盾构机姿态控制是隧道质量控制最基础的工作。

盾构机掘进由于受地质条件变化，开挖面土压力和盾壳外围岩土压力的不均衡性、测量误差等原因，会造成盾构机的实际掘进轴线无法与理论轴线保持一致。

 

盾构机姿态控制的关键要素：盾构机与设计轴线的偏移量、盾尾间隙、盾尾与成型管片之间的夹角、掘进趋势与俯仰角、滚动角、铰接开启角度。

 

铰接开启角度：铰接是设置在盾构机上的中折装置，铰接开启是为了使盾构机适应曲线掘进。对于主动铰接来说，铰接开启体现的中盾上的转折角度。不会影响掘进千斤顶与盾尾之间的平行关系。对于被动铰接来说，铰接开启会造成盾尾与中盾之间形成一个夹角。

 

影响盾构机姿态的因素，地质因素，隧道设计、管片选型、施工测量和掘进控制等，其中施工操作或掘进控制最为关键。

 

1.1.地质因素：

1.软硬不均地层中，或地理层理和节理走向与盾构机刀盘之间有一定夹角时，由于刀盘会沿层理或节理产生滑动的趋势。

2.大量切削下来的渣土滞留在土仓下部，无法排出。

3.曲线段为硬岩，受刀具切削能力的影响。内弧面超挖量不足，导致盾构机向外弧侧偏移。

4.遇到未经探明和处理的溶洞、土洞时，盾构机开挖舱内压力急剧变化，姿态发生栽头或侧偏。

5.软弱地层中，盾构机重心位置偏前或偏后，出现栽头、抬头，致使盾构机整体下沉或上浮。

 

1.2.施工操作因素：千斤顶编组压力、千斤顶管理行程、掘进速度、土仓压力、铰接压力、超挖刀或方形刀。

 

掘进速度：对复合地层盾构姿态调整时的掘进参数起着重要作用，当盾构机姿态发生较大偏差时，如果速度过快，很容易发生误操作造成盾构机加速偏离设计轴线，或过快纠偏导致管片破损碎裂。

 

土仓压力：一般对盾构机姿态调整影响较小。但是当盾构机姿态调整非常困难时，适当调整土层压力会改善纠偏的难度。

 

铰接压力：即铰接千斤顶承受的拉力。采用被动铰接的盾构机而言，盾尾和周边地层的刚性摩擦，可能会造成铰接压力增大或铰接卡死，以及姿态调整困难的情况。

 

超挖刀（或仿行刀）开启：是辅助盾构姿态控制的手段。

 

1.3.隧道设计因素：线路设计，平面线路的基本要素有直线、圆曲线、缓和曲线。纵断面线路的基本要素有坡度、坡段长度、竖曲线。管片设计管片的宽度、楔形量大小、拼装点位、拼装方式（通缝、错缝、拼装）等。

 

1.4.管片选型因素：夹角增大，交接千斤顶压力剧增，造成下一环管片难以拼装。

 

1.5.成型管片上浮因素：复合地层盾构管片脱离盾尾后，经常会发生上浮现象，相邻的盾尾内管片受到上浮力影响，造成上部盾尾间隙非正常减小，造成盾构机姿态调整困难，同时管片发生椭变、错台、碎裂等现象。

 

1.6.测量管理因素：仪器偏差、计算错误、或基准点位移。

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知识点：盾构掘进姿态控制关键要素