《盾構(gòu)始發(fā)技術(shù)》課件

盾構(gòu)始發(fā)技術(shù)盾構(gòu)始發(fā)是地下工程建設(shè)的重要環(huán)節(jié)，對(duì)整個(gè)工程的安全和進(jìn)度至關(guān)重要。本課件將深入探討盾構(gòu)始發(fā)技術(shù)，包括始發(fā)井的設(shè)計(jì)、施工工藝、關(guān)鍵技術(shù)控制等方面。課程導(dǎo)言課程背景盾構(gòu)始發(fā)是地鐵、隧道等地下工程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，直接影響工程的順利進(jìn)行和安全。掌握盾構(gòu)始發(fā)技術(shù)，能夠提高工程效率、保障施工安全，降低工程成本。課程目標(biāo)系統(tǒng)講解盾構(gòu)始發(fā)技術(shù)，并結(jié)合實(shí)際案例進(jìn)行分析。幫助學(xué)生了解盾構(gòu)始發(fā)工藝流程，掌握關(guān)鍵技術(shù)，提高實(shí)際操作能力。盾構(gòu)機(jī)概述盾構(gòu)機(jī)是一種大型地下工程施工設(shè)備，用于在各種地質(zhì)條件下開挖隧道。盾構(gòu)機(jī)由刀盤、推進(jìn)系統(tǒng)、密封系統(tǒng)、平衡系統(tǒng)、導(dǎo)向系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等部分組成。它通過刀盤切割地層，并利用推進(jìn)系統(tǒng)將機(jī)體向前推進(jìn)，同時(shí)利用密封系統(tǒng)、平衡系統(tǒng)、導(dǎo)向系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)等確保施工過程安全高效。盾構(gòu)機(jī)構(gòu)造前端結(jié)構(gòu)盾構(gòu)機(jī)前端結(jié)構(gòu)主要包含刀盤、刀具和密封系統(tǒng)，負(fù)責(zé)掘進(jìn)工作。推進(jìn)系統(tǒng)推進(jìn)系統(tǒng)負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)盾構(gòu)機(jī)前進(jìn)，通常由液壓缸、推力架等組成。管片安裝系統(tǒng)管片安裝系統(tǒng)負(fù)責(zé)安裝襯砌管片，確保隧道結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)監(jiān)控和管理盾構(gòu)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，保障施工安全。刀盾功能11.開挖刀盤上的刀具切削土方，開挖隧道。22.支護(hù)管片拼裝，形成隧道內(nèi)襯，提供支撐。33.推進(jìn)推動(dòng)盾構(gòu)機(jī)前進(jìn)，完成隧道掘進(jìn)。44.平衡調(diào)節(jié)刀盤姿態(tài)，確保隧道掘進(jìn)方向準(zhǔn)確。推進(jìn)系統(tǒng)液壓推進(jìn)系統(tǒng)液壓推進(jìn)系統(tǒng)是盾構(gòu)機(jī)的主要?jiǎng)恿碓?，通過液壓缸的推力和拉力，推動(dòng)盾構(gòu)機(jī)向前掘進(jìn)。推進(jìn)設(shè)備推進(jìn)設(shè)備包括推進(jìn)油缸、推進(jìn)架、推進(jìn)軸、推進(jìn)裝置等，用于將推進(jìn)力傳遞到盾構(gòu)機(jī)刀盤?？刂葡到y(tǒng)推進(jìn)系統(tǒng)控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)控制推進(jìn)速度、壓力、方向等參數(shù)，確保盾構(gòu)機(jī)安全、高效推進(jìn)。平衡系統(tǒng)作用平衡系統(tǒng)能夠穩(wěn)定盾構(gòu)機(jī)在掘進(jìn)過程中的姿態(tài)，確保其安全穩(wěn)定運(yùn)行。類型常見的平衡系統(tǒng)包括液壓平衡系統(tǒng)和氣壓平衡系統(tǒng)，根據(jù)具體的工程情況選擇合適的系統(tǒng)類型。調(diào)節(jié)平衡系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)液壓油或氣壓來控制盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)，使其能夠適應(yīng)不同地質(zhì)條件和掘進(jìn)環(huán)境?？刂破胶庀到y(tǒng)通常由控制系統(tǒng)控制，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)并進(jìn)行調(diào)整。密封系統(tǒng)盾構(gòu)機(jī)密封系統(tǒng)盾構(gòu)機(jī)密封系統(tǒng)是盾構(gòu)機(jī)的重要組成部分，它可以有效防止地下水和泥沙進(jìn)入隧道，確保施工安全和隧道結(jié)構(gòu)的完整性。密封功能密封系統(tǒng)的主要功能是防止隧道內(nèi)部的空氣壓力過低，導(dǎo)致泥沙進(jìn)入隧道，同時(shí)還能防止隧道內(nèi)部的空氣污染。密封材料密封材料的選擇要根據(jù)不同的地質(zhì)條件和施工要求進(jìn)行選擇，常見的密封材料包括橡膠密封圈、聚氨酯密封帶等。導(dǎo)向系統(tǒng)導(dǎo)向功能導(dǎo)向系統(tǒng)通過測(cè)量和控制，確保盾構(gòu)機(jī)準(zhǔn)確沿著預(yù)定路線前進(jìn)，防止偏離。包括水平、垂直和曲率三個(gè)方向，保證盾構(gòu)機(jī)在掘進(jìn)過程中保持預(yù)定的軌跡。主要設(shè)備導(dǎo)向系統(tǒng)通常包括測(cè)量?jī)x器、控制系統(tǒng)、糾偏裝置等。測(cè)量?jī)x器用來監(jiān)測(cè)盾構(gòu)機(jī)的實(shí)際位置，控制系統(tǒng)根據(jù)偏差信息發(fā)出指令，糾偏裝置根據(jù)指令進(jìn)行調(diào)整。動(dòng)力系統(tǒng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)盾構(gòu)機(jī)采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，為刀盤旋轉(zhuǎn)、推進(jìn)、注漿等提供動(dòng)力。電機(jī)通常采用異步電機(jī)，效率高、可靠性強(qiáng)?？刂葡到y(tǒng)動(dòng)力系統(tǒng)配備控制系統(tǒng)，對(duì)電機(jī)運(yùn)行進(jìn)行控制，并提供各種安全保護(hù)措施。供電系統(tǒng)動(dòng)力系統(tǒng)需要穩(wěn)定的供電，通常采用高壓電纜供電，并配備變壓器和配電柜等設(shè)備。冷卻系統(tǒng)電機(jī)在運(yùn)行過程中會(huì)產(chǎn)生熱量，需要配備冷卻系統(tǒng)進(jìn)行散熱，保證電機(jī)正常工作。始發(fā)工藝概述準(zhǔn)備階段始發(fā)前進(jìn)行全面準(zhǔn)備，包括現(xiàn)場(chǎng)勘察、地質(zhì)條件分析、管線規(guī)劃、開挖斷面設(shè)計(jì)，以及預(yù)報(bào)鉆探和初期注漿。始發(fā)階段刀盾開動(dòng)前，需完成刀盾安裝、調(diào)整和準(zhǔn)備工作，確保設(shè)備狀態(tài)良好。推進(jìn)階段刀盾始發(fā)后，進(jìn)行平衡控制，并根據(jù)地質(zhì)條件和施工要求進(jìn)行調(diào)整。管片安裝階段盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)過程中，及時(shí)安裝管片，并進(jìn)行密封處理，確保工程質(zhì)量。收尾階段完成始發(fā)段施工后，進(jìn)行后續(xù)注漿和監(jiān)控，確保工程安全?，F(xiàn)場(chǎng)勘察準(zhǔn)備11.地形地貌了解開挖區(qū)地形地貌，包括高程、坡度等。22.地質(zhì)條件調(diào)查地質(zhì)條件，包括巖土類型、地層結(jié)構(gòu)、水文地質(zhì)條件等。33.管線分布調(diào)查開挖區(qū)管線分布，包括電力、通信、給排水等。44.周邊環(huán)境調(diào)查開挖區(qū)周邊環(huán)境，包括建筑物、道路、綠化等?，F(xiàn)場(chǎng)勘察重點(diǎn)地下管線調(diào)查準(zhǔn)確掌握地下管線的位置、類型和深度，避免施工過程中發(fā)生意外。地質(zhì)條件調(diào)查分析巖土類型、地下水位、地層結(jié)構(gòu)等，為盾構(gòu)機(jī)選型和施工方案制定提供依據(jù)。周邊環(huán)境調(diào)查評(píng)估周邊建筑物、道路、橋梁等的影響，制定相應(yīng)的防護(hù)措施。地質(zhì)條件分析巖土類型分析巖土類型、強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)、孔隙度等參數(shù)，判斷盾構(gòu)掘進(jìn)的可行性。地下水位評(píng)估地下水位、滲透系數(shù)、水壓等，預(yù)測(cè)地下水對(duì)盾構(gòu)掘進(jìn)的影響。地質(zhì)構(gòu)造分析地質(zhì)構(gòu)造，如斷層、褶皺等，評(píng)估對(duì)盾構(gòu)掘進(jìn)的風(fēng)險(xiǎn)。土層厚度分析不同土層的厚度和分布，規(guī)劃盾構(gòu)掘進(jìn)路線和開挖斷面。管線規(guī)劃確定11.現(xiàn)狀管線調(diào)查收集現(xiàn)有管線資料，包括位置、類型、深度、走向等。22.盾構(gòu)隧道位置確定綜合考慮管線位置、地下空間利用、工程成本等因素，確定盾構(gòu)隧道的最佳位置。33.管線避讓方案根據(jù)管線位置和隧道位置，制定管線避讓方案，確保安全施工。44.管線保護(hù)措施制定管線保護(hù)措施，防止盾構(gòu)施工過程中損壞管線。開挖斷面設(shè)計(jì)斷面形狀根據(jù)隧道尺寸和地質(zhì)條件設(shè)計(jì)斷面形狀。常見形狀包括圓形、馬蹄形、矩形等。要考慮施工難度和土壓力的平衡。襯砌尺寸根據(jù)襯砌材料和地質(zhì)條件確定襯砌厚度和寬度。襯砌厚度要滿足強(qiáng)度和穩(wěn)定性要求，寬度要與管片尺寸相匹配。施工工藝設(shè)計(jì)考慮盾構(gòu)掘進(jìn)過程中的施工工藝。例如，開挖方法、支護(hù)方式、注漿方案等。要確保施工安全和效率。預(yù)備工作準(zhǔn)備設(shè)備調(diào)試盾構(gòu)機(jī)設(shè)備調(diào)試至最佳工作狀態(tài)。檢查所有部件，確保所有系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)正常，確保安全可靠。人員培訓(xùn)對(duì)操作人員進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)，確保熟悉設(shè)備操作，掌握安全操作規(guī)程。提高安全意識(shí)，確保盾構(gòu)始發(fā)安全順利。材料準(zhǔn)備準(zhǔn)備充足的管片、注漿材料、支撐材料等。確保材料質(zhì)量合格，數(shù)量充足，滿足始發(fā)階段的需求?，F(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備清理始發(fā)工作面，搭建工作平臺(tái)，安裝安全防護(hù)設(shè)施。確保施工現(xiàn)場(chǎng)安全，為始發(fā)工作提供良好環(huán)境。預(yù)報(bào)鉆探實(shí)施1鉆孔布置根據(jù)地質(zhì)條件及盾構(gòu)始發(fā)位置，合理布置鉆孔。2鉆探深度預(yù)報(bào)鉆探深度應(yīng)足夠，確保覆蓋始發(fā)段地質(zhì)情況。3巖土取樣對(duì)鉆孔巖土進(jìn)行取樣，進(jìn)行詳細(xì)的地質(zhì)分析和力學(xué)測(cè)試。4數(shù)據(jù)分析根據(jù)鉆探數(shù)據(jù)，分析地質(zhì)條件和地下水情況，為始發(fā)設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)。預(yù)報(bào)鉆探是盾構(gòu)始發(fā)前重要的準(zhǔn)備工作，通過鉆探獲得準(zhǔn)確的地質(zhì)信息，為始發(fā)方案設(shè)計(jì)提供依據(jù)。初期注漿及監(jiān)控1目的防止盾構(gòu)始發(fā)前地層松動(dòng)，降低地面沉降風(fēng)險(xiǎn)。2步驟根據(jù)地質(zhì)勘察資料確定注漿參數(shù)。布置注漿管，連接到注漿泵。進(jìn)行注漿試驗(yàn)，驗(yàn)證參數(shù)有效性。正式注漿，監(jiān)測(cè)注漿壓力和流量。3監(jiān)控實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)注漿壓力、流量，并觀察地面沉降情況。刀盾開動(dòng)準(zhǔn)備1檢查刀盤檢查刀盤工作狀態(tài)，確認(rèn)刀盤電機(jī)、液壓系統(tǒng)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等工作正常。2檢查推進(jìn)系統(tǒng)檢查推進(jìn)千斤頂、液壓系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等工作正常。3檢查密封系統(tǒng)檢查密封裝置、密封材料、密封性能等工作正常。4檢查導(dǎo)向系統(tǒng)檢查導(dǎo)向裝置、導(dǎo)向系統(tǒng)、定位精度等工作正常。5檢查動(dòng)力系統(tǒng)檢查動(dòng)力裝置、供電系統(tǒng)、動(dòng)力傳輸系統(tǒng)等工作正常。刀盾開動(dòng)準(zhǔn)備是施工安全的重要環(huán)節(jié)。啟動(dòng)前必須對(duì)刀盤、推進(jìn)系統(tǒng)、密封系統(tǒng)、導(dǎo)向系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)進(jìn)行全面檢查，確保各系統(tǒng)工作正常。刀盾始發(fā)過程刀盾準(zhǔn)備檢查刀盾機(jī)各個(gè)系統(tǒng)是否處于正常狀態(tài)，確保所有設(shè)備都已準(zhǔn)備好。始發(fā)指令根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工計(jì)劃，下達(dá)刀盾始發(fā)指令，啟動(dòng)刀盾機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)。刀盾推進(jìn)刀盾機(jī)開始緩慢向前推進(jìn)，切削土層并向前開挖隧道。監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)控刀盾機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)，例如刀盤轉(zhuǎn)速、推進(jìn)速度、地面沉降等，確保施工安全。管片安裝隨著刀盾機(jī)推進(jìn)，安裝預(yù)制管片，形成完整的隧道結(jié)構(gòu)，確保隧道施工質(zhì)量。刀盾平衡控制1監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)刀盾姿態(tài)、掘進(jìn)速度和地層壓力。2平衡調(diào)整根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)調(diào)整注漿壓力、刀具姿態(tài)和推進(jìn)速度，保持刀盾平衡。3安全控制確保刀盾掘進(jìn)過程安全穩(wěn)定，防止發(fā)生偏航、失穩(wěn)或坍塌。初期段施工要點(diǎn)精細(xì)控制盾構(gòu)掘進(jìn)的準(zhǔn)確性至關(guān)重要，確保刀盤姿態(tài)和推進(jìn)速度的精準(zhǔn)控制。實(shí)時(shí)監(jiān)控使用傳感器和監(jiān)控系統(tǒng)，密切監(jiān)測(cè)地質(zhì)條件、刀盤狀態(tài)、支護(hù)壓力等關(guān)鍵指標(biāo)。安全保障嚴(yán)格執(zhí)行安全操作規(guī)程，采取必要防護(hù)措施，防止事故發(fā)生。協(xié)同配合建立良好的溝通協(xié)調(diào)機(jī)制，確保各施工環(huán)節(jié)緊密配合。后段注漿及監(jiān)控1注漿參數(shù)控制確保注漿壓力、流量和時(shí)間符合要求。2注漿質(zhì)量檢測(cè)定期進(jìn)行注漿壓力、流量和時(shí)間等指標(biāo)的監(jiān)測(cè)。3注漿效果評(píng)估分析注漿壓力變化曲線，判斷注漿效果，及時(shí)調(diào)整注漿方案。后段注漿主要集中在盾構(gòu)機(jī)開挖后的地層中，目的是進(jìn)一步穩(wěn)定土體，防止坍塌和滲漏。監(jiān)控方面，主要關(guān)注注漿壓力、流量和時(shí)間等參數(shù)，以確保注漿質(zhì)量和效果。穿越障礙物管線避讓盾構(gòu)掘進(jìn)過程中，可能遇到各種管線。應(yīng)制定詳細(xì)的避讓方案，確保安全施工。地質(zhì)變化遇到地質(zhì)條件突變，需及時(shí)調(diào)整施工方案，確保盾構(gòu)安全。特殊地層遇到巖溶、斷層等特殊地層，需要采取相應(yīng)的處理措施，防止坍塌或涌水。施工安全穿越障礙物時(shí)，要嚴(yán)格執(zhí)行安全操作規(guī)程，確保人員安全。管片安裝要點(diǎn)精確對(duì)位管片安裝要求精確對(duì)位，保證管片之間緊密連接，避免出現(xiàn)縫隙或錯(cuò)位。穩(wěn)定支撐安裝過程中需要使用臨時(shí)支撐系統(tǒng)，確保管片穩(wěn)定，防止變形或坍塌。專業(yè)設(shè)備使用專業(yè)設(shè)備進(jìn)行管片安裝，提高效率和精度，保證安裝質(zhì)量。管片密封處理密封材料選擇合適的密封材料，如聚氨酯發(fā)泡劑，確保密封效果。施工工藝采用專業(yè)的灌漿工藝，確保密封材料能夠完全填充滿縫隙，防止?jié)B漏。始發(fā)工藝檢查檢查項(xiàng)目刀盤狀態(tài)平衡系統(tǒng)密封系統(tǒng)推進(jìn)系統(tǒng)測(cè)量數(shù)據(jù)記錄刀盤磨損、推進(jìn)距離、管片安裝精度等參數(shù)?，F(xiàn)場(chǎng)觀察檢查盾構(gòu)掘進(jìn)過程中是否出現(xiàn)異常情況，例如滲漏、沉降、地面變形等。數(shù)據(jù)分析分析檢查結(jié)果，判斷盾構(gòu)始發(fā)工藝是否符合規(guī)范要求?？偨Y(jié)與展望始發(fā)工藝盾構(gòu)始發(fā)工藝復(fù)雜且嚴(yán)謹(jǐn)，需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。安全控制施工過程中要注重安全管理，確保人員安全和設(shè)備安全