盾構(gòu)法隧道施工原理常見難點和問題

盾構(gòu)法隧道施工原理、常見難點和問題談家龍

目錄一、盾構(gòu)法隧道施工發(fā)展歷史二、盾構(gòu)法隧道施工原理三、盾構(gòu)法隧道施工流程四、盾構(gòu)法隧道施工關(guān)鍵要素五、盾構(gòu)法隧道施工常見難點和問題六、結(jié)語一、盾構(gòu)法隧道施工的發(fā)展歷史起源概念與分類盾構(gòu)工法在中國發(fā)展趨勢（一）起源1818年，英國工程師布魯諾爾(M.I.Bruner)，最早提出了用盾構(gòu)法建設(shè)隧道的設(shè)想，并在英國取得了專利。1825年，他第一次在倫敦泰晤河下開始用一個斷面高6.8m、寬11.4m的矩形盾構(gòu)修建隧道。1843年，經(jīng)過18年施工，完成了全長1100m的第一條盾構(gòu)法隧道。1828年1月12日泰晤河水涌入盾構(gòu)機（二）概念與分類盾構(gòu)機(ShieldMachine),是一種全封閉的隧道掘進(jìn)設(shè)備,主要由掘進(jìn)系統(tǒng)、同步注漿系統(tǒng)、出渣系統(tǒng)、渣土改良系統(tǒng)、拼裝系統(tǒng)、密封系統(tǒng)、導(dǎo)向系統(tǒng)等組成，利用襯砌管片提供反力,不能連續(xù)掘進(jìn)。隧道掘進(jìn)機(TunnelBoringMachine),簡稱TBM，硬巖掘進(jìn)機,部分封閉,圍巖暴露并可提供反作用力,可連續(xù)掘進(jìn)。（二）概念與分類“盾”——“防御、保護(hù)”，指刀盤、盾殼；“構(gòu)”——“構(gòu)筑、修建”，即管片襯砌和注漿；指使用盾構(gòu)機，一邊保持開挖面及圍巖穩(wěn)定，一邊進(jìn)行開挖面土體掘進(jìn)、出渣，同步實施管片背后注漿，在盾尾內(nèi)拼裝管片形成襯砌，從而在最大減少擾動圍巖條件下修建隧道的方法。

（二）概念與分類1.按照開挖面平衡方式分為：土壓平衡式，適用于各種土層、巖層等復(fù)合地層；泥水平衡式，適用于含水砂層以及軟流塑、流動性等軟弱地層；對地面沉降要求高的項目；復(fù)合式，適應(yīng)性更廣（二）概念與分類2.按照直徑大小分為：巨型盾構(gòu)，大于12米；15.43、14.9米；常規(guī)盾構(gòu)，大于6米；6.28、6.34、6.68米；微型盾構(gòu)，小于3米。0.15到3米。（二）概念與分類3.按照開挖面敞開程度分為：全敞開式，手掘式、半機械式、機械式半敞開式，半擠壓、全擠壓、網(wǎng)格式全封閉式，土壓、泥水、復(fù)合式（二）概念與分類4.按照斷面形式分為圓形盾構(gòu)矩形盾構(gòu)異形盾構(gòu)（雙圓、三圓、球形）（三）袍盾構(gòu)工奸法在中警國北京油地鐵上海地句鐵廣州地爛鐵其它植城市北京槐地鐵20中00年9月，北低京地鐵素五號線根雍和宮驅(qū)站至北刃新橋站躍區(qū)間首委次采用瞞盾構(gòu)法掘施工。20喇00年-20蠟14年，辟高速匆發(fā)展厲期。遮建成是運營17條線陸路，語總長52絲式7公里欲。日蘭均客禮流約10級00萬人次剃。是國幟內(nèi)最繁嫌忙的軌首道交通炕系統(tǒng)。根據(jù)線徑網(wǎng)規(guī)劃鋪，20爆20年將精建成30條線路罷，運營菜里程超腥過10位00公里怨。上海地寶鐵19注94年，上輸海延安浮東路南得線隧道嫂首次使只用土壓初平衡盾繭構(gòu)機施炊工。200愿3年上海崖隧道股襖份設(shè)計鴿制造第藍(lán)一臺國狠產(chǎn)盾構(gòu)素機。截至201肉4年，共掘建成運堤營14條線路探，總計525湊.2公里。鴉根據(jù)線陽網(wǎng)規(guī)劃盾，201嫌7年總造里程689公里服，20禮20年總里歐程80談8公里。廣州諷地鐵199姑5-1戀999年1號線現(xiàn)建成票運營刺；首晚次引競?cè)攵芄蠘?gòu)法督進(jìn)行疫隧道惜施工賊。19奪99年以嘆后，2、3、4號線哄大量旺采用拋盾構(gòu)罷法隧旬道修泳建；201傻0年高峰姨期，75臺盾拴構(gòu)同黑時掘鉆進(jìn)。截至201蟻4年，共桌有9條營運膝路線（1號線派、2號線情、3號線、4號線允、5號線、6號線集、8號線擠、廣刊佛線磚及AP施M線）臣，總旦長為260止.5公里盾。201鞋7年底吉，將煌新建10條線路鼠，26斑0公里新蘆線?？傘U里程超謀過500公里。其它城失市國內(nèi)目孟前地鐵鉆已經(jīng)開寺工的共23個城市手，國務(wù)新院批準(zhǔn)世的有33個城市崗，國內(nèi)垮地鐵建稱設(shè)趨勢棗由中心斑城區(qū)向謠四周輻援射，十貿(mào)二五期極間將是莖地鐵建閱設(shè)發(fā)展拜高潮期紋。國內(nèi)城蓮市軌道次交通建炒設(shè)盾構(gòu)沃工法的諷使用比圾例已經(jīng)賀超過85%。（四）搬發(fā)展趨敢勢超大直車徑復(fù)合枯型大深殘度、濫大坡閣度、這小曲槐率二﹑盾構(gòu)雅法隧飛道施榨工原凳理盾構(gòu)跳法隧爐道施憑工的逼工作戶原理盾構(gòu)法忠隧道施植工的特濾點盾構(gòu)法谷隧道施理工的優(yōu)雙點盾構(gòu)法題隧道施訓(xùn)工的缺絨點（一）刊盾構(gòu)法第隧道施夸工工作魂原理盾構(gòu)機蹲千斤頂漂利用已爐成型管喘片提供恥反力，丟向前施棍加推力念，利用宏刀盤旋碧轉(zhuǎn)切削告掌子面努土體（車保持土乘倉壓力挎），通擦過螺旋神輸送機湊（管道難）把渣祥土輸送哪出來，暢拼裝機葉拼裝管頃片形成并襯砌，盒管片背膽后同步斷注漿，稿形成永斑久結(jié)構(gòu)膊。土壓平馳衡盾構(gòu)串機工作奴原理示坦意圖泥水偏盾構(gòu)腦機工榨作原忍理示兇意圖（二）烘盾構(gòu)法巧隧道施憶工的特膏點地下稍施工才，必美須面效對復(fù)膝雜的密地質(zhì)料條件瓶和敏塊感的店地面迎環(huán)境祥。所用設(shè)嘩備集成撥度高，精技術(shù)含聰量高，棚對人的論要求較彩高。涉及郊的專軟業(yè)領(lǐng)容域較船多，艷對復(fù)拳合型務(wù)人才柜有較節(jié)多需牽求。（三麻）盾銹構(gòu)法危隧道拐施工撿的優(yōu)覺點高效率烏。機械眨化作業(yè)瞧程度高卷，施工它速度快腥，采用因預(yù)制管鬼片襯砌卷，一次廈成型，完施工質(zhì)撤量易于悲控制。析經(jīng)濟(jì)效浸率顯著瞇。高安全倦。施工撲作業(yè)環(huán)偵境好，東施工人咳員安全沙得到有檢效保障攝。對周束圍環(huán)境黑影響小叼，地表攔沉降易惕于控制值。高適訪應(yīng)。謙不影灶響地聯(lián)面交惰通，蹈不影策響航猜運通箏航，艙不受上風(fēng)雨眼等氣村候條輕件影謠響。瘦不受桿地質(zhì)蠢限制賣。（四捕）盾畫構(gòu)法盤隧道轎施工谷的缺腐點盾構(gòu)機受制造周勿期長，拔設(shè)備投喬入較大烈；準(zhǔn)備央難且嫁費用紛高，井短距膨離隧諷道不曉經(jīng)濟(jì)劍；小曲線君隧道施粥工較為家困難，然施工質(zhì)眨量得不拜到保障罷；淺埋燭隧道駕覆土勁太淺慨，盾占構(gòu)法格施工拘難度碎很大條；施工狠過程忠變化滲斷面膚尺寸擊困難擴(kuò)；三、盾蔥構(gòu)法隧豆道施工似流程總體流養(yǎng)程：盾未構(gòu)法施態(tài)工總體勇流程局部流藍(lán)程：盾艦構(gòu)機掘餡進(jìn)流程（一）論總體流塊程始發(fā)紫井（超車站捉）交釋付使單用→購盾構(gòu)率托架棄就位葉→盾肢構(gòu)機滴下井紫組裝劑、調(diào)房誠試、躍驗收釋→初孫始掘松進(jìn)（L=8靜0-1奴00米）→妙負(fù)環(huán)拆赴除及其醬它調(diào)整僑（換裝準(zhǔn)）→正賞常掘進(jìn)活→盾構(gòu)托機到達(dá)腿中間站中→盾構(gòu)巴機通過橋中間站森→盾構(gòu)隔機再次仁組裝、挪調(diào)試、喝驗收→克盾構(gòu)機古再次初角始掘進(jìn)究→正常辣掘進(jìn)→值盾構(gòu)機接到達(dá)終移點站→更盾構(gòu)機簽解體外廢運→隧勝道清理血、管片缸修補、倍堵漏→件工程驗尋收。盾構(gòu)機下井盾構(gòu)機就位調(diào)試初始掘進(jìn)正常掘進(jìn)到達(dá)車站過站再次始發(fā)到達(dá)終點站盾構(gòu)機解體外運負(fù)環(huán)拆除始發(fā)端頭加固反力架安裝洞門密封圈安裝洞門圍護(hù)墻鑿除到達(dá)端頭加固洞門密封圈安裝盾構(gòu)機托架再次就位調(diào)試始發(fā)井中間站到達(dá)站盾構(gòu)法饅隧道施更工流程司圖（二踢）局權(quán)部流瓶程準(zhǔn)備工閃作（風(fēng)果、水、在電、漿喝液、渣腥車、管餐片）→晝啟動液補壓系統(tǒng)汽→啟津動刀盤哨→啟剃動次級懸渣土運駝輸系統(tǒng)贏（皮帶瀉機）→敗啟動推火進(jìn)千斤柿頂→啟嚴(yán)動首級趕渣土運零輸系統(tǒng)喚（螺旋央機）→僚同步注悲漿→停投止掘進(jìn)鼻→安裝捏管片→應(yīng)準(zhǔn)備下瘦一環(huán)掘販進(jìn)。開挖→幣出土→街注漿→鹿拼裝四盆盾構(gòu)剝法隧英道施士工關(guān)錫鍵要們素研究羞對手假，地的質(zhì)研究挽兵器固，盾領(lǐng)構(gòu)機研究魄招式挨，技匹術(shù)（一）新研究對謀手，地妙質(zhì)（二嚼）研濟(jì)究兵駛器-盾構(gòu)機暫系統(tǒng)總獄成（二竄）研乳究兵披器-盾構(gòu)腥機系渠統(tǒng)總說成（二甩）研插究兵課器-盾構(gòu)桂機系讓統(tǒng)總燙成（二）椒研究兵濱器-盾構(gòu)懇機系波統(tǒng)總貴成1掘進(jìn)跨系統(tǒng)2同步注臭漿系統(tǒng)3出渣陣系統(tǒng)4管片文拼裝這系統(tǒng)5導(dǎo)向系股統(tǒng)6密封觀系統(tǒng)7渣土改襪良系統(tǒng)8風(fēng)、瓣水、稠電、跟氣系餅統(tǒng)9管片管片型攀式主要化參數(shù)連接方及式防水朗材料管片選哥型盾構(gòu)董隧道罪管片剖襯砌如構(gòu)造線示意茶圖（三粒）研盯究招辮式盾構(gòu)批機操謠作技執(zhí)術(shù)菜盾爬構(gòu)機拆過站嘩技術(shù)管片選混型技術(shù)提端頭地落層處理世技術(shù)盾構(gòu)機伶測量導(dǎo)捎向技術(shù)蜓隧道防統(tǒng)水技術(shù)管片背的后回填嗽注漿技監(jiān)術(shù)釘其貫它技術(shù)盾構(gòu)機魂始發(fā)掘選進(jìn)技術(shù)盾構(gòu)機嚇到達(dá)技傳術(shù)1盾構(gòu)糧機的恢操作刺技術(shù)做好操訂作前的查準(zhǔn)備工瓶作嚴(yán)格叢按操佳作規(guī)削程進(jìn)寨行操捆作按照虧操作蝕指令鮮的控誦制掘健進(jìn)參睜數(shù)(刀盤轉(zhuǎn)王速﹑扭矩﹑土倉象壓力﹑推力﹑掘進(jìn)速穿度﹑鉸接予角度﹑注漿瘡壓力王等)對線路考特點﹑工程獻(xiàn)地質(zhì)捧和地厘面的對環(huán)境爽狀況缸有充鼓分認(rèn)川識對異諷常情漫況要雄及時擺采取評措施罵并上晚報2管片選妄型技術(shù)管片沿的類炎型管片的狹尺寸及汗分塊管片腫的連郊接型湊式轉(zhuǎn)彎駕環(huán)的敞楔形忠量管片應(yīng)選型拼應(yīng)遵溜循的洋原則:管片介跟著猶盾構(gòu)器走管片選燈型的考努慮因素:盾尾律間隙﹑千斤頂煙行程差﹑鉸接肥角度﹑盾構(gòu)機嗓姿態(tài)趨察勢重要性:決定隧撥道的質(zhì)屆量(尤其是穩(wěn)防水質(zhì)喂量)3盾構(gòu)機瘡導(dǎo)向技本術(shù)主流VMT導(dǎo)向鋼系統(tǒng)4管片夸背后庸注漿走技術(shù)注漿的蛛目的注漿的貞方式漿液的能種類注漿認(rèn)參數(shù)狡選擇(壓力帽、數(shù)慕量、破強度稱）5盾構(gòu)機浸始發(fā)掘框進(jìn)技術(shù)始發(fā)滋托架趴的定新位安俱裝盾構(gòu)遺機、籃后續(xù)紡臺車糾的下作井組勺裝反力架秧的安裝洞門樹密封姥環(huán)板跨的安肥裝洞門訴圍護(hù)哄結(jié)構(gòu)焦的鑿米除盾尾診密封安油脂冒的涂磚抹負(fù)環(huán)管機片的安挎裝6盾構(gòu)機繞到達(dá)技裙術(shù)到達(dá)階堵段的貫泉通測量到達(dá)兩接收娛托架啞的安棵裝洞門密鈔封環(huán)板況的安裝洞門允圍護(hù)隆結(jié)構(gòu)糊的鑿艘除到達(dá)段頭管片的哨安裝﹑緊固和軋補充注登漿7盾構(gòu)無機過展站、檢過隧些道技淋術(shù)移動托辦架過站滾軸法包過站盾構(gòu)俗機整判體吊情裝過揚站利用永祝久管片馬過隧道利用犁臨時煩管片嫌過隧厭道8端頭生地層呈處理懼技術(shù)端頭地鼻層處理貝的目的端頭地態(tài)層處理暑的主要堤方法9隧道防寧水技術(shù)管片的段自防水(抗?jié)B處等級)管片接個逢止水時條的形透式和種餡類嵌縫和歲手孔封掘堵堵漏亦和缺屈陷修涌補10其它技爆術(shù)刀具更殊換技術(shù)發(fā)泡猶劑注濃入技孩術(shù)使用泡褲沫處理重過