盾構(gòu)施工技術(shù)演示文稿

盾構(gòu)施工技術(shù)演示文稿當(dāng)前第1頁\共有49頁\編于星期六\12點(diǎn)

目錄1、盾構(gòu)機(jī)的原理2、盾構(gòu)施工的關(guān)鍵技術(shù)和注意事項(xiàng)3、盾構(gòu)施工的發(fā)展方向當(dāng)前第2頁\共有49頁\編于星期六\12點(diǎn)1.1、盾構(gòu)機(jī)簡述盾構(gòu)機(jī)主要由開挖系統(tǒng)、推進(jìn)系統(tǒng)、排土系統(tǒng)、管片拼裝系統(tǒng)、油壓、電氣、控制系統(tǒng)、姿態(tài)控制裝置、導(dǎo)向系統(tǒng)、壁后注漿裝置、后方臺車、集中潤滑裝置、超前鉆機(jī)及預(yù)注漿、鉸接裝置、通風(fēng)裝置、土碴改良裝置及其他一些重要裝置如盾殼、穩(wěn)定翼、人閘等組成。盾構(gòu)機(jī)全長74.3米，全重500噸，從前往后依次為盾構(gòu)本體（刀盤、前體、中體、盾尾三部分）、連接橋架、1?！?＃臺車。1、盾構(gòu)機(jī)的原理當(dāng)前第3頁\共有49頁\編于星期六\12點(diǎn)

盾構(gòu)本體（刀盤、前盾、中盾、盾尾組成）

當(dāng)前第4頁\共有49頁\編于星期六\12點(diǎn)

連接橋架

1#臺車

2#臺車

3#臺車

當(dāng)前第5頁\共有49頁\編于星期六\12點(diǎn)

5#臺車

4#臺車

當(dāng)前第6頁\共有49頁\編于星期六\12點(diǎn)1.2、盾構(gòu)機(jī)的原理盾殼支承著圍巖并保護(hù)著刀盤旋轉(zhuǎn)，在千斤頂推力的作用下，刀盤上被切割、破碎的碴土，經(jīng)過開口進(jìn)入密閉室，當(dāng)密閉室內(nèi)的泥土壓力與開挖面壓力取得平衡的同時，端部伸入密閉室下部的螺旋輸送機(jī)開機(jī)排土，控制螺旋輸送機(jī)的轉(zhuǎn)速或者盾構(gòu)機(jī)的推進(jìn)速度，達(dá)到密閉室內(nèi)的泥土壓力與開挖面壓力的動態(tài)平衡。碴土通過配套的運(yùn)輸設(shè)備運(yùn)至洞外。盾構(gòu)機(jī)原理演示.wmv當(dāng)前第7頁\共有49頁\編于星期六\12點(diǎn)當(dāng)前第8頁\共有49頁\編于星期六\12點(diǎn)2、盾構(gòu)施工的關(guān)鍵技術(shù)和注意事項(xiàng)

盾構(gòu)法施工是在隧道某段的一端建造工作井以供盾構(gòu)機(jī)安置就位，盾構(gòu)機(jī)從工作井的墻壁開孔處出發(fā)，沿著設(shè)計軸線向另一端掘進(jìn)，盾構(gòu)總體施工流程為：始發(fā)井交付使用→盾構(gòu)托架就位→盾構(gòu)機(jī)下井、安裝、調(diào)試→初始掘進(jìn)（L=80~100m）→負(fù)環(huán)拆除及其它調(diào)整→正常掘進(jìn)→盾構(gòu)機(jī)到達(dá)中間站→盾構(gòu)機(jī)通過中間站→盾構(gòu)機(jī)再次安裝、調(diào)試→盾構(gòu)機(jī)再次初始掘進(jìn)→正常掘進(jìn)→盾構(gòu)機(jī)到達(dá)終點(diǎn)站→盾構(gòu)機(jī)解體外運(yùn)→隧道清理準(zhǔn)備驗(yàn)收當(dāng)前第9頁\共有49頁\編于星期六\12點(diǎn)2.1、端頭加固技術(shù)和注意事項(xiàng)盾構(gòu)機(jī)在進(jìn)出洞時，工作面將處于開放狀態(tài)，這種開放狀態(tài)將持續(xù)較長時間。如果處理不當(dāng)，地下水、流砂、涌泥等就會進(jìn)入工作井，嚴(yán)重情況下會引起洞門塌方。加固的目的：提高端頭土體強(qiáng)度，堵塞顆粒的間隙和地層的水，確保盾構(gòu)機(jī)始發(fā)和到達(dá)的安全。（1）、控制地表沉降，端頭不坍塌。（洞門破除期間，始發(fā)階段）（2）、盾構(gòu)始發(fā)進(jìn)入加固體，或盾構(gòu)到達(dá)穿過加固體時水土不大量流失。（3）、重型機(jī)械作用時土體的承載力。（主要指盾構(gòu)吊裝期間）加固的要求：（1）、洞門破除后能有效的抵擋洞門處的水土壓力；（2）、能有效的封堵洞門圍護(hù)結(jié)構(gòu)側(cè)的滲水；（3）、盾構(gòu)能較易破除加固體；當(dāng)前第10頁\共有49頁\編于星期六\12點(diǎn)盾構(gòu)始發(fā)時圖片當(dāng)前第11頁\共有49頁\編于星期六\12點(diǎn)2.1.1端頭加固的方法

端頭加固可以單獨(dú)采用一種工法或多種工法相結(jié)合的加固手段，主要取決于地質(zhì)情況、地下水、覆蓋層厚度、盾構(gòu)機(jī)直徑、盾構(gòu)機(jī)型、施工環(huán)境等因素。同時考慮安全性、施工性方便、經(jīng)濟(jì)性、進(jìn)度等。

攪拌樁工法：通過攪拌樁使端頭土體凝聚力和內(nèi)摩擦角改變，主要適用于淤泥、粘土層和砂層，但在砂層加固效果差，須與旋噴樁等工法配合使用。該方法受國產(chǎn)設(shè)備性能限制，一般在14m深度以下加固效果很差。它的優(yōu)點(diǎn)是工程造價低。易出問題：加固不連續(xù)，加固體強(qiáng)度偏低，吊鉆頭。當(dāng)前第12頁\共有49頁\編于星期六\12點(diǎn)

旋噴樁工法（單重管、雙重管、三重管）：對于砂層改良效果好，也適用于淤泥、粉土、粘土層，但砂礫地基和粘著力大的粘土有時不能形成滿意的改良樁，施工深度在40m以下時，效果較差。

注漿工法：主要適用于深度較深的砂質(zhì)地層、砂礫層，地層較好的地段或與攪拌樁等工法相結(jié)合，對于水量不大的地段進(jìn)行加固止水。可進(jìn)行單液和雙液注漿，同時可進(jìn)行跟蹤注漿。當(dāng)前第13頁\共有49頁\編于星期六\12點(diǎn)2.1.2端頭加固的注意事項(xiàng)（1）、選擇合理的端頭加固的方法（決定加固是否成功的關(guān)鍵）（2）、做好加固前的準(zhǔn)備工作（必須充分理解工作井洞口周圍地層的土質(zhì)情況，掌握各層土的主要物理力學(xué)性能指標(biāo)、所影響區(qū)域的地面；地下建筑物、構(gòu)筑物、公眾設(shè)施、地下管線等的調(diào)查）（3）、樁身垂直度不夠，樁身偏斜，加固體不連續(xù)，樁間不咬合；（4）、砂層中施工參數(shù)選取不合理，達(dá)不到預(yù)想的加固效果?？赏ㄟ^試樁和調(diào)整施工工藝解決。（5）、夾層的處理措施不當(dāng)；（6）、端頭加固的實(shí)施時間、完成時間盡可能提前；（7）、抽芯后未回灌砂漿密實(shí)；當(dāng)前第14頁\共有49頁\編于星期六\12點(diǎn)2.2、盾構(gòu)機(jī)始發(fā)掘進(jìn)技術(shù)和注意事項(xiàng)盾構(gòu)始發(fā)是盾構(gòu)施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。其主要內(nèi)容包括：盾構(gòu)機(jī)始發(fā)托架的定位安裝、盾構(gòu)機(jī)及后續(xù)臺車的下井安裝及調(diào)試、安裝密封膠圈、安裝負(fù)環(huán)管片、盾構(gòu)機(jī)試運(yùn)轉(zhuǎn)、拆除洞門臨時墻、盾構(gòu)機(jī)加壓和掘進(jìn)等。在盾構(gòu)機(jī)始發(fā)之前一定要掌握盾構(gòu)機(jī)操作規(guī)程，嚴(yán)格按規(guī)程操作。當(dāng)前第15頁\共有49頁\編于星期六\12點(diǎn)拖架拖架密封圈洞門破除盾體組裝當(dāng)前第16頁\共有49頁\編于星期六\12點(diǎn)

盾構(gòu)機(jī)始發(fā)掘進(jìn)的注意事項(xiàng)（1）、破洞門時失穩(wěn)主要表現(xiàn)為土體坍塌和水土流失，其主要原因就是端頭加固不好所致。在小范圍的情況下，可邊破除洞門砼，邊噴素砼的辦法對土體臨空面進(jìn)行封閉。對于坍塌失穩(wěn)情況嚴(yán)重，只有封閉洞門，重新加固。（2）、洞門密封的主要目的是減少土體流失，其主要原因也是端頭加固不好和洞門密封安裝精度不高所致。在始發(fā)過程中發(fā)現(xiàn)洞門密封效果不好時，及時通過調(diào)整配合比，使注漿后及早封閉，也可以采用在洞門密封外側(cè)向洞門內(nèi)部注快凝的雙液漿的辦法來解決。（3）始發(fā)推進(jìn)過程，在盾構(gòu)刀盤到達(dá)掌子面及脫離加固區(qū)時，容易出現(xiàn)盾構(gòu)機(jī)“磕頭”現(xiàn)象，根據(jù)地質(zhì)條件的不同，有可能出現(xiàn)超限的情況。為此，通常采用抬高盾構(gòu)機(jī)的始發(fā)姿態(tài)、合理安裝始發(fā)導(dǎo)軌以及快速通過的辦法盡量避免“磕頭”或減小“磕頭”的影響。當(dāng)前第17頁\共有49頁\編于星期六\12點(diǎn)2.3、盾構(gòu)機(jī)測量導(dǎo)向技術(shù)及注意事項(xiàng)采用德國VMT公司生產(chǎn)的SLS-T自動導(dǎo)向系統(tǒng)進(jìn)行控制，該系統(tǒng)是目前世界上在地鐵盾構(gòu)法施工領(lǐng)域最為先進(jìn)的隧道掘進(jìn)機(jī)自動導(dǎo)向系統(tǒng)。加強(qiáng)了施工過程中的管理水平和提高工程自動化控制程度，減輕了人工測量的勞動強(qiáng)度，提高盾構(gòu)施工的速度，其主要目的就是為了確定各相關(guān)點(diǎn)的坐標(biāo)，通過系統(tǒng)在盾構(gòu)機(jī)操作室的電腦上顯示前后參考點(diǎn)的水平和垂直偏離值、里程。使用該系統(tǒng)可以滿足盾構(gòu)法施工測量的需要。SLS-T導(dǎo)向系統(tǒng)主要由激光全站儀、ELS激光系統(tǒng)、個人電腦、調(diào)制解調(diào)器、電源、PLC、測斜儀、軟件等部分組成。當(dāng)前第18頁\共有49頁\編于星期六\12點(diǎn)VMT系統(tǒng)軟件主界面當(dāng)前第19頁\共有49頁\編于星期六\12點(diǎn)當(dāng)前第20頁\共有49頁\編于星期六\12點(diǎn)

整個系統(tǒng)的組成情況及各個部件之間的相互關(guān)聯(lián)如下圖所示：當(dāng)前第21頁\共有49頁\編于星期六\12點(diǎn)

為了控制盾構(gòu)機(jī)自動導(dǎo)向系統(tǒng)的精度，確保隧道的準(zhǔn)確貫通，需定期利用洞內(nèi)的控制導(dǎo)線，來校核和調(diào)整激光全站儀的坐標(biāo)及人工測定盾構(gòu)機(jī)的位置與SLS-T自動導(dǎo)向系統(tǒng)顯示的盾構(gòu)機(jī)的位置是否一致，而對盾構(gòu)機(jī)自動導(dǎo)向系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試。調(diào)試工作主要是確保測量控制點(diǎn)穩(wěn)定、可靠，避免因吊籃控制點(diǎn)位移或?qū)蛳到y(tǒng)本身的誤差引起偏差。當(dāng)前第22頁\共有49頁\編于星期六\12點(diǎn)

2.4、管片選型及安裝技術(shù)及注意事項(xiàng)管片作為隧道施工的支護(hù)結(jié)構(gòu)，是主要的受力結(jié)構(gòu)，也直接關(guān)系到防水效果的好壞。因此管片安裝質(zhì)量的好壞不僅直接關(guān)系到成洞的質(zhì)量，而且對盾構(gòu)機(jī)能否繼續(xù)順利推進(jìn)有著直接的影響。

、管片選型及安裝技術(shù)管片選型要適合隧道設(shè)計線路：根據(jù)隧道的埋深和地質(zhì)狀況，管片的選型嚴(yán)格依據(jù)設(shè)計圖紙的要求。當(dāng)前第23頁\共有49頁\編于星期六\12點(diǎn)

管片選型要適應(yīng)盾構(gòu)機(jī)的姿態(tài)：管片三種型號，標(biāo)準(zhǔn)環(huán)、左轉(zhuǎn)環(huán)、右轉(zhuǎn)環(huán)。管片是在盾尾內(nèi)拼裝，所以不可避免的受到盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)的約制。管片平面盡量垂直于盾構(gòu)機(jī)軸線，讓盾構(gòu)機(jī)的推進(jìn)油缸能垂直地推在管片上，這樣使管片受力均勻，掘進(jìn)時不會產(chǎn)生管片破損。同時也要兼顧管片與盾尾之間的間隙，避免盾構(gòu)機(jī)與管片發(fā)生碰撞而破損管片。當(dāng)因地質(zhì)不均、推力不均等原因，使盾構(gòu)機(jī)偏離線路設(shè)計軸線時，管片的選型要適宜盾構(gòu)機(jī)的姿態(tài)。當(dāng)前第24頁\共有49頁\編于星期六\12點(diǎn)K快兩鄰接塊標(biāo)準(zhǔn)塊當(dāng)前第25頁\共有49頁\編于星期六\12點(diǎn)盾構(gòu)隧道圖片人行道運(yùn)輸?shù)缆匪芨邏弘娎|風(fēng)管當(dāng)前第26頁\共有49頁\編于星期六\12點(diǎn)、管片選型及安裝注意事項(xiàng)管片在安裝前要進(jìn)行一次檢查，再確認(rèn)管片種類正確、質(zhì)量完好無缺和密封墊粘結(jié)無脫落，管片的吊裝孔預(yù)埋位置正確，逆止閥、封堵蓋完好無損，以及其它主要預(yù)埋件和混凝土的握裹牢固，管片接頭使用的螺栓、螺母、墊圈、螺栓防水用密封墊等附件準(zhǔn)備齊全后，才允許安裝。每環(huán)管片安裝結(jié)束后要及時擰緊各個方向的螺栓，且在該環(huán)脫出盾尾后再次擰緊。防止因管片螺栓未緊固而發(fā)生錯臺。當(dāng)前第27頁\共有49頁\編于星期六\12點(diǎn)

2.5、管片背后回填注漿技術(shù)管片背后回填注漿（同步注漿）是防止地層下降并使作用于隧道的土壓力得以均布，注漿回填到管片背面，形成一定厚度的充填層，防止隧道承受偏壓及接縫張開。充填層本身起防水層作用?；靥钭{的方式漿液的種類回填注漿的參數(shù)選擇(壓力,數(shù)量,強(qiáng)度)當(dāng)前第28頁\共有49頁\編于星期六\12點(diǎn)同步注漿攪拌系統(tǒng)同步注漿系統(tǒng)當(dāng)前第29頁\共有49頁\編于星期六\12點(diǎn)

2.6、盾構(gòu)機(jī)到達(dá)技術(shù)及注意事項(xiàng)盾構(gòu)機(jī)到達(dá)施工是指從盾構(gòu)機(jī)到達(dá)接收井（或礦山法隧道擴(kuò)大段）之前50m到盾構(gòu)機(jī)貫通區(qū)間隧道進(jìn)入車站接收井，被推上盾構(gòu)接收基座的整個施工過程。其工作內(nèi)容包括：盾構(gòu)機(jī)定位及接收洞門位置復(fù)核測量、地層加固、洞門處理、安裝洞門圈密封設(shè)備、安裝接收基座等。

相對盾構(gòu)始發(fā)來說，盾構(gòu)到達(dá)是盾構(gòu)始發(fā)的逆過程，其施工工藝基本相類似。當(dāng)前第30頁\共有49頁\編于星期六\12點(diǎn)盾構(gòu)到達(dá)破除洞門當(dāng)前第31頁\共有49頁\編于星期六\12點(diǎn)

盾構(gòu)機(jī)到達(dá)注意事項(xiàng)：

（1）、根據(jù)盾構(gòu)機(jī)的貫通姿態(tài)及掘進(jìn)糾偏計劃進(jìn)行推進(jìn)，糾偏要逐步完成，每一環(huán)糾偏量不能過大。（2）、在盾構(gòu)機(jī)距離端頭墻50米時,選擇合理的掘進(jìn)參數(shù)，逐漸放慢掘進(jìn)速度，控制在20mm/min以下，以確保到達(dá)端墻的穩(wěn)定。（3）、盾構(gòu)進(jìn)入到達(dá)段后，加強(qiáng)地表沉降監(jiān)測，及時反饋信息以指導(dǎo)盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)。（4）、盾構(gòu)機(jī)刀盤距離貫通里程小于10m時，在掘進(jìn)過程中，專人負(fù)責(zé)觀測出洞洞口的變化情況，始終保持與盾構(gòu)機(jī)司機(jī)聯(lián)系，及時調(diào)整掘進(jìn)參數(shù)。（5）、當(dāng)管片最后一環(huán)管片拼裝完成后，通過管片的二次注漿孔，注入雙液漿進(jìn)行封堵。注漿的過程中要密切關(guān)注洞門的情況。當(dāng)前第32頁\共有49頁\編于星期六\12點(diǎn)2.7、隧道防水技術(shù)及注意事項(xiàng)盾構(gòu)區(qū)間防水工作以管片結(jié)構(gòu)自防水為根本、接縫防水為重點(diǎn)，確保隧道整體防水，同時遵循“以防為主、以堵為輔、多道防線、綜合制理”的原則，制定防水施工措施。管片結(jié)構(gòu)的自防水管片用管模生產(chǎn)，管片砼采用高抗?jié)B高強(qiáng)度（C50）等級的混凝土，抗?jié)B等級為S12。采用摻加高效減水劑及粉煤灰“雙摻”技術(shù)，減少水泥用量，降低水化熱，減少收縮裂縫的產(chǎn)生。當(dāng)前第33頁\共有49頁\編于星期六\12點(diǎn)管模管片鋼筋籠管片水養(yǎng)三環(huán)拼裝管片生產(chǎn)流程圖當(dāng)前第34頁\共有49頁\編于星期六\12點(diǎn)管片的接縫防水（1）、管片之間設(shè)置密封墊溝槽，其內(nèi)設(shè)置高彈性三元乙丙橡膠密封條。（2）、管片間設(shè)有嵌縫槽。為防止隧道上半部拱頂?shù)温┪＜靶熊嚢踩?，對隧道上半部拱?5°范圍作嵌縫密封。隧道下半部不作嵌縫處理，以保證隧道長期防水效果。（3）、螺栓孔采用可更換的遇水膨脹橡膠密封圈作為螺孔密封圈加強(qiáng)防水。當(dāng)前第35頁\共有49頁\編于星期六\12點(diǎn)同步注漿和二次注漿盾構(gòu)推進(jìn)后，盾尾空隙在圍巖坍落前及時進(jìn)行注漿,不但可防止地面沉降,而且有利于隧道襯砌的防水,選擇合適的漿液、注漿參數(shù)、注漿工藝，可形成穩(wěn)定的管片外圍防水層，將管片包圍起來，形成一個不透水層。同時若管片接縫處漏水，