盾構小半徑施工難點及施工方法
1、工程概況
長沙市軌道交通2號線一期工程袁家嶺~火車站區間段左線工程，始發便是乙個r350m，l198.815m的小半徑的圓曲線。主要穿過地層為中風化泥質粉砂岩，其中少部分側穿強風化泥質粉砂岩。
這是此工程的乙個難重點。掘進開始就得解決小半徑曲線段的推進，以及推進中注意的個項引數設定。
2、盾構選型
土壓平衡盾構技術在地鐵隧道施工中的應用已經漸趨成熟,它保留了泥水盾構的優點,可以在黏土、含水量高的砂層和礫石層中施工,且不需要複雜的泥水處理裝置。
在曲線段,由於盾構機本身為直線形剛體,不能與曲線完全擬合,需要使掘進路徑成為一段段連續的折線,為了使得折線與急曲線接近吻合,掘進施工時需連續糾偏。曲線半徑越小,盾構機越長,則糾偏量越大。
為了控制好曲線隧道的施工軸線,提高盾構機的糾偏靈敏度,鉸接式盾構被提出。通過在盾構機的中部增加鉸接裝置,減少了盾構固定段長度。使用鉸接裝置後,盾構機掘進過程中所穿越的孔洞將不再是理論上的圓形,需要配套使用仿形刀裝置進行部分超挖。
因此,控制好曲線隧道施工軸線的關鍵技術之一就是如何使用好盾構機的鉸接裝置和仿形刀裝置
3、難點分析
3.1盾構機掘進時隧道軸線控制難度大，糾偏困難。
盾構機體本身為直線形缸體，不能與曲線完全擬合。曲線徑越小糾偏量越大，糾偏靈敏度越低，軸線就比較難控制。並且由於轉彎關係，左右側油缸需要形成乙個很大的推理差才能滿足轉彎推進要求，一次這就造成左右兩側油缸推力可調範圍很小，從而可用於調整姿態的油缸推理調整量很小，這也同樣加大了對到控制喝酒片的難度。
曲線上盾構機掘進過程中所穿越的孔洞將不再是理論上的圓形（實際為橢圓形），需要配套使用超挖刀裝置進行超挖。
3、2管片容易在水平分離作用下發生較大的移位，造成管片侵陷現象。
隧道採用1.5m寬度的管片。比小寬度管片在此工程中的施工難度加大了許多。
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，。在小半徑曲線隧道中盾構機每掘進一環，由於管片端麵與該處軸線產生夾角，在千斤頂的推力作用下產生乙個水平分力，使管環脫出盾尾後，受到側向分力的影響而向曲線外側偏移。
由於糾偏時的超挖，對土體擾動增大而發生較大沉降。小曲線隧道的施工除了有直線段隧道施工的地層變形因素外，還有以下二個因素的影響：由於盾構機處於糾偏狀態，超挖刀也不斷進行超挖掘進，開挖斷面為一橢圓形，實際挖掘量超出理論挖掘量，增加了地層不穩定因素；由於糾偏量較大，對土體的擾動也大，地層損失量也增加，容易造成較長時間的後期沉降。
管片存在乙個水平方向的受力，不但會使整段隧道襯砌管片發生水平偏移（即前面所敘的侵限現象），還會導致管片之間發生相對位移，形成錯台。由於管片的特殊受力狀態，管片與管片之間存在著斜向應力，使得前方管片內側角和後方管片外側角形成兩個薄弱點如圖1，使得相當多的管片因此破裂。還有乙個破裂原因就是因為相鄰兩環管片產生了相對位移，使得管片螺栓對其附近處混凝土產生剪下作用，使該處的混凝土開裂。
圖1 轉彎處管片因斜向受力破損示意圖
過小半徑曲線段漏水現象嚴重的原因大致如下：管片錯台導致止水膠條銜接不緊密；拼裝效果不好和止水膠條的破壞；管環外側的混凝土開裂**彎段因盾尾間隙減小過多，使得管片被盾尾鋼環刮壞），裂縫繞過止水膠條（如圖2）。
圖2 管片背後開裂導致漏水示意圖
4、解決方案
對於小半徑轉彎的難點，主要是從盾構機掘進引數、盾構裝置（超挖刀、鉸接裝置）、管片選型和拼裝等施工措施方面來解決，特別是要採取了同步注漿和二次雙液注漿相結合的措施，以保證小半徑圓曲線段成型管片不出現側向移動，以及及時填充圍岩空隙保證土體穩定。下面對上敘難點逐一進行分析並**解決措施：
4.1.1中盾和尾盾採用鉸接連線，有效地減少了盾構的長徑，使盾構在掘進時能靈活的進行姿態調整，順利通過小半徑轉彎；
4.1.2盾構機轉彎時通過的孔洞不是圓形，而是在原來的圓洞基礎上兩邊擴挖而形成的橢圓形，超挖刀的設定正好滿足了這個增大淨空的要求；
4.1.3掌握好左右兩側油缸的推力差，盡量地減小整體推力，實現慢速急轉；
4.1.4盾構機司機根據地質情況和線路走向趨勢，使盾構機提前進入相應地預備姿態，減少之後的因不良姿態引起的糾偏。
4.1.5加密加勤vmt移站測量，避免由此產生的軸線誤差。
由於我們是將短距離的曲線看成是直線段來指導盾構機掘進，如果不短距離移站測量，則相當把長距離的弧線當作直線，故軸線偏差自然會相差很大。
4.1.6做好管片選型，由於是選用的通用管片，不存在轉彎環與標準環的區別，所有每一環管片都是一樣的。
同時每一環管片可以調整的姿態最大為45mm。因此 ，這就需要我們實時對盾尾間隙進行測量來確定kt塊的位置。從而有效保證使盾構姿態盡量與設計軸線的吻合。
4.2.1進入緩和曲線段時，將盾構機姿態往曲線內側（靠圓心側）偏移15～20cm，形成反向預偏移，這樣可以抵消之後管片的往曲線外側（背圓心側）的偏移。
由於我們開始推進便是從緩和曲線開始，因此提前做好轉彎姿態準備是重中之重。這樣可以保證我們在以後的掘進時能夠輕鬆地控制盾構機走向。
4.2.2減小油缸推力。
在強、中風化地層中小半徑圓曲線掘進的過程中，對土體的擾動會顯著降低外圍土體的強度及自穩能力，土體具有的蠕變特性以及出現水平方向土體壓力不均，管片在長時間承受千斤頂水平分力的等情況下，管片會向外側整體移動。
小半徑曲線掘進管片位移量可用公式表達：
t：盾構機推力的反作用力p：土體對管片側面的附加應力
r：轉彎半徑變形係數
由上式得知：當盾構機的推力越大時管片側向位移也越大，當掘進的轉彎半徑越小時管片側向位移也越大。同時，推進時根據我們火錦區間段的經驗，可以把推力控制在900-1150t；在特殊地層時根據實際來及時調整推力。
4.2.3 在管片偏移的方向額外進行注漿，達到一定的壓力以抵抗管片的偏移。待漿液凝固後，則管片位置基本已經確定下來了。
注漿的位置選擇1點和4點手孔為宜（右轉彎），這樣不但可以抵抗管片水平偏移，還可以抵抗管片的上浮。
4.3.1嚴格控制好姿態，爭取進行時時的細微糾偏，避免大的糾偏而造成對土體的擾動。
利用sls-t系統對盾構機姿態的實時監測顯示，根據地層的軟硬分布情況，分割槽操作推進油缸，設定推力和推進速度，實現對盾構姿態的實時控制，必要時乙個掘進迴圈可分幾次完成。
盾構機掘進時，總是在進行蛇行，難免出現姿態偏差，蛇行修正以長距離慢慢修正為原則，盾構機姿態調整（糾偏）方式有：a、滾動糾偏：採用刀盤反轉的方法進行滾動糾偏。
b、豎直方向糾偏：盾構機抬頭時，可加大上部千斤頂的推度進行糾偏；盾構機叩頭時，可加大下部千斤頂的推度進行糾偏。c、水平方向糾偏：
向左偏時，加大左側千斤頂推度；向右偏時，加大右側千斤頂推度。
4.3.2及時、充足地跟進同步注漿與二次注漿，將管片與圍岩間地空隙填充密實，達到穩固管片和減少地表沉降地效果。
4.3.3減小推力和掘進速度，同時選擇合適地土倉壓力保持模式，最大限度地減小地層擾動，和保證掌子面的穩定，防止坍塌。
4.4.1油缸推力盡量不要太大，尤其時曲線外側（背圓心側）油缸，由於要加大推力來增加左右兩側油缸推力差，從而實現盾構機轉彎。
但是，在加大油缸推力的同時，一定要注意管片的承受能力，避免由此造成的管片破裂。
4.4.2由於曲線外側油缸推力較大，尤其要注意不要突然加力或者突然釋放推力，這樣也會造成管片的破裂。
4.4.3掘進的時候，把擰螺栓這道工序做到位，有效的防止錯台的發生。
4.4.4提高管片拼裝手的水平，避免因拼裝不到位產生的錯台。
4.4.5注意保持良好的盾尾間隙狀態，避免盾尾鋼環刮壞管片。調整好油缸撐靴的位置，盡量使撐靴完全作用在管片上。
4.5.1減小錯台，使止水膠條對接緊密，達到良好的止水效果。
4.5.2擰緊螺栓，壓緊止水膠條。
4.5.3檢查止水膠條，保證其完整、牢固。拼裝前，用水清洗止水膠條，避免因止水膠條之間擠有雜物而影響止水效果。
4.5.4注意保持好盾尾間隙，避免盾尾鋼環刮壞管片，使裂隙繞過止水條而形成漏水。
小半徑曲線施工方案
為了提高運量，保證萬噸 兩萬噸列車長期執行，根據大秦線2萬噸貨車試驗結果，結合朔黃線實際狀況及參考有關資料，根據大秦線制定的萬噸 兩萬噸列車通過不同速度情況下的線 橋裝置裝備標準，對朔黃線開通兩萬噸工務裝置分析，對今後的大修 更新改造中可逐步配套。分公司組織對r 600m以下曲線加裝地錨拉桿。對小半...
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盾構推進工作實施細則
目錄一.工程概況2 二.編制依據3 三.工作目標3 四.工作流程9 五.質量控制方法與措施10 六.質量控制要點18 七.質量標準19 八.旁站21 九.檢驗批劃分 過程控制資料21 十.資料22 一 工程概況 略二 編制依據 2.1 盾構法隧道工程施工及驗收規範 gb5044 2008 2.2 地...