四種地鐵盾構(gòu)施工工法

1、四種地鐵盾構(gòu)施工工法四種地鐵盾構(gòu)施工工法工法之一：上壓平衡盾構(gòu)施工工法1、特點1.1 盾構(gòu)施工為多工序程序化作業(yè)，其自動化程度高，施工速度快、質(zhì)量好、安全性高。1.2 盾構(gòu)掘進不需降水輔助施工，且管片屬工廠預(yù)制，有利于環(huán)境保護和減少施工對城市正常生活秩序的干擾。1.3 通過建立并保持密封倉內(nèi)上壓與開挖面水土壓力的動態(tài)平衡，減少了施工對上層的擾動，工作面穩(wěn)定，能有效地控制地表隆陷。1.4 與泥水盾構(gòu)工法相比，其所需場地面積小，施工成本低。2、工藝原理土壓平衡式盾構(gòu)機的工作原理是隨著盾構(gòu)機的推進，刀盤切削下來的上體進入密封倉，利用該部分上體使倉內(nèi)維持適當(dāng)壓力，使之與開挖面水上壓力相平衡。同時，通過

2、螺旋輸送機及其排上閥門等排上機構(gòu)的控制，實現(xiàn)排上量與盾構(gòu)推進量的匹配，形成盾構(gòu)推進的同時保持開挖而穩(wěn)定的動態(tài)平衡。3、應(yīng)用實例北京地鐵四號線角門北路站北京南站區(qū)間工程，作為北京地鐵四號線工程一部分。整個工程自南四環(huán)馬家樓，向北沿終至龍背村，線路全長28.14km,共設(shè)24座車站。其中角門北路站北京南站區(qū)間盾構(gòu)法施工隧道長：2392.922m（見圖3所示），其中左線長：1161.488m,右線長：1231.434m。區(qū)間管片外徑6000mm,內(nèi)徑5400mm,寬1200mm,每環(huán)6塊。隧道埋深約1017m,線路最小水平曲線半徑350m,最大水平曲線半徑600m,線間距1221.49m：最小豎曲線

3、半徑3000m,最大豎曲線半徑5000m：區(qū)間線路縱坡成“V”字形，角門北路站位于縱坡最大坡度2%。上坡段，出站后區(qū)間線路以15%）的坡率下坡，至最低點后左右線分別以6.863%。和6.906%o的坡率上坡，北京南站位于縱坡2%上坡段。工法之二：小半徑曲線段盾構(gòu)始發(fā)施工工法1、特點1.1 糾偏能力強，軸線控制好。1.2 能利用CAD軟件進行糾偏曲線擬合，清晰直觀，預(yù)控性強。1.3 能最大限度利用了始發(fā)空間和盾構(gòu)機本身的糾偏能力。1.4 始發(fā)階段超挖范闈少，節(jié)省成本，有利于地表沉降控制。2、工藝原理盾構(gòu)機在始發(fā)機座上不能開錢接和采用分區(qū)油壓差來進行曲線糾偏，只能直線推進，因而小半徑曲線段盾構(gòu)機始

4、發(fā)主要是通過對盾構(gòu)機始發(fā)軸線向曲線內(nèi)側(cè)的旋轉(zhuǎn)和偏移，在始發(fā)段盾構(gòu)機長度范圍內(nèi)直線推進，過該直線段后用比設(shè)計轉(zhuǎn)彎半徑小的實際推進曲線來擬合設(shè)計曲線，充分利用盾構(gòu)機自身的糾偏設(shè)計如超挖刀、欽接、分區(qū)油壓差等，再加上合理的管片選型來保證實際推進曲線與設(shè)計曲線偏差在規(guī)范允許的范圍內(nèi)。3、應(yīng)用實例北京地鐵四號線工程角門北路站-北京南站盾構(gòu)區(qū)間右線于2005年9月10日開工。設(shè)計里程:右K2+446.318-右K3+778.224,全長1382.858m,其中盾構(gòu)法區(qū)間長度為1231.434m,在K3+635.000處設(shè)盾構(gòu)始發(fā)豎井。盾構(gòu)法區(qū)間隧道設(shè)計斷而形式為圓形，外徑為6.0米，內(nèi)徑5.4米。本區(qū)間隧

5、道軌頂設(shè)計標(biāo)高為17.75m-25.00m,隧道結(jié)構(gòu)頂標(biāo)高為22.75m-3O.Om,隧道結(jié)構(gòu)底標(biāo)高為16.75m-24.00m,隧道埋深約為16.0-23.5m,覆上厚度約為10.0m-17.5m,盾構(gòu)機在設(shè)計線路為半徑350m的圓曲線上始發(fā)。如下圖所示。工法之三：地而工作井盾構(gòu)刀盤修復(fù)及換刀工法1、特點1.1 施工中基本不使用上體加固等輔助施工措施，節(jié)省進艙技術(shù)措施費，并對環(huán)境無污染。1.2 有利于施工過程中通風(fēng)換氣，便于刀盤修復(fù)及刀具更換的焊接作業(yè)。1.3 刀盤修復(fù)和刀具更換時，作業(yè)人員處于工作井內(nèi)，安全可靠性好。1.4 工作井占地面積小，對周邊環(huán)境影響小。1.5 換刀作業(yè)期間，只需少量

6、排出盾構(gòu)土倉內(nèi)的渣土，有利于保持盾構(gòu)前方學(xué)子面的穩(wěn)定。1.6 工作并采用簡易可靠的圓形結(jié)構(gòu)，施工速度快，成本低。2、工藝原理地面工作井法刀盤修復(fù)及刀具更換的工作原理，就是從地而在盾構(gòu)刀盤正上方施工工作井，工作井一般為凈空1.5米的圓形結(jié)構(gòu)：作業(yè)人員通過工作并到達盾構(gòu)刀盤，對刀盤及刀具的磨損情況進行檢查，制定針對性強的修復(fù)方案，在工作井內(nèi)對刀盤進行修復(fù)和對刀具進行更換。由于工作井遠小于盾構(gòu)的刀盤，采取小角度轉(zhuǎn)動刀盤的方法，實現(xiàn)對全部刀盤和刀具的檢查、修復(fù)和更換。刀盤和刀具修復(fù)和更換完成后，回填工作井，恢復(fù)盾構(gòu)掘進作業(yè)。3、應(yīng)用實例本次盾構(gòu)刀具修復(fù)及更換施工位于北京地鐵四號線角門北路站北京南站區(qū)間

7、萬芳亭公園內(nèi)，左線工作井位置位于區(qū)間歷程K2+946.77,隧道埋深16.941m：右線工作井位置位于區(qū)間歷程K3+045.152,隧道埋深16.572m。根據(jù)現(xiàn)場勘探、原位測試及室內(nèi)上工試驗成果，換刀位置地層為全斷而砂卵石地層，隧道下方處于層間潛水層，在成孔深度內(nèi)無地下水影響，為此不考慮地下水對工作井施工影響。工作井開挖直徑為1500mm,深度18m,工作井護壁厚度采用150mm,工作井護壁用C25混凝土澆注。工法之四：盾構(gòu)始發(fā)與到達掘進端頭高壓旋噴樁加固土體施工工法1、特點1.1 盾構(gòu)始發(fā)與到達掘進端頭上體高壓旋噴樁加固與一般地基加固、建筑物糾偏等高壓旋噴注漿施工不同，盾構(gòu)端頭上體高壓旋噴

8、樁加固主要是對端頭一定范圍內(nèi)的土體進行改良，使土體的抗剪、抗壓強度適當(dāng)提高，透水性減弱，能保持短時間的自穩(wěn)。1.2 經(jīng)高壓旋噴樁加固后的土體單軸無側(cè)限抗壓強度以0.3LOMPa為宜，太高則盾構(gòu)機刀盤切土困難，易引起機器故障。1.3 高壓旋噴樁施工設(shè)備簡單、輕便，結(jié)構(gòu)緊湊、機動性強、占地少，適合地鐵工程施工場地狹小的特點。1.4 盾構(gòu)始發(fā)與到達掘進端頭高壓旋噴樁所形成的上體與其它加固方法如注漿法、凍結(jié)法等工法所形成的加固土體相比，質(zhì)量均勻、加固體形狀可控，有利于始發(fā)與到達時盾構(gòu)機各項參數(shù)的穩(wěn)定控制：2、工藝原理盾構(gòu)機始發(fā)與到達端頭上體高壓旋噴樁加固是在地表利用工程鉆機鉆孔至要求深度后，用高壓旋噴臺車把安有水平噴嘴的注漿管下到設(shè)計標(biāo)高，利用高壓設(shè)備使噴嘴以一定的壓力（一般大于20MPa）把漿液噴射出去，高壓射流沖擊切割上體，使一定范圍內(nèi)的上體結(jié)構(gòu)破壞，漿液與上體攪拌混合固化，隨著注漿管的旋轉(zhuǎn)和提升而形成圓柱形樁體，凝固后便在上體中形成圓柱形狀、有一定強度、相鄰樁體相互咬合成一體的固結(jié)體，該固結(jié)體有一定的抗剪與抗壓強度，能保持一定的自穩(wěn)性。3、應(yīng)用實例北京地鐵四號線工程角門北路站一北京南站區(qū)間、北京南站一陶然亭站區(qū)間位于北京市豐臺區(qū)與宣武區(qū)交界處從萬芳亭公園至陶然亭公園段，于2006年1月1日開工。