平台，在管片偏移的方向进行注浆，注浆要求达到足以抵抗管片的偏移的压力。
5.根据权利要求1所述的一种超大直径盾构穿越小半径曲线隧道段的施工方法，其特征在于，所述步骤一中盾构纠偏包括：a、滚动纠偏：采用刀盘反转的方法进行滚动纠偏；b、竖直方向纠偏；c、水平方向纠偏。
6.根据权利要求4所述的一种超大直径盾构穿越小半径曲线隧道段的施工方法，其特征在于，所述步骤四中还包括在盾构机不同位置注浆，使盾构隧道上方的注浆量大于盾构隧道下方的注浆量，以克服浅覆土区域隧道容易上浮以及盾构推力偏移。
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