盾构机的自动导向系统对施工过程中的盾构机进行实时准确定位,并计算出盾构轴线与隧道设计轴线的偏差,及时指导操作人员纠偏盾构掘进姿态,确保隧道按照设计轴线顺利贯通。盾构在上软下硬地层中施工时,由于地层条件不均匀、隧道曲线和坡度的变化、导向系统的误差、人员的操作水平、管片的安装质量等多种因素影响,盾构掘进姿态很难精确控制,从而不能完全按照设计轴线前进。因此,必须采取综合措施,把误差控制在最小范围之内。
(1)采用自动导向系统和人工测量相结合的方法对盾构姿态监测,并进行多级复核,确保测量的准确性。人工测量主要使用经纬仪、水准仪等。
(2)分区操作推进油缸是控制盾构掘进姿态的主要方法,通过调整各区油缸的油压,及时纠偏盾构掘进姿态。盾构机左偏时,适当加大左侧油缸推力进行纠偏,反之亦然。盾构机“载头”时,加大下侧的油缸推力,反之亦然。通过上述措施,把隧道轴线误差控制在土50 mm 范围之内。
(3)在上软下硬地层中掘进时,为了使同一断面的掘进速度保持一致,应根据具体地质条件,适当加大下侧油缸的推力和速度。(www.xing528.com)
(4)盾构机所受到的扭矩主要靠盾构周围土体的摩擦力矩来平衡。当刀盘只向一个方向持续旋转时,盾构机向刀盘旋转的方向不断滚动,过大的滚动会导致盾构轴线偏离设计轴线,造成较大的误差。掘进过程中,采用刀盘正反旋转的方法,纠正滚动偏差,把滚动偏差控制在3°范围内。
(5)管片拼装时,要确保成环管片环面的平整度,使成环管片的轴线与隧道轴线重合,以免影响盾构姿态。
另外,同步注浆的质量、盾构机自重以及掘进速度大小等因素,也是影响盾构姿态发生偏移的重要原因。当掘进方向发生较大偏移时,要遵循“长距离,缓纠偏”的原则,必要时可利用盾构机的超挖刀和中盾与尾盾的铰接油缸来纠正盾构姿态,避免纠偏过猛,引起盾构机蛇形前进,造成刀具磨损和管片拼装困难。
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