区间盾构隧道曲线段掘进施工控制研究

2015-01-01

江西建材 2015年2期

1 工程简介

起讫里程为 DK11+638.30～DK13+276.000，左线长链11.918m，左线长度1649.618m，右线长度 1637.7m，线间距为 13.0 ～15.0m。盾构区间自开福区政府站以直线形式进入芙蓉北路，然后以半径R=600m的曲线南偏，穿越长沙市污水处理运营中心办公楼、金霞污水处理厂、浏阳河，最后以直线形式到达区间终点北辰三角洲站。

盾构隧道设计采用双线单孔隧道，圆形预制钢筋砼管片衬砌。隧道内径为5400mm，外径6000mm，厚300mm，设计采用双面楔形通用环管片，采用三块标准块、两块邻接块和一块封顶块，错缝拼装，弯曲螺栓连接(每环16根M27纵向螺栓，12根M27环向螺栓)，管片衬砌之间的防水采用三元乙丙弹性密封垫。管片楔形量45mm。管片采用C50抗渗砼，抗渗等级为P12，管片配筋率193.8kg/m3。

2 曲线段盾构隧道施工控制要点

本标段在汽车北站～开福区政府站区间盾构隧道存在R=2000m的平面曲线施工，开福区政府站～北辰三角洲站区间有一曲线半径为R=600m的平面曲线。在曲线段地层中掘进，盾构推进及管片与地层的相互作用力都是曲线外侧大于曲线内侧，且这差值随半径增大而减小。在曲线段盾构掘进时应及时调整各参数，控制要点如下:

2.1 布设铰接和仿形刀

在小半径曲线施工中合理开启铰接，可保证管片的拼装质量。在盾构刀盘边安装仿形刀，当超挖范围为±50mm时可根据依据实际情况对内侧进行适当超挖，超挖量控制在最小限度内。

2.2 轴线控制

盾构掘进中加强对盾构机推进轴线的控制。由于曲线推进盾构机环环都在纠偏，须做到勤测勤纠，每次的纠偏量尽量小，以保证形管片的环面始终处于曲率半径的竖直面内。同时为控制管片的位移量和环面的平整度，以减少位移和管片碎裂现象的发生，从而达到有效控制轴线和地层变形的目的。

2.3 出土量控制

为确保盾构沿设计轴线推进，必须严格控制盾构出土量，同时根据地面监测情况合理调整出土量。

2.4 同步注浆与二次注浆

由于曲线段推进增加了曲线推进引起的地层损失及纠偏次数的增加导致土体受扰动的增加，须控制同步注浆量。每环推进时根据施工中的变形监测情况，随时调整注浆量及参数，从而有效的对轴线进行控制。同步注浆过程中须加强曲线外侧的压浆量，以填充施工空隙，加固外侧土体，使盾构较好的沿设计轴线推进。还应及时压注早凝的双液浆，以便在较短的时间内将建筑空隙填满并达到一定的强度，与原状土共同作用，有效减小管片受侧向压力影响在建筑空隙范围内向弧线外侧的偏移量。

2.5 管片拼接排版

对于小半径曲线地段，根据长沙地铁类似工程的施工经验，采用宽1.5m 管片。

对小半径曲线地段的管片楔形量检算:

本区间所用管片为楔形通用环，管片宽度为 1477.5mm～1522.5mm根据管片数据得以下计算公式

根据以上计算可知当在直线段时，采用两环管片以(1.4775+1.5225)～(1.5225+1.4775)拼接排版，在曲线半径 R=600m 时两环管片以(1.4775+1.5075)～ (1.5225+1.4925)拼接排版，在拼接排版时找相近宽度的对接拼装(或以过楔形块中线的直径为基准线旋转约120度找对应的螺栓孔对应拼接)，曲线过渡段以均分渐变过度拼接，以拟合R=600m的半径圆曲线。