电缆隧道工程盾构机分体始发技术

电缆隧道工程盾构机分体始发技术【摘要】在电缆隧道盾构法施工中。由于受到工作竖井的限制不足以容纳整个盾构机及其后配套台车。此时，盾构施工须采用分体始发的方式。根据某电缆隧道的施工实践，对盾构机分体始发技术进行了详细的阐述，为类似工程提供参考。【关键词】隧道施工；盾构机；分体始发；台车1工程概况本段电缆隧道东起220千伏奥林变电站向西延伸，沿环场路至奥林匹克停车场再以250m半径转至大观路，下穿广原东路至广深铁路旁盾构吊出井。线路总长度为1259.354m，隧道埋深约8.5m。为满足电力隧道后期电缆敷设、隧道通风、逃生等要求，线路途中设置两处明挖竖井。隧道起止里程为：DK0+000～DK1+259.354，其中盾构始发井1起止里程为DK0+000～DK0+042.500，过井1起止里程为DK0+399.374～DK0+414.775。盾构始发掘进段定为前100m，及起止里程为DK0+042.500～DK0+142.500。工作井总长为42.5m，需要进行分体始发。始发段前12.5m为直线段，后87.5m位于370m小转弯半径曲线上。始发段隧道为5‰上坡。第5页共5页 本电缆隧道始发端位于220kv奥林变电站，地表为耕地略有起伏。根据有关区域地质资料及本次勘探披露该段自上而下依次为第四系人工堆积层（Qml）；第四系冲击层（Qal）；第四系残基层（Qel）；下伏基岩以白垩系泥质粉砂岩为主。2盾构始发线路根据工期要求和具体的场地接口条件，采用一台φ6260EPB维尔特土压平衡盾构机进行施工。盾构机由奥林变电站始发井始发，至广深铁路旁吊出井吊出。盾构机计划于2010年3月15日进行组装，2010年4月5日始发。盾构始发进入洞门12.576m后，为370右转弯掘进，需要在+17～+25环（即25m～38m）处设置Y型道岔，道岔设置段轨道不能有曲线，因此按曲线始发措施，对隧道始发端线路进行微调，以保证轨道的直线安装。始发托架以洞门中心为圆心向北旋转0.5°，盾构推进25m后，于原有曲线相交进入原设计轴线掘进阶段。3盾构始发盾构始发的主要内容包括：安装洞门钢套筒、安装盾构机始发台架、盾构机分体组装就位和调试、安装洞门密封圈、安装反力架、拼装负环管片、拆除洞门围护结构、盾构机进入加固区作业和掘进、盾构台车全部下井组装等。3.1盾构机的下井、组装及调试第5页共5页 受现场始发井长度限制，需要进行分体始发。始发台车布置见图4.2。台车组装前，首先要对连接桥架进行改造，即根据维尔特现有的管片机内输送机制，增设双轨梁，以保证管片能直接输送到拼装机可吊范围内；一号台车需要增设临时下料口；皮带输送亦需要改造。盾构机的维修改造在盾构后配套开始组装前必须完成。分体始发组装时，盾体、连接桥架和改装过的1#台车在始发井内，2#～6#台车布置在始发井北侧，井上部分和井下部分的水、电、气及油路系统通过加设的线路进行对号连接。盾构在始发托架安装完成，竖井内轨道铺设完成后进行，首先将反力架地梁放到盾构底板反力架安装位置，井内设备下井顺序为：列车下井将G1台车下井并向西拉动10米链接桥架分两节下井并拉至装机位置前体下井中体下井组装刀盘下井与前体链接盾尾底部下井螺旋机下井安装拼装机下井组装盾尾上部下井组装焊接反力架下井组装链接盾构机和台车；地面台车G4、G5、G6在盾构井下组装前可安装到位，G2、G3则在盾构井下组装完成后进行安装，G2、G3就位后，进行管路的连接。3.2始发掘进技术要点（1）盾构托架安装前应检查洞门土体加固效果、应精确实测洞门轮廓，如果其偏差值超过设计要求，应采取措施处理妥当后方可进行下步工作。（2）要严格控制始发基座、反力架和负环的安装定位精度，确保盾构始发姿态与设计线路基本重合。（3）第一环负环管片定位时，管片的后端面应与线路中线垂直。负环管片轴线与始发路径基本重合。（4）始发前必须采取人工测量对自动测量导向系统进行多次复核，确保该系统工作正常、数据可靠；始发阶段，每环必须进行人工测量复核，即使盾构自动测量导向系统处于正常工作状态。第5页共5页 （5）初始掘进时，盾构机处于托架上，盾构易旋转，这时可以在盾构机两侧盾壳焊接两排钢作为防扭装置，用来卡住始发台，防止盾构机旋转。同时应加强盾构机姿态的测量，如发现盾构有较大转角，可以采用大刀盘正反转的措施进行调整，同时推进速度要慢。如果由于负环管片转动或松动而且盾构推进油缸推力过大，致使负环管片变形、破损或破裂，应立即停止推进，及时更换或加固破损管片，同时对管片环的临时支撑进行加固。（6）始发阶段，设备处于磨合期和校核期，必须设置各施工参数的警戒值，确保不出现较大偏差或导致不良后果，一旦施工参数接近或达到警戒值或系统显示的相关施工参数不一致，必须查明原因后方可继续推进。须设置警戒值的施工参数包括：最大推力、最大扭矩（包括刀盘和螺旋输送机）、推进千斤顶最大压力差、推进千斤顶最大行程差、盾尾间隙最大值最小值、土舱压力最大值最小值、最大注浆压力、最小注浆量、最大排碴量、最大推进速度、最大滚动角、最大俯仰角等。（7）要注意推力、扭矩的控制，同时也要注意各部位油脂的有效使用。掘进总推力应控制在反力架承受能力以下，同时确保在此推力下刀具切入地层所产生的扭矩小于基座提供的反扭矩。（8）盾构进入洞门钢套筒前把盾壳上的焊接棱角打平，防止割坏洞门防水帘布。（11）在拼装第一环负环管片时，为防止各块管片旋转及掉落，可在管片抓取头归位之前，在盾壳内焊接槽钢与管片环间螺栓可靠焊接来达到定位之目的。第5页共5页 4始发阶段的施工监测为了能及时反映盾构机掘进时对周围环境的影响，应在地面布置一定数量的地面监测点。在盾构机开始掘进之前，对已布置好的监测点须测得原始数据。盾构始发和试掘进阶段由于车站开挖及加固土体对地层已有扰动，盾构推进时易发生土体坍塌和引起较大的地表沉陷，危及地面构筑物和地下管线的安全，特别是盾构始发时还没有建立起土压平衡，盾构推进会引起较大的地层损失，从而地表沉降也会很大，因而对盾构始发处需重点监测，测点间距和测试频率应加密。5结语由于准备充分，措施到位，盾构机顺利通过该特殊地段，监测结果统计，监测点沉降值均在规范要求范围内。该工程的成功穿越，对以后的类似工程的施工具有指导意义。第5页共5页