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宁夏十一选五:盾構法施工小曲率轉彎隧道管片成環質量控制--管片成型錯臺和碎裂原因分析及防治措施

時間:2012-07-20 15:41:39  來源:  

宁夏十一选五 www.dfigg.com 摘  要:盾構法施工小曲率半徑隧道時,掘進施工軸線控制較難,很容易造成盾構偏離軸線以及糾偏困難等問題,影響隧道施工速度及管片拼裝及隧道結構質量。針對這一施工技術與質量控制難點,本文以武漢軌道交通二號線洪中區間為例深入探究小曲率轉彎隧道施工技術與管片成環質量控制要點。
關鍵詞:盾構施工 小曲率半徑 管片錯臺  管片碎裂  防治措施

前言
在盾構施工中,盾構管片是盾構施工的主要裝配構件,是隧道的最外層屏障,承擔著抵抗土層壓力、地下水壓力以及一些特殊荷載的作用。盾構管片質量直接關系到隧道的整體質量和安全,影響隧道的防水性能及耐久性能。在盾構施工中,常?;嵊齙蕉芄構芷峁股細?、隧道軸線偏移和管片錯臺等問題。此類問題除了會影響隧道走向、凈空外,還會引起管片破裂并破壞管片結構,從而給隧道的防水帶來隱患。地鐵成型隧道管片的上浮和錯臺以及由其引起的管片破裂一直是困擾盾構隧道施工的技術難題。本文以武漢市軌道交通二號線一期工程18B標洪中區間小曲率轉彎施工時出現的管片碎裂和錯臺為研究對象,就產生管片碎裂和錯臺原因進行了總結分析,并就避免管片破損碎裂和錯臺的應對措施進行了探討研究。
1 工程概況
    武漢市軌道交通二號線一期工程洪~中區間隧道結構采用預制裝配式鋼筋混凝土單層內襯,錯縫拼裝,環片內徑 5.4米,厚度0.3米,寬1.5米。管片強度等級C50、螺栓強度等級8.8級。管片為通用型管片,單環楔形量45mm。管片縱向和環向均采用單排彎螺栓(達克羅六角螺栓)連接。管片襯砌體接頭面采用平面式,在環縫和縱縫靠近外弧側設止水條槽,在內弧側設嵌縫槽。 洪山廣場站~中南路站區間二號線隧道左線703.258m、右線700.24m。全線最小平曲線半徑為R=350m(國內通常認定R<500m的平曲線為小曲率),縱斷面呈節約型“V”坡,最大縱坡為-28.350‰,區間隧道頂部埋深在8.2~24.6m之間。本工程洪山廣場站~中南路站區間左右線從洪山廣場站始發后便是一段R350m曲線推進。本隧道主要穿越土層有:洪山廣場站~中南路站區間二號線主要穿越(10-2)層碎石粘土、(11-1) 粉砂、(11-2a) 粉質粘土、(16a-3)石灰巖、(18b-2)泥灰巖、(18c-2)泥巖、(18d-2)石灰巖、(18b-4)溶洞。
2施工與質量控制難點分析
2.1小曲率半徑轉彎推進軸線控制較難,糾偏較難
    本工程所采用的盾構機為德國海瑞克S601土壓平衡式盾構機,盾構機外徑6250mm,管片拼裝后平均盾尾間隙約為75mm,采用被動連接式鉸接油缸拉伸控制轉彎時盾尾間隙。盾構機本身為直線形剛體,不能與曲線完全擬合,曲線半徑越小則糾偏量越大,糾偏靈敏度越低,軸線就比較難于控制;盾構機掘進時,總是在進行蛇行,難免出現姿態偏差;由于拐彎弧度大,需要左側油缸和右側油缸形成一個很大的推力差才能滿足盾構機轉彎的要求,致使左右兩側的油缸推力可調范圍很小,從而可用于姿態調整的油缸推力調整量很小,所以加大了隧道軸線控制和糾偏的難。同時,轉彎段盾構施工參數需要經過計算并結合地質條件、施工經驗等因素綜合考慮后方可確定。
2.2管片在千斤頂推力水平分力作用下易產生垂直軸線位移
    隧道管片襯砌軸線因推進水平分力而向圓曲線外側(背向圓心一側)偏移,如圖1。在小半徑曲線隧道中盾構機每掘進一環,由于管片端面與該處軸線產生夾角,在千斤頂的推力作用下產生一個水平分力,使管環脫出盾尾后,受到側向分力的影響而向曲線外側偏移。

 

圖1 轉彎處管片受千斤頂推力示意圖

 

          盾構推進方向
  
  圖2 轉彎時盾構機與管片位置

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