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6.3盾构掘进及信息化施工


第六章 三、盾构掘进及信息化施工
1 盾构掘进 盾 构掘进情况见表 46,本掘进工作日的平均日环数为 7.4 环,最高纪录达到 14 环。从平均掘进速度 3.0cm/min、平均刀盘力矩 155t-m、盾构平均 推力 1524tf((最大推力 4200tf)等数据看,全工区都能顺利 地掘进。可以认为依靠计算机掘进管理的系统化、情报化施工是主要原因。 盾构掘进情况 表 46

2 壁后注浆 壁 后注浆十分重要,它通过配合盾构掘进,同时进行盾尾空隙充填,使其早期固结来防止地面沉降, 并与真圆保持器相结合让管片稳定在规定位置。由壁后注浆自动装 置根据与盾构千斤顶速度、开挖面水压 的连动和塌方探查数据等来设定最合适的注浆压力和注浆量后进行了即时注浆。注浆材料是采用了以粘质 砂土加气砂浆为主材 的防固结型无机系材料。 壁后注浆率平均为理论盾尾空隙(厚 75mm)量的 168%,最小值为 144%。这是被判断为即使在土体中也 能渗透、固结的值,可以认为依靠对土体塌落、超挖量等的集中控制系统的管理,取到了早期修正,来达 到获得正常掘进的结果。 在中间泵房处壁后注浆厚度约为 80mm,此外,也许是采用同步注浆、膨润性密封材料以及盾构千斤顶 实际使用推力小等共同带来的叠加效果,在一次衬砌结束时隧道内几乎没有发生漏水情况,并用排泥管出 土,盾构隧道内没有出现土木施工现场所无法想象的脏的现象。 3 急曲线施工 在 内山町工区,由于车站位置、道路形态等关系,在地铁线路上要掘进缺乏施工经验的 R164m、长度 203 延米的急曲线段。在该线路上还有大楼建筑物,并兼用 上述基础托换工法,用仿形刀边超挖曲线内侧 半周,边使用曲线用异形管片(锥度 70mm)小心谨慎地进行了施工。盾构机由于机长为 6550mm,采用非中间 折叠式,而是通常所使用的机种掘进,用略降低掘进速度来维持所定的曲线,并能得以顺利地完成掘进。 4 盾构掘进机 U 型转向 在 吴服町工区,先后作来回掘进的隧道长度为 1 号线 633 延米、2 号线 352 延米。同其他区间一样, 没有投入两台盾构,而是用一台盾构掘进机从丸之内竖井出洞 进行 2 号线施工掘进,在东樱站端头井位置 将盾构进行 U 型转向,并朝着丸之内车站掘进 1 号线。图 141 是盾构 U 型转向的方法,移动顺序如下。

图 141

盾构掘进机 U 型转向

①在东樱站端头井位置,将盾构掘进机从 2 号线推到由上部和下部支架组成的支座上,定位; ②分开后续设备和送排泥管道; ③将盾构掘进机连同上部支架旋转 180°; ④让下部支架向前交替移动 60cm; ⑤滑动前进的下部支架,使其移动; ⑥反复操作 4、5,让其小量移动; ⑦到达 1 号线所定位置,盾构掘进机出洞。 上部支架和下部支架间的滑动面,是使用润滑油,用卷扬机使其移动的,实际花费了两天时间,尽管 盾构掘进机重量约为 330t,但经过周密的计划和谨慎施工,顺利移动,并成为今后的参考实例。 5 信息化施工 泥 水盾构的管理是用泥水来保持开挖面稳定,在土体塌落前适当地处理掘削后的盾尾空隙,尽量减少 地基变形,以掘削规定的隧道线形。为了进行这一管理,在本次采 用的泥水盾构中,掘进管理系统、泥水 管理系统和壁后注浆管理系统都相互关联,在中央管理室连同线形管理系统进行了集中管理,见图 142。 通过收集掘削时集 结的信息,进行以这些数据为基础的预测演算和统计解析,在 CRT 监视器上显示得到的 实测数据,在对比预测值和统计值的同时,用自动控制系统实施了掘前管 理。此外,为了能在无法预测的 事态下和异常情况发生时进行适当处理,手动也能操作。在掘进中,为了应付时刻变化的土质条件和进行 最适当的掘进,对于管理泥 水流量的偏差流量的调整,考虑到土粒子比重的掘削干砂量的理论值和解析统 计值间的比较,要边反馈,边掘进。

图 142

掘进管理系统实例

为了完全充填盾尾空隙,壁后注浆管理采用与盾构千斤顶速度连动,将注浆量、注浆压力和注浆时间 经常与设定的理论值比较修正来适应空隙体积的自动注浆。 通过采用如此高度的信息化系统,可以认为已能稳定地掘进和最大限度地减少对地基的影响。


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