复兴东路南线隧道0~200环的环片平偏、高偏图表6040200-40-60注:环片未脱出盾尾平偏(mm)高偏(mm)100110120130140150160170180190200-201020304050607080900
图6 复兴东路南线隧道0~200环的环片平偏、高偏图表
5.2 隧道轴线复测数据
通常盾构在出洞段施工引起隧道轴线较大偏离的因素较多,在采用泥水加压平衡盾构时,对隧道轴线控制显得更为困难,既要考虑泥水作用对拼装成环中的轴线控制,又要防止因已成隧道段的不稳定而影响总体隧道轴线的偏移。
在盾构机掘进到250环时,对0~200环衬砌环脱出盾尾后进行隧道轴线复测。复测结果显示被测的数据,从线路的趋势来看符合盾构姿态的趋势走向(和图4比较),发现平偏在-75~+78mm范围内波动。但高偏就波动的较厉害(20~125环),基本上隧道整体都往上浮。从隧道上浮数据来看,大约平均30~50mm。据此,我们认为应将盾构掘进时与衬砌环的轴线控制在比设计标高低30~50mm左右的水平。针对上述情况调整同步注浆和二次注浆配比和注浆量,从130环开始,上浮量超标情况开始好转,直至200环,就很好的控制了隧道上浮问题。
5.3 隧道抗浮分析
泥水加压平衡盾构在掘进过程中,由于切口泥水在一定压力作用下,泥水易回窜到盾构尾部,在盾构壳体与隧道衬砌环之间形成的建筑空隙内占有不同程度数量的泥水。这部分的泥水使隧道衬砌的外周与土体相互隔离,使隧道失去抗浮作用,从而引起隧道上浮。如果隧道位置处于浅覆土层或覆土层受过扰动,这种上浮现象就会显得更加严重。
为此,泥水加压平衡盾构一旦出洞后应及时采取同步双液注浆,以防止隧道上浮。为了达到满足有效防止隧道上浮的要求,在出洞段,隧道还需进行两次以上的补压浆,必要时可采用聚胺脂材料补压浆,补压浆的部位以布置在隧道上半部较好。
根据盾构出洞段隧道的上浮趋势,盾构在推进时宜控制在设计轴线偏下的姿态较为有利,同时适当增大已建隧道环面的上超前量。
因此衬砌环脱出盾尾后,隧道轴线在左右方面上波动不是很大,左右还能较控制;但在高低方面上隧道上浮的较厉害,高低难以控制的好,所以一定要根据实际情况而定,才能更好的控制隧道轴线,见图7。
复兴东路南线隧道0~200环轴线复测成果数据表806040200-20-40-60-80平偏(mm) 高偏(mm) 0102030405060708090100110120130140150160170180190200图7 复兴东路南线隧道0~200环轴线复测成果数据表
5.4 牛腿测量数据分析
由于本工程为国内首次采用带牛腿的管片,考虑到以后同步道路施工道路板架设精度要求,相邻环牛腿及左右牛腿高差,均要求控制在±5cm以内。作为双层式隧道,管片牛腿位置控制至关重要。为了更好的控制牛腿的旋转量,通过讨论、分析在盾构机里安放连通管,对每环的牛腿旋转量用水位量进行测量,并且该方法对盾构拼装人员来说比较直观,能够及时调整管片的旋转量,这样大大减少了测量人员的工作量,只是对牛腿的标高进行定期复测,结果是完全一致的。从0~200环牛腿旋转量数据来看,最大的是-70mm,有2个点超限,占了4.9%。说明拼装人员在拼装第一块管片时定位是很关键的,若位置没有定位好,就会超出设计规范要求。后在盾构千斤顶的后肋板处做标记,用于管片的定位,以保证管片的旋转量得到控制,还采用同步监视设备对管片的旋转量进行及时显示、报警。通过上述施工措施,管片的旋转量得到了有效的控制,基本上全都在设计要求之内,见图8。
牛腿旋转量(±100mm)40200-20-40-60-800102030405060708090100110120130140150160170180190200旋转
图8 牛腿旋转量
6 结束语
在实践中,由于隧道掘进不可避免的会产生轴线的偏移,要根据测量的数据不断调整盾构掘进参数,根据管片实际拼装情况,对管片的排片作适当的调整,以符合隧道的设计轴线。同时,为确保隧道轴线的设计线形,在实际施工中将适当插用无牛腿管片,对隧道轴线进行调整。在多种措施的共同影响下确保了线形质量,引导盾构机顺利进入接收井。
参考文献
[1] 隧道工程,上海科学技术出版社,1999年7月,刘建航主编 [2] 地铁盾构施工中的若干测量手段及方法,潘国荣
[3] 盾构姿态自动测量系统偏差解算,岳秀平等,上海国际隧道技术研讨会,2003.11 [4] 盾构法隧道施工中的测量技术,程文华
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