以德國vmt公司的盾構(gòu)機(jī)為例淺談盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)的控制方法畢業(yè)論文-在線瀏覽
2025-08-12 14:23本頁面
【正文】 的線形管理是靠設(shè)定盾構(gòu)機(jī)各區(qū)千斤頂?shù)膲毫φ{(diào)節(jié)來實現(xiàn)的。在實際施工過程中，盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)方向主要是通過調(diào)整推進(jìn)千斤頂?shù)耐屏Υ笮砜刂频?。推進(jìn)油缸的后端頂在管片上以提供盾構(gòu)前進(jìn)的反力，推進(jìn)油缸按照在圓周上的區(qū)域分為上下左右 4 組，下組為 10 根油缸，其余 3 組為每組 6 根油缸（如下圖） 。為使盾構(gòu)沿著正確的方向開挖，操作手可以單獨調(diào)整 4 組油缸的壓力和行程?？偼七M(jìn)速度通過控制旋鈕在主控室進(jìn)行調(diào)整。在管片安裝過程中，正在安裝管片的對應(yīng)油缸縮回，其它油缸的撐靴保持壓力狀態(tài)以足夠的推力與管片接觸，以防止盾構(gòu)后退。推進(jìn)油缸頂在壓力艙板后部。推進(jìn)油缸設(shè)計為雙缸，每對油缸均有獨立的撐靴?？偟耐七M(jìn)速度由一個總流量控制閥來調(diào)節(jié)。根據(jù)計算，最大總推力約為 60,000kN 并有安全余量。具有電腦控制及自動識別精確鎖定目標(biāo)棱鏡。2）活動 ELS 靶(電子激光靶),簡稱激光靶。此外激光靶的滾動角和仰俯角也通過集成于激光靶內(nèi)部的傾斜計來測得。激光靶固定在機(jī)器上,在安裝激光靶時,激光靶的確切位置已經(jīng)被確定,激光靶跟機(jī)器軸線的關(guān)系也已經(jīng)確定。SLST 軟件是自動導(dǎo)向系統(tǒng)的核心，它從全站儀和ELS 等通信設(shè)備接受數(shù)據(jù)，盾構(gòu)機(jī)的位置在該軟件中計算，并以數(shù)字和圖形的形式顯示在計算機(jī)的屏幕上，操作系統(tǒng)采用 WindowsXP,確保用戶操作簡便。系統(tǒng)電腦和全站儀之間的通訊也通過黃盒子進(jìn)行 5）中央控制箱。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)采集處理和故障自動顯示功能，可以記錄盾構(gòu)操作全過程的所有參數(shù)，采集、處理、儲存、顯示、評估與盾構(gòu)有關(guān)的數(shù)據(jù)。所有必須記錄的測量值都以圖形的形式顯示在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的監(jiān)測器上。穿黃隧洞施工中一般兩導(dǎo)線點的間距宜控制在 70 環(huán)即 100m 左右。在掘進(jìn)中盾構(gòu)機(jī)的自動導(dǎo)向系統(tǒng)是如何定位的呢?它主要是根據(jù)地下控制導(dǎo)線上一個點的坐標(biāo)(即 X、Y、Z)來確定的 ,這個點就是帶有激光器的全站儀的位置,然后全站儀將依照作為后視方向的另一個地下導(dǎo)線的控制點來定向,這樣就確定了北方向,即方位角。激光束射向 ELS,ELS 就可以測定激光相對于 ELS 平面的偏角。坡度和旋轉(zhuǎn)直接用安裝在 ELS 內(nèi)的傾斜儀測量。通過全站儀測出的與 ELS 之間的距離可以提供沿著 DTA 掘進(jìn)的盾構(gòu)機(jī)的里程長度。第 4章 盾構(gòu)掘進(jìn)方向的控制與調(diào)整 IIA標(biāo)盾構(gòu)施工地質(zhì)條件根據(jù)目前地質(zhì)勘察資料，過河隧洞開挖范圍內(nèi)，Q2 粉質(zhì)壤土中夾有鈣質(zhì)結(jié)核層，Q41 砂層中石英顆粒含量較高，達(dá) 40％～70％，且分布有泥礫層和砂礫石透鏡體，局部有淤泥質(zhì)粉質(zhì)壤土透鏡體，對盾構(gòu)機(jī)施工有影響。在隧洞掘進(jìn)過程中可能會遇粒徑大于 15cm 的塊石、枯樹及成巖差的上第三系粘土巖、砂巖、粉砂巖和砂質(zhì)粘土巖，其中薄層狀鈣質(zhì)膠結(jié)的砂巖呈堅硬狀，強度較高，抗壓強度達(dá)到 。其中全土層（樁號 4+~5＋ ）長度 467 m，由黃土狀粉質(zhì)壤土、古土壤、淤泥、粉質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)粘土、粉質(zhì)壤土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、砂壤土中的一種或幾種組成。層中只要含有鈣質(zhì)結(jié)核就作為單獨的一層。當(dāng)這種偏差超過一定限界時就會使隧洞襯砌侵限、盾尾間隙變小使管片局部受力惡化，并造成地層損失增大而使地表沉降加大，因此盾構(gòu)施工中必須采取有效技術(shù)措施控制掘進(jìn)方向，及時有效糾正掘進(jìn)偏差。同時由于盾構(gòu)表面與隧洞間的摩擦阻力不均勻，開挖掌子面上的土壓力以及切口環(huán)切削欠挖地層引起的阻力不均勻，也會引起一定的偏差。即使在開挖掌子面土體的力學(xué)性質(zhì)十分均勻的情況下，受刀盤自重的影響，盾構(gòu)也有低頭的趨勢。盾構(gòu)機(jī)的前進(jìn)方向水平向右偏，則需要提高右側(cè)千斤頂分區(qū)的推力；反之，則需要提高左側(cè)千斤頂分區(qū)的推力。一般情況下，盾構(gòu)機(jī)的方向糾偏應(yīng)控制在177。30mm 以內(nèi)。當(dāng)開挖土體較均勻時，盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)控制較容易，一般情況下方向角控制在177。當(dāng)開挖面內(nèi)地層左、右軟硬不均而且又是處在曲線段時，盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)控制比較困難。當(dāng)盾構(gòu)機(jī)遇到上軟下硬土層中，為防止盾構(gòu)機(jī)抬頭，要保持下俯姿態(tài)；反之，則要保持上仰姿態(tài)。20mm 以內(nèi)，千斤頂行程差可以通過每環(huán)管片的楔形量調(diào)整。在盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)控制中，推進(jìn)油缸的行程控制是重點，對于 寬的管片，原則上行程控制在2300～2500mm 之間。行程過大，則盾尾刷容易露出，管片脫離盾尾較多，變形較大；行程差過大，易使盾體與管片之間的夾角增大，易造成管片的破損、錯臺。糾偏措施如下：1） 在掘進(jìn)過程中隨時注意滾角的變化，及時根據(jù)盾構(gòu)機(jī)的滾角值調(diào)整刀盤的轉(zhuǎn)動方向。3） 在糾偏過程中，掘進(jìn)速度要放慢，并且要注意避免糾偏時由于單側(cè)千斤頂受力過大對管片造成的破損。5） 在糾偏時，要密切注意盾構(gòu)機(jī)的姿態(tài)、管片的選型及盾尾的間隙等，盾尾與管片四周的間隙要均勻。1） 淤泥層中盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)姿態(tài)的控制盾構(gòu)機(jī)在淤泥層中掘進(jìn)時，由于地層自穩(wěn)性能極差，為控制盾構(gòu)機(jī)水平和垂直偏差在允許范圍內(nèi)，避免盾構(gòu)機(jī)蛇形量過大造成對地層的過量攏動，宜將盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)速度控制在 30～40mm/min 之間，刀盤轉(zhuǎn)速控制在 。在掘進(jìn)過程中應(yīng)保持泥水系統(tǒng)進(jìn)漿質(zhì)量，保證其比重和粘度，使得順利出渣，盡量保持盾構(gòu)機(jī)的連續(xù)掘進(jìn)，同時要嚴(yán)格控制同步注漿量，以保證管背間隙被有效充填。3） 砂層中盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)姿態(tài)的控制盾構(gòu)機(jī)在全斷面富水砂層中掘進(jìn)，由于含水砂層的自穩(wěn)性極差，含水量大，極易出現(xiàn)盾構(gòu)機(jī) 磕頭 現(xiàn)象，同時在含水砂層中盾構(gòu)機(jī)也易出現(xiàn)上浮現(xiàn)象。為避免盾構(gòu)機(jī)在含水砂層中掘進(jìn)出現(xiàn)上浮 現(xiàn)象，在盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)時應(yīng)減小刀盤轉(zhuǎn)速，減小對周圍砂層的攏動。盾構(gòu)機(jī)在
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