8.6m级盾构小半径曲线主动铰接姿态纠偏技术（论文）.pdf

· 81· 随着我国城市轨道交通事业的蓬勃发展，轨道交通路线也 受到了既有建（构）筑物和特殊地层等影响，线路设计也越来 越复杂，出现了长距离、小净距、小半径、连续曲线等复杂 线型，施工难度不断增加，特别是小半径曲线隧道越来越常见； 盾构掘进过程中存在左右转向和上下俯仰等动作，由于盾构 掘进过程所遇地质条件复杂多变，盾体在掘进中不同部位受 到的土体压力不均匀，会导致盾构机的掘进线路与设计的隧 道中心线产生一定的偏差，为减少盾构掘进偏差，确保成型 隧道与设计线路吻合，掘进过程需对盾构机的姿态进行纠偏 调整。主动铰接盾构的出现，满足了小半径曲线施工中姿态 纠偏的需求，尤其针对8. 6 m 级大盾构小半径曲线主动铰接姿 态纠偏技术的运用，对城市轨道交通建设有较大应用价值。 1 工程概况 1.1 ]Q) 成都轨道交通 17 号线一期工程明九区间 2号中间风井 – 九江北站盾构区间位于川西成都平原岷江水系Ⅰ级阶地，地 貌上属于岷江冲洪积扇状平原Ⅰ级阶地，为侵蚀 ~堆积地貌 ； 隧道洞身主要穿越 Q3fgl+al的高强度卵石土夹透镜体砂层，洞身 基本位于卵石土地层中，隧道围岩为Ⅴ级的中密以上卵石土， 岩土施工工程分级主要为Ⅳ级。上覆粘性土多为可塑状，所 夹砂土部分为液化土层，液化等级轻微 ；成都富水卵石土分 选性及均匀性差，抗压强度高，自稳性差，渗透系数大，透 水性强。 1.2 ?]?? 2号中间风井 –九江北站盾构区间右线全长 2 285.21 m ， 左线全长 2 180.15 m ，区间设置联络通道 4座，区间竖向为先 下后上，最小曲线半径为 600 m ，区间最大坡度 28 ‰。 盾构 施工 8.6 m 级土压平衡盾构（主动铰接）施工，区间线间距为 16~46.9 m ，隧道覆土深度为 9.1~29 m ；隧道断面形式采用圆形， 隧道采用 C50 预制混凝土管片，抗渗等级 P12 ，厚 400 mm 。 管片外径 8.3 m ，内径 7.5 m ，管片宽度 1.5 m ；管片采用左右转 弯楔形环，通过与标准环的组合来满足曲线地段线路拟合及 施工纠偏的需要，楔形量 40 mm （双面对称楔）。 2 主动铰接装置 2.1 VN?m"?"??? 在隧道盾构法施工过程中不可避免地会遇到曲线施工，由 于盾体为刚性结构，很难与设计曲线完全吻合，因此只能采 用折线拟合设计曲线 ；曲线半径小，盾构盾体本身较长，其 灵敏度较差，曲线拟合的难度极大。盾构采用主动铰接装置， 极大增加盾体转弯的灵活度，减少土体的摩擦力及对土体的 扰动，对于小半径曲线掘进施工具有一定的优越性。 2.2 VN?m"r?N?o 8 前盾、中盾前部、中盾后部及盾尾 4个部分 ；在中盾前部 和中盾后部用铰接油缸进行连接，形成铰接装置，通过铰接 油缸的行程差实现盾构的转体、调向及纠偏。 推进油缸固定在中盾盾体后部上，推进油缸推管片时的 推力，首先传递到中盾后部法兰上进而作用在整个中盾后部 机体上，再依次传递到铰接油缸上，通过铰接油缸的伸出量 与收缩量的改变，产生在中盾前部以及前盾上的反作用力， 进而实现盾构机的俯仰与左右调向。具体结构如图 1所示。 中盾前部 中盾后部 推进油缸 铰接油缸 推进油缸固定板 图1 主动铰接结构示意 ［摘 要］ ?N[?
? ? 17???Y]Q?{r?] H，u t{roVN?? ?坛$、r??N?o 8 ； ?? 8 ??圈 、8N" f ????六?l?堵 ，"? tVN?? ?}?{r?VE??存 _O*?Q/? ，? t?VE? ??{r?)存 _?% ?、健+? [、E E 9 ?， + ]Q坤b??。 ［关键词］ 偏r ；?VE ；?? ；VN? ；存 _O* ［中图分类号］ TU 984 ；U 455bbbbb ［文献标志码］ Abbbbb ［文章编号］ 1001–523X（2020）19–0081–03 8.6 m Class Shield Small Radius Curve Active Articulated Attitude Correction Technology Li Jian-biao ，Wang Bo，Zhang Bo，Zhang Shu-xiang ［Abstract ］This article takes the large-scale shield construction of the first phase of Chengdu Rail Transit Line 17 as an example to introduce the characteristics ，structure and action mechanism of the active articulation system of the shield machine ；through theoretical calculation ，three-dimensional animation simulation and actual data analysis，the active articulation is explained. The application of the system in the correction process of the attitude of the small-radius curve of the large shield tunnel solves the problems of difficult attitude control，staggered segments and damage of the tunneling of the small-radius curved tunnel shield， providing reference for similar projects. ［Keywords ］shield；small radius ；curve ；active articulation ；posture correction 8 .6  m 级盾构小半径曲线主动铰接 姿态纠偏技术 李建彪 1，王 波 2，