一种大坡度曲线盾构推进垂直偏差控制和纠偏的方法与流程

文档序号:12427480阅读:724来源:国知局

本发明涉及大坡度曲线盾构推进垂直偏差控制和纠偏的施工方法,属于地铁施工技术领域。



背景技术:

城市的发展,带动了轨道交通建设的发展,在轨道交通线路的选择上,由于受规划及建、构筑物的制约,这使得轨道交通的线形越来越复杂。大坡度隧道线形虽不属良好,但在应用上将会越来越多。该方法依托于天津地铁3号线盾构推进,根据极限大坡度区间线型盾构工需求研制出的新方法。对于大坡度盾构推进施工中,选择如何确定油缸行程参数、管片点位拼装和管片选型是重难点内容,直接决定了使用的机械、投入的成本等。目前,国内对大坡度推进通常采用选择转弯环结合调整千斤顶推力的方法,该方法取值不当会造成纠偏过大或纠偏不足,因此经常因为施工操作不当,导致盾构线型偏移过大,纠偏过狠,管片破损严重,或者纠偏量不足导致垂直偏差越来越大。

盾构区间极限坡度推进施工属于城市轨道施工中的重难点问题,采用何种方法减少管片破损和盾构姿态偏差过大尤为重要。一旦发生线路偏差过大,将影响线路的平顺性。所以研究精细的垂直姿态盾构纠偏方法具有较高的实用价值和重要社会意义。

因传统的于针对极限坡度盾构纠偏和推进的施工方法,效果不理想、效率低、盾构线型偏移过大、管片破损严重。基于上述分析,研究出精细的大坡度曲线盾构推进垂直偏差控制和纠偏的方法。



技术实现要素:

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:

一种大坡度曲线盾构推进垂直偏差控制和纠偏的方法,地铁施工采用的为预制型标准管片,其中管片分为左转型、右转型及直行型,左转型、右转型及直行型相互拼接组成地铁隧道施工衬砌管。本发明针对该类型管片隧道施工。

由于转弯管片针对平曲线转弯设计,且大坡度上坡段竖曲线纠偏时,千斤顶向上的分力需克服盾体自重,相较于平曲线段较难,故下面将分析关于垂偏纠偏的两个重要因素,即管片超前量和油缸行程差,垂偏的方向为竖直向。

设AB为油缸长度,推进完成后伸长为s米;

AC为上油缸靴撑之间距离,BD为下油缸靴撑之间距离;AC=BD=l米;

GH为爬坡直线,坡度为α‰;

已知∠DFE为arctanα。由△AFC与△DFE相似,则∠DFE=∠FAC,故推出:

FC=AC*tan∠FAC=l*0.00α*1000

此公式即管片超前量计算公式。FC值为理论上的管片超前量。

在盾构机推进过程中,盾构俯仰角不能完全按照设计的线路控制,而是或大于、或小于坡度值。若小于坡度值,姿态不能够很好控制,则需实际推进时坡度大于设计坡度,取值β‰。

设计坡度为α‰,实际坡度为(α+β)‰,则此时的超前量为x=l*(α+β)‰*1000,而设计的超前量值为ymm,两者相差(x-y)mm,此值就为实际推进过程中通过调整的油缸行程差。

针对管片超前量FC和油缸行程差(x-y)这两个值,采取相应的控制措施,保证盾构推进姿态纠偏的有效性。

附图说明

图1油缸行程与坡度关系示意图。

具体实施方式

AB为油缸长度,推进完成后伸长为1.8米;

AC=BD为上下油缸靴撑之间距离,取5.5米;

GH为爬坡竖曲线直线,坡度为28‰;

已知∠DFE为arctan0.028°。由△AFC与△DFE相似,则∠DFE=∠FAC,故推出:

FC=AC*tan∠FAC=5.5*0.028*1000=154mm

此公式即管片超前量计算公式。FC值为理论上的管片超前量。

实际上,在实际推进过程中,盾构俯仰角不能完全按照设计的线路控制,而是或大于、或小于坡度值。若小于坡度值,姿态不能够很好控制,则需实际推进时坡度大于设计坡度,取值5‰。现以5‰为例(若需要纠偏时,则需要更大):

设计坡度为28‰,实际坡度为33‰,则此时的超前量为5500*0.033=182mm,而设计的超前量值为154mm,两者相差28mm,此值就为实际推进过程中通过调整的油缸行程差。

对其他坡度也可用此计算方法。针对管片超前量和油缸行程差这两个值,采取有效的措施,就可以保证盾构推进姿态纠偏的有效性。

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