广州市城市建设工程监理公司 广东广州 510000
摘要：广州地铁是中国第三大城市轨道交通系统，也是国际地铁联盟（comet）的14个成员之一，首条线路于1997年6月28日开通，广州也成为中国大陆第四个开通并运营地铁的城市。因此，对于地铁工程的施工技术应用受到高度重视。文章从工程案例出发，分析广州地铁二十一号线【施14标】土建工程盾构隧道轴线偏差及管片拼装错台原因，探讨隧道轴线偏差纠偏及管片拼装错台纠偏对策及防止管片变形措施，供相关从业人员参考借鉴。
关键词：盾构；轴线；管片拼装；错台；偏差
一、工程概况
广州地铁二十一号线【施工14标】土建工程包括一站一区间一车辆段出段线，分别是镇龙南站、镇龙南站~镇龙站区间及镇龙车辆段出入段线。左线隧道主要穿越砂层、砂质粘性土及全风化花岗岩，局部可能存在孤石（图一）；中间风井深度约20m，基底处于圆砾和含卵石砂层如ZDK34+900~ZDK34+950等。左线盾构（泥水模式）采用一台泥水/土压双模式盾构机施工，单线总长1531.781m，从镇龙南站始发往镇龙站掘进，完成始发掘进施工条件验收后进行初始掘进，现完成543环。区间左线线路出镇龙南站后，以25.8‰下坡，坡长310m，再以8.842‰上坡，坡长937.557m，最后以29‰上坡，坡长480m到达镇龙站站前明挖段。
二、常规盾构隧道轴线偏差及管片拼装错台原因分析
①工程施工测量误差引起盾构姿态超出轴线控制范围内。包括仪器精度低、测量计算方法不正确、控制点偏差、导线测量不及时等等。②成形隧道上浮或下沉。③始发托架或反力架设置不当、发生变形。④地质条件导致的盾构机轴线偏移。⑤操作失误造成的姿态变化。6同步注浆、二次注浆压力过大或不足⑥管片选型错误。
三、我标段隧道轴线偏差纠偏及管片拼装错台纠偏对策
①加强测量管理：通过多级测量校核来确保隧道控制轴线测量成果的正确；盾构掘进施工中，除了依靠盾构自动测量系统指导施工外，要加强人工测量来校核自动测量系统的误差，有效降低施工环境等外界因素引起的测量误差；
② 千斤顶编组压力控制与行程控制：预控：根据自动测量系统和人工复测结果，对盾构机姿态有个基本的判断，结合设计线性，对下一环推进的千斤顶分区行程差有个基本的预估值。掘进过程的控制：对盾构机掘进参数设定（图二），刚推进时分区千斤顶行程/推进过程千斤顶行程变化量/分区油压。作出不同线性条件和地质条件下的最优趋势选定，缓慢纠偏和掘进速度控制。严格控制铰接千斤顶行程及行程差/铰接开启角度：当压力过大或行程与行程差无法控制时采用刚性连接。同步注浆和二次注浆：通过对各种监测信息的分析，掌握盾构掘进参数和合适的同步注浆量。摸索出控制盾构轴线的规律，熟练使用铰接千斤顶。二次注浆压力一定要合理控制。若注浆压力过大，也会造成失圆。
35~6610000~200001200~200030~401.3~1.5地层为砾砂砂层较多，严禁超挖及过度洗仓，掘进速度不宜过低。
③ 仿形刀的开启：利用仿形刀减少纠偏方向的阻力，以利纠偏。本标段几乎没有使用。
④合理的管片选型：由盾构机操作手判断选择管片的种类和型号。同时同步注浆，二次注浆点位的合理选择保证施工的连续性、平稳性，保证土仓压力，使盾构就有良好的姿态。注意摸清不同地层盾构机停机时姿态变化的规律存在上浮时的预控措施做好始发和接收的水平方向控制、栽头控制。
发生超限时的处理：停止掘进，通过准确及时的人工测量判断轴线侵限情况。结合前期掘进参数情况、管片选型情况，分析姿态异常的原因，以指导后续施工。及时报告工点设计和设计总体，对超限的严重程度加以判断，对下一步推进给出指导性意见。恢复掘进过程中缓慢纠偏。
四、我标段采取防止管片变形措施
在始发过程中，为防止管片变形，应采取以下措施：拼装完的管片要反复，多次进行螺栓复紧；每环负环推出盾尾400mm时，用钢丝绳和手拉葫芦箍紧；随着管片逐渐脱离盾尾，需在脱出管片与始发托架之间用木楔子打紧，并用型钢支撑固定，以避免管片下沉和失圆。
盾构启动时，盾构司机必需检查千斤顶是否全部靠紧管片，开始推进和结束推进之前速度不宜过快。每环掘进开始时，应逐步提高掘进速度，防止启动速度过大。
一环掘进过程中，掘进速度值应尽量保持衡定，减少波动，以保证舱内土压的稳定。推进速度的快慢必须满足每环掘进注浆量的要求，根据条件进行同步注浆、二次注浆，保证注浆系统始终处于良好工作状态。掘进过程的施工技术要求盾构有序、平衡、平稳。人、机、料的配置合理，工序的安排、衔接有序。作业面指令畅通、反馈迅速。严格控制土舱压力，尽量保持土压平衡，不要出现过大的波动；严格控制出土量，做到进尺量与出土量均衡。注浆压力均衡，除考虑注浆处的水土压力，还要考虑后方来水、开挖面来水的水压，故注浆压力是在注浆处水土压力基础上提高0.05MP；并确保注浆量与进尺平衡.
盾构姿态、管片姿态控制平稳（图二），推进过程应保持盾构机有良好的姿态，避免蛇行；管片姿态平稳，做好管片选型，有效保护盾尾密封；推进速度平稳，掘进过程中向土舱内及刀盘面注入泡沫等添加材料，防止涌水涌砂、结泥饼和喷涌现象，有利于保持速度的稳定。通过后的补强措施。管片注浆能有效地进一步充实背衬和提高止水能力。
④施工监测，及时分析数据，确保能顺畅、快速反馈到作业面，以最大限度实现信息化施工的目标。除此之外，在试推进段施工中重点要求做好以下几项工作：结合本工程的地质条件，对盾构机的操作方法、机械性能进行熟悉，掌握土压盾构在本标段的施工特性，尽快摸索出各种参数的正确设定方法。通过对各种监测信息的分析，掌握盾构掘进参数和合适的同步注浆量。摸索出控制盾构轴线的规律，熟练使用铰接千斤顶。通过初始掘进，完善施工组织设计方案；完善盾构施工各个工种工序岗位的操作规程、作业工法。
5螺栓拧紧，各个预留螺栓孔是否全部安装管片螺栓，管片螺栓是否安装到位，是否拧紧紧；
6管片拼装操作，熟手的操作手，具有专业知识和丰富经验……
五、结束语
综上所述，存着着不少问题：盾构机操作手经验不足，判断失误，管片选型有误产生隧道轴线偏差纠偏及管片拼装错台纠偏，施管管理手段有不足之处，原材料、构配件质量监控存在漏洞；测量控制经常出现问题质量检查与验收存在记录不全、数据不真实；现场缺乏现代化、科学的监控手段施工管理人员自身素质偏低。因此，只有进一步推进现场施工管理标准化、规范化管理，制定全面、细致的标准化建设标准，规范现场施工管理工作，为现场测量人员配备先进的检测仪器，提高现场施工管理人员的工作成效，运用信息化手段提高施工管理水平与效率，创新人才培训制度，才能更好保证施工的质量，为社会造福。
参考文献：
[1]地盘工学会，盾构法的调查•设计•施工[J]中果建筑工业出版社
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[4]竺维彬等，广州地铁土建工程工法应用与创新，人民交通出版社股份有限公司
论文作者:梁铨霞
论文发表刊物:《基层建设》2017年4期
论文发表时间:2017/5/22
标签：管片论文; 盾构论文; 轴线论文; 注浆论文; 测量论文; 千斤顶论文; 隧道论文; 《基层建设》2017年4期论文;