一种盾构机的纠偏施工工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种盾构机的纠偏施工工艺，属于隧道掘进技术领域，包括如下步骤：S1：做好纠偏前的技术准备；S2：盾构机掘进纠偏辅助施工：具体为：S21：将盾构机上部的推进油缸实现无压跟随功能，用于增大盾构机掘进中下部的油缸压力；S22：将盾构机铰接油缸行程差拉出后，锁死铰接，防止盾构机姿态发生变化；S23：在盾构机下部的推进油缸间设置至少四个外置千斤顶，各外置千斤顶均与推进油缸同向设置；S24：在盾构机的前盾下部向径向注浆孔注入油脂或克泥效；S3：盾构机掘进纠偏施工控制；S4：当施工轴线与设计轴线的偏差在50mm内时完成盾构机的纠偏。本发明专利技术能够对盾构机“栽头”现象严重的情况进行纠偏，且纠偏效果好。且纠偏效果好。且纠偏效果好。

【技术实现步骤摘要】
一种盾构机的纠偏施工工艺


[0001]本专利技术涉及一种盾构机的纠偏施工工艺，属于隧道掘进


技术介绍

[0002]随着我国经济的快速发展，基础设施建设也随之加快，为缓解城市地面交通拥堵现象而掀起了地铁建设的热潮，城市地铁的建设不仅能完美满足缓解地面交通拥堵的需求并且不占用任何地表空间。
[0003]盾构法作为地下工程领域最先进的施工方法，具有掘进速度快、质量优、对周围环境影响小、施工安全性相对较高等的优点，但是盾构机在施工过程中由于地质情况的复杂性以及施工中常常会碰到的盾构机自身的故障或操作不当等因素，往往会导致盾构机“栽头”，即随着盾构机向前掘进，在导台结构与洞门钢环段因为没有地层外界约束，受盾构机自重的影响导致姿态不断下降，加固体段转入原状土地层段，地层承载力发生变化，常出现垂直姿态下垂的现象。
[0004]为了避免盾构机“栽头”以保证盾构机的正常工作，需要对盾构机进行纠偏，常用方案为通过盾构机厂家将底部压力允许值调大，同时屏蔽上部油缸的方式进行纠偏，但该方案只能解决栽头情况不太严重，姿态总体可控的盾构机“栽头”现象，并且现有的在盾构机纠偏过程中所采用的方法会不同程度扰动周围地层，进而引起地面的沉降，破坏地面稳定性和安全性，并且当地面沉降过大时将危及周边建筑的安全，如果盾构机“栽头”现象严重，只能通过调线调坡甚至地铁降速的高昂代价解决，而且调线调坡过程中，不仅需要对线路平纵断面进行调整，还需土建、轨道、接触网、供电、通信、信号、给排水、疏散平台等多个专业进行相应调整，方可达到调整目的，整个过程会浪费大量的人力物力，并且延误工期。
[0005]公开号为CN106522973A的中国专利技术专利中公开的一种盾构机纠偏系统，包括盾构机；导向测量装置，导向测量装置用于在盾构机纠偏系统启动后，采集盾构机的当前运行情况，并将当前运行情况发送至计算装置；计算装置，用于接收当前运行情况，并对当前运行情况进行保存；控制装置，用于从计算装置中读取当前运行情况，并根据当前运行情况生成需要对盾构机进行控制的控制指令，根据控制指令对盾构机进行纠偏。
[0006]上述参考例通过导向测量装置采集盾构机的当前运行情况，并将当前运行情况发送至计算装置，控制装置从计算装置中读取当前运行情况，并根据当前运行情况生成需要对盾构机进行控制的控制指令，根据控制指令对盾构机进行纠偏,但是这种方法无法对已经发生严重“栽头”现象的盾构机进行纠偏，碰到栽头严重的盾构机，仍然只能采用调线调坡或者地铁降速的方法解决盾构机栽头造成的影响，因此急需进行改进。

技术实现思路

[0007]为了克服现有的盾构机纠偏方法无法对“栽头”现象严重的盾构机进行纠偏、容易扰动地面进而引起地面沉降等的缺点，本专利技术设计了一种盾构机的纠偏施工工艺，其能够对盾构机“栽头”现象严重的情况进行纠偏，且纠偏效果好。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0009]一种盾构机的纠偏施工工艺，包括如下步骤：
[0010]S1：做好纠偏前的技术准备；
[0011]S2：盾构机掘进纠偏辅助施工：具体包括：
[0012]S21：将盾构机上部的推进油缸实现无压跟随功能，用于增大盾构机掘进中下部的油缸压力；
[0013]S22：将盾构机铰接油缸行程差拉出后，锁死铰接，防止盾构机姿态发生变化；
[0014]S23：在盾构机下部的推进油缸间设置至少四个外置千斤顶，各外置千斤顶均与推进油缸同向设置；
[0015]S24：在盾构机的前盾下部向径向注浆孔注入油脂或克泥效，使得油脂或克泥效流出到盾构机外部对盾构机的前盾起支撑作用；
[0016]S3：盾构机掘进纠偏施工控制：具体包括：
[0017]S31：启动盾构机向前掘进并进行盾构机掘进姿态调整，并在盾构机掘进姿态调整过程中，及时调整土仓压力P，且在盾构机姿态可控前，将盾构机掘进速度控制在10
‑
15mm/min之间，在盾构机姿态可控后，将盾构机掘进速度控制在30
‑
40mm/min之间；
[0018]S32：根据盾构机掘进速度、出渣量和地表监测数据及时调整同步注浆和二次注浆施工，保证施工轴线与设计轴线的偏差及地层变形控制在允许的范围内；
[0019]S4：当施工轴线与设计轴线的偏差在50mm内时完成盾构机的纠偏。
[0020]进一步地，所述步骤S24中，通过克泥效进行注浆，且具体步骤为：
[0021]S241：盾构机掘进前，布置两条并联的管路，分别为第一混合管路和第二混合管路，所述第一混合管路包括依次连接的搅拌机、第一液泵、第一流量调节器和第一流量表，所述搅拌机入口与盾构机循环水出口连接，第二混合管路包括依次连接的水玻璃箱、第二液泵、第二流量调节器和第二流量表，且第一混合管路和第二混合管路末端均与一混合喷口连接，所述混合喷口与所述径向注浆孔连接；
[0022]S242：盾构机掘进前，向搅拌机内添加定量的混合用水，然后启动搅拌机，再向搅拌机内加入定量的克泥效干粉进行搅拌，充分搅拌后关闭搅拌机；
[0023]S243：当盾构机开始掘进时，启动搅拌机和第一液泵，并通过第一流量调节器将第一混合管路调节至指定流量，等待一段时间后启动第二液泵，然后通过第一流量表和第二流量表确认第一混合管路和第二混合管路的流量比例为20：1，如有偏差则通过第二流量调节器控制调节；
[0024]S244：当盾构机停止掘进时，关闭第二液泵，等待一端时间后再关闭第一液泵和搅拌机。
[0025]进一步地，所述步骤S23中，各所述外置千斤顶共用一个泵站提供动力，且在使用外置千斤顶时控制盾构机的掘进速度与各所述外置千斤顶的推进速度同步。
[0026]进一步地，所述步骤S3还包括S33：在盾构机掘进过程中，加强对管片螺栓的复紧次数，同时通过槽钢对管片进行纵向拉紧。
[0027]进一步地，所述步骤S31具体包括：定义盾构机刀盘中心地层静水压力和土压力之和为P0，则P0＝γ
×
h，其中γ为土体的平均重度，h为盾构机刀盘中心至地表的垂直距离，故土仓压力P＝K
×
P0，其中K为土的侧向静止土压力系数，进而通过调节盾构机刀盘中心至
地表的垂直距离h来调节土仓压力P。
[0028]进一步地，所述步骤S3还包括S34：若盾构机在穿越粉质粘性土或砂土地层时，通过盾构机上的泡沫系统向盾构机外部土层注入泡沫溶液。
[0029]进一步地，所述泡沫溶液注入量为30
‑
50L/m3。
[0030]进一步地，所述泡沫溶液包括占质量比5～10％的组合溶液和占质量比90～95％的压缩空气，所述组合溶液包括占质量比3％的泡沫添加剂和占质量比97％的水。
[0031]进一步地，所述步骤S24中，油脂或克泥效的注入量为0.6
‑
1m3/环，注入压力小于0.5bar。
[0032]进一步地，所述步骤S1具体包本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种盾构机的纠偏施工工艺，其特征在于：包括如下步骤：S1：做好纠偏前的技术准备；S2：盾构机掘进纠偏辅助施工：具体包括：S21：将盾构机上部的推进油缸实现无压跟随功能；S22：将盾构机铰接油缸行程差拉出后，锁死铰接，防止盾构机姿态发生变化；S23：在盾构机下部的推进油缸间设置至少四个外置千斤顶，各外置千斤顶均与推进油缸同向设置；S24：在盾构机的前盾下部向径向注浆孔注入油脂或克泥效，使得油脂或克泥效流出到盾构机外部对盾构机的前盾起支撑作用；S3：盾构机掘进纠偏施工控制：具体包括：S31：启动盾构机向前掘进并进行盾构机掘进姿态调整，并在盾构机掘进姿态调整过程中，及时调整土仓压力P，且在盾构机姿态可控前，将盾构机掘进速度控制在10
‑
15mm/min之间，在盾构机姿态可控后，将盾构机掘进速度控制在30
‑
40mm/min之间；S32：根据盾构机掘进速度、出渣量和地表监测数据及时调整同步注浆和二次注浆施工，保证施工轴线与设计轴线的偏差及地层变形控制在允许的范围内；S4：当施工轴线与设计轴线的偏差在50mm内时完成盾构机的纠偏。2.根据权利要求1所述的一种盾构机的纠偏施工工艺，其特征在于：所述步骤S24中，通过克泥效进行注浆，且具体步骤为:S241:盾构机掘进前，布置两条并联的管路，分别为第一混合管路和第二混合管路，所述第一混合管路包括依次连接的搅拌机(2)、第一液泵(5)、第一流量调节器(1)和第一流量表(3)，所述搅拌机(2)入口与盾构机循环水出口连接，第二混合管路包括依次连接的水玻璃箱(6)、第二液泵(9)、第二流量调节器(8)和第二流量表(7)，且第一混合管路和第二混合管路末端均与一混合喷口(4)连接，所述混合喷口(4)与所述径向注浆孔连接；S242：盾构机掘进前，向搅拌机(2)内添加定量的混合用水，然后启动搅拌机(2)，再向搅拌机(2)内加入定量的克泥效干粉进行搅拌，充分搅拌后关闭搅拌机(2)；S243：当盾构机开始掘进时，启动搅拌机(2)和第一液泵(5)，并通过第一流量调节器(1)将第一混合管路调节至指定流量，等待一段时间后启动第二液泵(9)，然后通过第一流量表(3...

【专利技术属性】
技术研发人员：傅鑫晖，赵红岗，黄立书，
申请(专利权)人：中建海峡建设发展有限公司，
类型：发明
国别省市：