技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種盾構(gòu)隧道始發(fā)施工方法，尤其是涉及一種超淺埋大斷面隧道小半徑盾構(gòu)曲線始發(fā)施工方法。

背景技術(shù)

隨著我國城市建設(shè)的高速發(fā)展，城市地下軌道交通的建設(shè)也相應(yīng)取得了飛速發(fā)展，但在城市軌道交通線路的選線設(shè)計(jì)方面，由于受規(guī)劃及既有建(構(gòu))筑物的制約，使得城市軌道交通的線形設(shè)計(jì)越來越復(fù)雜，不可避免的會(huì)出現(xiàn)存在小半徑曲線的規(guī)劃線路。小半徑曲線盾構(gòu)法施工技術(shù)與常規(guī)盾構(gòu)法施工技術(shù)相比存在一定的特殊性，施工難度大、風(fēng)險(xiǎn)大。盾構(gòu)機(jī)在小半徑曲線區(qū)段施工技術(shù)的關(guān)鍵在于始發(fā)質(zhì)量的好壞及掘進(jìn)過程中軸線的精細(xì)化控制，始發(fā)成功與否決定著整個(gè)區(qū)間隧道盾構(gòu)施工的成敗，對(duì)隧道施工安全、進(jìn)度、質(zhì)量、工期及經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)生決定性的影響，軸線的精細(xì)化控制可以更好地提升盾構(gòu)施工的質(zhì)量。且隨著地下鐵路的提速，隧道直徑也相應(yīng)變大，大斷面隧道的修建越來越多。因此采取怎樣的合理措施來保證大斷面隧道盾構(gòu)施工在小半徑曲線上高質(zhì)量始發(fā)掘進(jìn)，使管片不出現(xiàn)錯(cuò)臺(tái)、漏水等事故是整個(gè)盾構(gòu)施工過程的難點(diǎn)與重點(diǎn)。

之前學(xué)者對(duì)于小半徑盾構(gòu)始發(fā)掘進(jìn)基本上都是在地鐵施工過程中研究，由于地鐵施工所用盾構(gòu)機(jī)直徑較小，一般為6m多，在小半徑曲線段始發(fā)掘進(jìn)相對(duì)較容易，且始發(fā)技術(shù)已較為成熟，本發(fā)明所研究的小半徑(R413)曲線段始發(fā)盾構(gòu)機(jī)直徑為8～8.8m，為典型的大斷面隧道，且埋深較淺，松弛荷載較大，施工控制較為困難，且管片楔形量為40～46mm，管片糾偏極為困難，如果控制措施采取不當(dāng)，極易造成始發(fā)結(jié)構(gòu)的坍塌，管片出現(xiàn)錯(cuò)臺(tái)、漏水等工程病害，且整個(gè)曲線隧道施工質(zhì)量的好壞決定于盾構(gòu)始發(fā)控制及掘進(jìn)過程中對(duì)軸線的精細(xì)化控制。為此發(fā)明針對(duì)大斷面隧道的小半徑高質(zhì)量曲線始發(fā)及精細(xì)化軸線控制開展了研究，為以后類似盾構(gòu)始發(fā)技術(shù)研究提供了可靠的借鑒依據(jù)及參數(shù)模板。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了解決上述背景技術(shù)中的不足之處，提供一種超淺埋大斷面隧道小半徑盾構(gòu)曲線始發(fā)施工方法，一種超淺埋大斷面隧道小半徑盾構(gòu)曲線始發(fā)施工方法，包括以下操作步驟：

所述大斷面為盾構(gòu)機(jī)直徑為8～8.8m，所述小半徑為413～500m，楔形量為40～46mm；

步驟一、確定割線的參數(shù)設(shè)計(jì)，盾尾進(jìn)洞后開始糾偏計(jì)算：

盾構(gòu)機(jī)采用始發(fā)段圓曲線的割線線型，采集盾構(gòu)機(jī)參數(shù)、托架長度、反力架距離盾構(gòu)鋼環(huán)尺寸、盾構(gòu)始發(fā)起點(diǎn)里程、隧道中心坐標(biāo)以及臺(tái)車長度與寬度，根據(jù)始發(fā)井與暗埋段接頭處隧道中心線的距離、始發(fā)割線與隧道中線平面圖、始發(fā)井與中隔墻邊線的距離、《盾構(gòu)法施工隧道施工與驗(yàn)收規(guī)范》、根據(jù)軌道的平順度公差要求，限定后配套臺(tái)車出反力架分別與暗埋段側(cè)墻以及中隔墻保持18～22cm，以及盾構(gòu)始發(fā)井長度；根據(jù)始發(fā)割線與隧道中線平面圖計(jì)算確定盾構(gòu)始發(fā)割線在盾構(gòu)機(jī)刀盤位置向曲線內(nèi)側(cè)偏移距離，始發(fā)時(shí)刀盤的坐標(biāo)為(x₁,y₁),單位m；始發(fā)割線方位為α₁，單位秒；則理論上在盾構(gòu)機(jī)盾尾進(jìn)洞后盾構(gòu)機(jī)的刀盤坐標(biāo)為：

x＝x₁+L×cos(α₁)；

y＝y(tǒng)₁+L×sin(α₁)；

其中，盾構(gòu)機(jī)長度為L，單位m；

根據(jù)始發(fā)割線與隧道中線平面圖中割線與隧道中線的相對(duì)幾何關(guān)系計(jì)算可得盾尾完全進(jìn)洞后刀盤坐標(biāo)與隧道中線相比偏右E，單位m；

步驟二、設(shè)計(jì)盾構(gòu)機(jī)糾偏曲線；

根據(jù)步驟一設(shè)定的始發(fā)割線，盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)過程中，當(dāng)盾構(gòu)機(jī)偏離隧道設(shè)計(jì)軸線時(shí)采用三次樣條曲線作為糾偏曲線進(jìn)行模擬設(shè)計(jì)；

根據(jù)盾構(gòu)機(jī)的參數(shù)，在盾構(gòu)機(jī)刀盤進(jìn)洞5～8m以后開始糾偏，并根據(jù)步驟一設(shè)計(jì)的割線參數(shù)可得此時(shí)盾構(gòu)機(jī)平面偏差為E₁，單位m；其中-表示左偏；

設(shè)定開始糾偏時(shí)刀盤坐標(biāo)為：步驟一中的始發(fā)時(shí)刀盤坐標(biāo)(x₁,y₁),糾偏完成后刀盤坐標(biāo)在隧道中線上；根據(jù)糾偏曲線長度、隧道偏差以及管片平順度，按照平均每米的糾偏不大于10mm根據(jù)始發(fā)割線與隧道中線平面圖進(jìn)行幾何計(jì)算，取得糾偏曲線的長度約為L₁，單位m；主要是根據(jù)《盾構(gòu)法隧道施工與驗(yàn)收規(guī)范》(GB50446-2008)和海瑞克DZ192盾構(gòu)機(jī)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求隧道的最大水平偏差確定割線。要求盾構(gòu)機(jī)沿割線掘進(jìn)后的成型隧道中線與設(shè)計(jì)的隧道中線偏差小于設(shè)計(jì)要求就行，在滿足這個(gè)條件的前提下考慮盾構(gòu)機(jī)參數(shù)、始發(fā)井的尺寸等相關(guān)情況。采用割線始發(fā)一般是用在小半徑曲線始發(fā)的情況。