盾構(gòu)施工方法.ppt

1、盾構(gòu)法施工技術(shù)-路上,盾 構(gòu) 施 工 技 術(shù),目錄 1.1 關(guān)于地下建筑空間施工的幾個(gè)概念 1.2 TBM和盾構(gòu)機(jī)的具體區(qū)別 2.1 盾構(gòu)法施工技術(shù) 2.2 盾構(gòu)機(jī)械設(shè)備 3 盾構(gòu)法隧道施工工藝,1.1關(guān)于地下建筑空間施工的幾個(gè)概念,明挖法：也稱挖蓋法 暗挖法：也稱礦山法，鉆爆法等 淺埋暗挖法： 盾構(gòu)法： 沉井法： 沉管法： 頂管法： 地下連續(xù)墻法： TBM法：,(1)明挖法地下結(jié)構(gòu)施工示意圖,(2)暗挖法地下結(jié)構(gòu)施工示意圖,一般堅(jiān)硬巖層中的隧道均采用該方法施工。,(3)淺埋暗挖法地下結(jié)構(gòu)施工示意圖,一般用于城市交通繁忙地帶，不允許中斷交通，且地質(zhì)條件又較差的地段，武漢市的地下過(guò)街通道大多采用

2、該法施工。如武漢廣場(chǎng)、武漢會(huì)展中心、洪山廣場(chǎng)過(guò)街通道等,(4)盾構(gòu)法地下結(jié)構(gòu)(隧道)施工示意圖,盾構(gòu)法隧道施工適用于軟土地區(qū)埋深大的隧道工程，可穿越江河、湖泊、海底、地面建筑物和地下管線密集區(qū)的下部。,(5)沉井法地下結(jié)構(gòu)施工示意圖,沉井結(jié)構(gòu)用途十分廣泛，主要用于點(diǎn)式地下建筑工程：如自來(lái)水廠、電廠和化工廠的水泵房、地下沉淀池和水池、地下熱電站、地下油庫(kù)、地下車間和地下倉(cāng)庫(kù)等。此外，也可用作地鐵、水底隧道等各種設(shè)備井、通風(fēng)井、盾構(gòu)拼裝井、車間和區(qū)間段連續(xù)沉井等 。,(6)沉管法地下結(jié)構(gòu)施工示意圖1,(6)沉管法地下結(jié)構(gòu)施工示意圖2,沉管法一般用于水下隧道施工，目前國(guó)內(nèi)已建成的最大的沉管隧道是上海

3、外環(huán)越江隧道，總長(zhǎng)2880m（沉管段長(zhǎng)736m），雙向8車道。,(7)頂管法地下結(jié)構(gòu)施工示意圖,頂管法主要用于建造穿越城市交通繁忙地帶的地下工程，其長(zhǎng)度、斷面尺寸均受到較大限制。國(guó)內(nèi)最長(zhǎng)的頂管隧道是西氣東輸工程穿越黃河的隧道，長(zhǎng)度近3000m，直徑約2m。,(8) 地下連續(xù)墻法施工示意圖,地下連續(xù)墻法可用于點(diǎn)式、條式地下工程的施工，如上海、廣州大部分地鐵車站均采用該法施工。其特點(diǎn)類似于明挖法，但比明挖法占用場(chǎng)地小，對(duì)周圍環(huán)境影響較小，且造價(jià)相對(duì)較低。,(9)TBM法地下結(jié)構(gòu)施工示意圖,目前國(guó)內(nèi),習(xí)慣上將用于巖石地層的隧道掘進(jìn)機(jī)稱為T(mén)BM,將用于軟土地層的隧道掘進(jìn)機(jī)稱為盾構(gòu)機(jī)。歸類還是同在掘進(jìn)機(jī)

4、門(mén)下。,1.2TBM和盾構(gòu)機(jī)的具體區(qū)別？,1.適用的工程不一樣，TBM用于硬巖，盾構(gòu)機(jī)用于土層的挖掘。 2.兩者的掘進(jìn)，平衡，支護(hù)系統(tǒng)都不一樣。 3.TBM比盾構(gòu)技術(shù)更先進(jìn)，更復(fù)雜。 4.工作的環(huán)境也不一樣，TBM是硬巖掘進(jìn)機(jī)，一般用在山嶺隧道或大型引水工程，盾構(gòu)是軟土類掘進(jìn)機(jī)，主要是城市地鐵，及小型管道。 其實(shí) TBM和盾構(gòu)除了這些本質(zhì)的差別外，籠統(tǒng)的來(lái)說(shuō)，都是一樣，都是隧道全斷面掘進(jìn)。只是不同的工作環(huán)境應(yīng)用不同的機(jī)械罷了。,2.1盾構(gòu)法施工技術(shù),盾構(gòu)（shield）是一種鋼制的活動(dòng)防護(hù)裝置或活動(dòng)支撐，是通過(guò)軟弱含水層，特別是河底、海底，以及城市居民區(qū)修建隧道的一種機(jī)械。 頭部可以安全地開(kāi)挖

5、地層 ,尾部可以裝配預(yù)制管片或砌塊，迅速地拼裝成隧道永久襯砌。 盾構(gòu)推進(jìn)主要依靠盾構(gòu)內(nèi)部設(shè)置的千斤頂。,概述,適用條件,在松軟含水地層中修建隧道、水底隧道及地下鐵道時(shí)采用各種不同形式的盾構(gòu)施工最有意義，特別是該施工方法屬地表以下暗挖施工，不受地面交通、河道、航運(yùn)、潮汐、季節(jié)等條件的影響，,優(yōu)點(diǎn)： 安全性、高效率、危害小、經(jīng)濟(jì)性 缺點(diǎn)： 重復(fù)利用率低、施工復(fù)雜、適用性受限、工作條件差、地表變形不易控制,盾構(gòu)優(yōu)缺點(diǎn),盾構(gòu)隧道的歷史,用盾構(gòu)法修建隧道開(kāi)始于1818年 ，法國(guó)工程師布魯諾爾； 1825年在英國(guó)泰晤士河下首次用矩形盾構(gòu)建造隧道 ； 近代，日本盾構(gòu)法得到了迅速發(fā)展，用途越來(lái)越廣，并研制了大

6、量新型盾構(gòu)； 我國(guó)于1957年北京下水道工程中首次出現(xiàn)2.6m小盾構(gòu) ； 上海市延安東路過(guò)江道路隧道使用11.0 m直徑的大盾構(gòu)；,盾構(gòu)按形狀分類,大致有圓形（又稱半盾構(gòu)）、矩形、馬蹄形等幾種。 圓形因其抵抗水土壓力較理想，襯砌拼裝簡(jiǎn)便，構(gòu)件可以互換，較為通用，數(shù)量最多。 圓形盾構(gòu)中，敞胸盾構(gòu)和閉胸盾構(gòu)兩大類。 按開(kāi)挖方式分為：人工挖掘式、半機(jī)械挖掘式、機(jī)械挖掘式。,一、盾構(gòu)機(jī)定義 二、盾構(gòu)機(jī)構(gòu)造 三、盾構(gòu)機(jī)分類及型式 四、盾構(gòu)配套設(shè)施,2.2盾構(gòu)機(jī)械設(shè)備,盾構(gòu)機(jī)是一種隧道掘進(jìn)的專用工程機(jī)械，現(xiàn)代盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)集光、機(jī)、電、液、傳感、信息技術(shù)于一體，具有開(kāi)挖切削土體、輸送土碴、同步襯砌注漿、拼裝隧

7、道襯砌管片、測(cè)量導(dǎo)向糾偏等功能，涉及地質(zhì)、土木、機(jī)械、力學(xué)、液壓、電氣、控制、測(cè)量等多門(mén)學(xué)科技術(shù)，而且要按照不同的地質(zhì)進(jìn)行“定制式”的設(shè)計(jì)制造，可靠性要求極高。盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)已廣泛用于地鐵、鐵路、地下公路、城市市政、水電等隧道工程。,一、盾構(gòu)機(jī)定義,二、盾構(gòu)機(jī)構(gòu)造,盾構(gòu)機(jī)是在鋼殼體的保護(hù)下，進(jìn)行地下隧道工程掌子面開(kāi)挖及襯砌連續(xù)作業(yè)，并依靠鋼殼體內(nèi)千斤頂?shù)耐屏ο蚯巴七M(jìn)。盾構(gòu)機(jī)主要由切削刀盤(pán)、前部盾體、連接橋架、后配套臺(tái)車等部分組成。切削刀盤(pán)根據(jù)工程地質(zhì)情況選擇不同型式、配置相應(yīng)刀具；前部盾體由主驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、推進(jìn)系統(tǒng)、渣土輸送系統(tǒng)、管片拼裝系統(tǒng)、同步注漿等系統(tǒng)組成；后配套臺(tái)車主要為前部盾體內(nèi)各系統(tǒng)配置動(dòng)

8、力源以及水、電、氣、液、測(cè)量與監(jiān)測(cè)等輔助施工系統(tǒng)和人工操作系統(tǒng)；連接橋架是前部盾體和后配套臺(tái)車的連接橋梁，各系統(tǒng)的動(dòng)力通過(guò)橋架上的管線路從后配套臺(tái)車提供給前部盾體內(nèi)的執(zhí)行元件。,切削刀盤(pán),面板式刀盤(pán),輻條式刀盤(pán),前部盾體,主驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、推進(jìn)系統(tǒng)、渣土輸送系統(tǒng)、管片拼裝系統(tǒng)、同步注漿等系統(tǒng),后配套臺(tái)車,主要配置盾構(gòu)機(jī)各系統(tǒng)所需的動(dòng)力源以及水、電、氣、液、測(cè)量與監(jiān)測(cè)等輔助施工系統(tǒng)以及人工操作等系統(tǒng),三、盾構(gòu)機(jī)分類及型式,開(kāi)敞式,土壓平衡式,泥水式,泥土加壓式,復(fù)合式,巖石盾構(gòu),盾構(gòu)機(jī)分類,不同型式的盾構(gòu)機(jī),適應(yīng)不同工程的需要,圓形盾構(gòu),雙圓盾構(gòu),矩形盾構(gòu),橢圓形盾構(gòu),球形盾構(gòu),異型盾構(gòu),多聯(lián)盾構(gòu),子

9、母盾構(gòu),轉(zhuǎn)向盾構(gòu),漿液 攪拌站,盾構(gòu)配套設(shè)施與盾構(gòu)機(jī)組成完備的施工系統(tǒng),水平運(yùn)輸系統(tǒng) 電機(jī)車,垂直運(yùn)輸系統(tǒng) 龍門(mén)吊,地面監(jiān)控室,管片生產(chǎn)廠,盾構(gòu)配套設(shè)施,碴土坑,現(xiàn)場(chǎng)管片 堆放場(chǎng),風(fēng)、水、電、照明,一、盾構(gòu)法的由來(lái) 二、土壓平衡盾構(gòu)法施工工藝,3.1盾構(gòu)法隧道施工工藝,盾構(gòu)法于19世紀(jì)初起源于歐洲，受啟發(fā)于蛀蟲(chóng)挖洞，20世紀(jì)初日本引進(jìn)盾構(gòu)施工技術(shù)，并使其得以較大發(fā)展。上世紀(jì)60年代該技術(shù)引入中國(guó)。目前，日本及歐洲處于盾構(gòu)技術(shù)的領(lǐng)先地位。隨著盾構(gòu)機(jī)制造業(yè)的發(fā)展和施工工藝的不斷改進(jìn)，逐步形成了比較完善的盾構(gòu)系列施工工法。 近年來(lái)隨著城市建設(shè)的發(fā)展，地下空間得到廣泛的開(kāi)發(fā)利用，盾構(gòu)設(shè)備的自動(dòng)化程度越

10、來(lái)越高，其適用性得以拓展，能夠適用于多種地質(zhì)條件和復(fù)雜環(huán)境條件。已在城市地鐵、市政管道、地下公路、越江隧道等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用。,一、盾構(gòu)法的由來(lái),目前在盾構(gòu)工程中普遍采用的多為閉胸式盾構(gòu)機(jī)，其中以泥水平衡式與土壓平衡式盾構(gòu)機(jī)最為普及。而且由于盾構(gòu)工程大部分位于人口密集的城區(qū)，從減少施工污染、降低施工造價(jià)等多方面綜合考慮，又以土壓平衡盾構(gòu)法施工為主。,二、土壓平衡盾構(gòu)法施工工藝,土壓平衡盾構(gòu)法施工工藝流程,盾構(gòu)施工工藝流程圖（一個(gè)循環(huán)）,盾渣 構(gòu)土 掘排 進(jìn)出,壁 后 同 步 注 漿,管 片 拼 裝,始發(fā)臺(tái)架圖片,折葉式密封環(huán),盾構(gòu)機(jī)現(xiàn)場(chǎng)組裝圖片,盾構(gòu)機(jī)主體組裝過(guò)程,操作平臺(tái)組裝,螺旋

11、輸送機(jī)、整圓器組裝,橋架、皮帶輸送機(jī)、單軌梁、反力架的安裝,反力架的結(jié)構(gòu)型式,初始掘進(jìn),（1）洞口土體加固 （2）地面配套設(shè)施安裝施工 （3）洞門(mén)范圍內(nèi)的鉆孔灌注樁鑿除 （4）始法臺(tái)架安裝 （5）盾構(gòu)始發(fā)軌道鋪設(shè) （6）反力架安裝 （7）洞門(mén)橡膠密封圈安裝 （8）盾尾密封刷涂滿密封油脂 （9）盾構(gòu)機(jī)的聯(lián)動(dòng)調(diào)試滿足要求 （10）臨時(shí)管片準(zhǔn)備就緒 （11）碴土運(yùn)輸準(zhǔn)備工作就緒 （12）盾構(gòu)機(jī)已準(zhǔn)確定位 （13）自動(dòng)導(dǎo)向系統(tǒng)安裝、測(cè)試完畢 （14）初始掘進(jìn)范圍內(nèi)的地面監(jiān)測(cè)點(diǎn)已布設(shè)完畢并獲得初始的數(shù)據(jù) （15）供電系統(tǒng)（含備用電源）、給排水系統(tǒng)、通信系統(tǒng)等正常 （16）始發(fā)反力架和基準(zhǔn)環(huán)已在始發(fā)井地面

12、試拼裝，在井下安裝時(shí)要經(jīng)過(guò)精確定位測(cè)量，確保第一環(huán)臨時(shí)管片的準(zhǔn)確位置,-掘進(jìn)前的準(zhǔn)備工作,1、土壓力的平衡（開(kāi)挖過(guò)程控制） 2、進(jìn)尺與出土量的平衡（即時(shí)控制） 3、注漿量與建筑孔隙量的平衡（填充控制） 4、盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)變化量的平衡（掘進(jìn)參數(shù)控制） 5、盾構(gòu)與管片兩者各項(xiàng)姿態(tài)間的平衡（軸線控制）,通過(guò)盾構(gòu)施工控制達(dá)到五種平衡狀態(tài),施工參數(shù)和開(kāi)挖面穩(wěn)定控制的好壞直接影響地表沉降大小、地下管線和地表建筑物的安全。因此施工中應(yīng)對(duì)開(kāi)挖面的穩(wěn)定進(jìn)行嚴(yán)格控制。 為了保證盾構(gòu)機(jī)順暢排土，需對(duì)掘削下來(lái)的土砂加泥或加化學(xué)泡沫等添加劑以控制土倉(cāng)內(nèi)土砂的塑性、流動(dòng)性處于適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，以保證盾構(gòu)機(jī)能夠順暢排土。,開(kāi)挖面

13、穩(wěn)定控制,管理重點(diǎn)： 不同地層條件下進(jìn)尺與出土量的平衡（即時(shí)控制），及時(shí)進(jìn)行土質(zhì)狀態(tài)記錄與分析，并及時(shí)調(diào)整每環(huán)總出土量，保證掘進(jìn)過(guò)程中進(jìn)尺與出土量的對(duì)應(yīng)統(tǒng)一。,出碴控制,在施工中實(shí)時(shí)進(jìn)行施工數(shù)據(jù)采集，建立完善的信息化施工模式： 1、盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)參數(shù)的采集 2、盾構(gòu)機(jī)導(dǎo)向數(shù)據(jù)的采集 3、施工監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 4、人工控制測(cè)量數(shù)據(jù),盾構(gòu)施工類似工廠流水線作業(yè)，因此施工中要求各環(huán)節(jié)緊密銜接，任何一道工序發(fā)生滯后，都將直接影響施工工效，或?qū)е率┕ねＶ?。因此?yīng)進(jìn)行信息化施工管理，收集各階段的施工參數(shù)，通過(guò)分析、歸納，在施工中不斷對(duì)各種參數(shù)的設(shè)定進(jìn)行優(yōu)化，將會(huì)提高施工的質(zhì)量、效率。,盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)控制-即信息化施工,

14、地表沉降控制是盾構(gòu)施工的重點(diǎn)，及時(shí)的進(jìn)行壁后注漿是有效控制地表沉降的措施之一。在壁后注漿施工中，由于盾構(gòu)隧道穿越地層的多樣性，注漿量變化幅度較大，因此采取以注入壓力控制為主，兼顧注入量的方法進(jìn)行注漿管理。,注漿參數(shù)控制-注漿壓力及注漿量平衡,注漿材料選用,壁后注漿漿液分為單液砂漿和雙液化學(xué)漿液，單液砂漿漿液應(yīng)具備以下性能： 1.具有良好的長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定性及流動(dòng)性，并能保證適當(dāng)?shù)某跄龝r(shí)間，以適應(yīng)盾構(gòu)施工以及遠(yuǎn)距離輸送的要求。 2.具有良好的充填性能。 3.在滿足注漿施工的前提下，盡可能早地獲得高于地層的早期強(qiáng)度。 4.漿液在地下水環(huán)境中，不易產(chǎn)生稀釋現(xiàn)象。 5.漿液固結(jié)后收縮率小，泌水率低。 6.原

15、料來(lái)源豐富、經(jīng)濟(jì)，施工管理方便，并能滿足施工自動(dòng)化技術(shù)要求。 7.漿液無(wú)公害，價(jià)格合理。,通過(guò)施工測(cè)量以及盾構(gòu)設(shè)備的自動(dòng)導(dǎo)向系統(tǒng)，實(shí)時(shí)取得盾構(gòu)的當(dāng)前姿態(tài)，再通過(guò)盾構(gòu)操作系統(tǒng)調(diào)整掘進(jìn)控制，使盾構(gòu)姿態(tài)保持在要求的偏差范圍內(nèi)；管片拼裝前認(rèn)真測(cè)量已經(jīng)成環(huán)的管片姿態(tài)，根據(jù)盾構(gòu)隧道曲線方向、推進(jìn)千斤頂?shù)男谐滩?、盾尾間隙等條件合理選擇管片類型，拼裝過(guò)程中要注意保證管片的拼裝質(zhì)量滿足要求。,管理重點(diǎn)：盾構(gòu)姿態(tài)；成環(huán)管片姿態(tài)；管片選型。,隧道軸線控制,盾構(gòu)掘進(jìn)糾偏施工過(guò)程,已建隧道,設(shè)計(jì)軸線,盾構(gòu)機(jī),糾偏曲線,盾構(gòu)方位,糾偏曲線隧道,六、盾構(gòu)機(jī)接收及解體,盾構(gòu)接收施工流程圖,1、根據(jù)盾構(gòu)機(jī)的貫通姿態(tài)及掘進(jìn)糾偏計(jì)

16、劃進(jìn)行推進(jìn)，糾偏要逐步完成，每一環(huán)糾偏量不能過(guò)大。 2、在盾構(gòu)機(jī)距離端頭墻50米時(shí), 選擇合理的掘進(jìn)參數(shù)，逐漸放慢掘進(jìn)速度，逐漸降低推力，緩慢均勻地切削洞口土體，以確保到達(dá)圍護(hù)樁和墻體的穩(wěn)定和防止地層坍塌。 3、加強(qiáng)地表沉降監(jiān)測(cè)，及時(shí)反饋信息以指導(dǎo)盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)。 4、在拼裝的管片進(jìn)入加固范圍后，漿液改為快硬性漿液，提前在加固范圍內(nèi)將泥水堵在加固區(qū)外。當(dāng)最后一環(huán)管片拼裝完成后，通過(guò)管片的二次注漿孔，注入雙液漿進(jìn)行封堵。 5、由于盾構(gòu)到站時(shí)推力較小，致洞門(mén)附近的管片環(huán)與環(huán)之間連接不夠緊密，因此作好后20環(huán)管片的螺栓緊固和復(fù)緊工作。防止管片松弛而影響密封防水效果。,盾構(gòu)到達(dá)施工技術(shù)措施,隧道剖面圖,1

17、-進(jìn)風(fēng)道；2-進(jìn)風(fēng)口；3-排風(fēng)口；4-排風(fēng)道；5-路面（下拉桿） 6-天棚（上拉桿）；7-吊桿；8-照明燈；9-滅火器；10-消防栓； 11-電纜；12-排水管；13-給水管；14-縱向螺栓；15-環(huán)向螺栓,盾構(gòu)的基本構(gòu)造,1-1 (切口環(huán))；2-2 (支承環(huán))；3-3 (縱剖面),通常由盾構(gòu)殼體、推進(jìn)系統(tǒng)、拼裝系統(tǒng)、出土系統(tǒng)等 四大部分組成。,1）盾構(gòu)殼體,盾構(gòu)殼體由切口環(huán)、支承環(huán)、盾尾與豎直隔板、水平隔板組成，并由外殼鋼板連成整體。 切口環(huán) ：開(kāi)挖 ；上下寬度可以等值、也可以不等值，甚至是活動(dòng)的。 容納各種專門(mén)的挖土設(shè)備。 支承環(huán)：承受荷重的核心部分，剛性較好的圓環(huán)結(jié)構(gòu)。 水平隔板和豎直隔

18、板：增加盾構(gòu)剛度 ，水平承受拉力，豎直承受壓力。 盾尾：掩護(hù)工人在其內(nèi)部安裝襯砌。,2）推進(jìn)系統(tǒng),由盾構(gòu)千斤頂和液壓設(shè)備組成 ，上下左右活塞桿伸出長(zhǎng)度不同達(dá)到糾偏目的。 盾構(gòu)千斤頂一般是沿支承環(huán)圓周均勻分布的 ；,3）拼裝系統(tǒng),襯砌拼裝器又稱舉重臂，是拼裝系統(tǒng)的主要設(shè)備，以油壓系統(tǒng)為動(dòng)力，一般舉重臂均安裝在支承環(huán)上。 舉重臂能作旋轉(zhuǎn)、徑向運(yùn)動(dòng)，還能沿隧道中軸線作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。 完成這些運(yùn)動(dòng)的精度應(yīng)該保證待裝配的管片上的螺栓孔能和已裝配好的螺栓孔對(duì)齊，以便螺栓固定。,4）出土系統(tǒng),出土方式一般有三種 ： （1）有軌運(yùn)輸：皮帶運(yùn)輸機(jī)礦車洞口垂直起吊至地面。 （2）無(wú)軌運(yùn)輸：自卸卡車 （3）管道運(yùn)輸：混

19、合泥漿，壓力輸出， 出土連續(xù)化,盾構(gòu)分類及其適用范圍,1）人工開(kāi)掘式、半機(jī)械式敞胸盾構(gòu) 全部敞開(kāi)，隨時(shí)觀察地層變化情況，并配備簡(jiǎn)便的液壓、風(fēng)動(dòng)挖掘，機(jī)具、人工挖掘，當(dāng)開(kāi)挖面難以保持穩(wěn)定時(shí)可以采用氣壓等人工措施及正面支撐、支撐千斤頂?shù)入S挖隨撐 。,1）擠壓式閉胸盾構(gòu),在塑性粘土及淤泥中采用,盾構(gòu)正面用胸板密閉起來(lái) 。 厚蘭隧道、林肯隧道和打浦路隧道都采用過(guò)半擠壓及全擠壓推進(jìn)的閉胸盾構(gòu)施工. 襯砌結(jié)構(gòu)常發(fā)生橢圓率的現(xiàn)象，先襯砌水平直徑縮小，豎向直徑增大，繼之，盾構(gòu)離遠(yuǎn)時(shí)，豎向直徑減小，水平直徑增大。 主要是隧道上方土壤結(jié)構(gòu)破壞、隆起，形成一個(gè)卸載拱，而水平壓力仍然保持著初始數(shù)值之故。,3）機(jī)械式閉

20、胸盾構(gòu),（1）局部氣壓盾構(gòu) （2）泥水加壓式盾構(gòu) （3）土壓平衡式盾構(gòu),盾構(gòu)幾何尺寸的選定及盾構(gòu)千斤頂推力計(jì)算,主要指盾構(gòu)外徑D和盾構(gòu)長(zhǎng)度L、盾構(gòu)靈敏度L/D。 最小建筑空隙值x x=m=m D=d+2(x+) =0.02+0.01（D-4）,1）盾構(gòu)長(zhǎng)度L,L=L0+L1+L2+L3 L0盾尾長(zhǎng)度； L1支承環(huán)長(zhǎng)度； L2切口環(huán)長(zhǎng)度； L3前檐長(zhǎng)度。,2）盾構(gòu)靈敏度L/D,經(jīng)驗(yàn)數(shù)值 : 小型盾構(gòu)D=23m，L/D=1.5 中型盾構(gòu)D=36m, L/D=1.00 大型盾構(gòu)D=69m, L/D=0.75 特大型盾構(gòu)D12m, L/D=0.450.75,4）盾構(gòu)千斤頂推力計(jì)算,阻力包括： 盾構(gòu)外表

21、面與四周地層的摩阻力； 盾尾內(nèi)殼與襯砌結(jié)構(gòu)之間的摩阻力； 盾構(gòu)切口部分刃口切入土層的阻力； 盾構(gòu)切口環(huán)切入土層時(shí)的正面阻力； 開(kāi)挖面正面支撐阻力； 以及盾構(gòu)自重引起的阻力，糾偏時(shí)的阻力，局部氣壓或泥水壓力，阻力板阻力等。,盾構(gòu)推進(jìn)及襯砌拼裝,3.1 盾構(gòu)推進(jìn) 已建隧道所采用過(guò)的大直徑盾構(gòu)，大部分都屬于手掘式敞胸盾構(gòu)或閉胸?cái)D壓盾構(gòu)，或者是兩者兼有的盾構(gòu)。 技術(shù)先進(jìn)的泥水盾構(gòu)或土壓平衡盾構(gòu)很少采用 。 本節(jié)將主要介紹在松軟含水地層中采用手掘式敞胸盾構(gòu)施工，輔以氣壓，人工井點(diǎn)降水及其它地層加固措施，盾構(gòu)開(kāi)挖掘進(jìn)時(shí)的幾種施工方法。,1）人工井點(diǎn)降水加手工掘式敞胸盾構(gòu)施工,人工井點(diǎn)降水 ，經(jīng)濟(jì)，適用于漏

22、氣量大的砂性土。 地下水位降低、疏干地層，增加土體強(qiáng)度，以保證開(kāi)挖面穩(wěn)定，盾構(gòu)在地下水位以上通過(guò)，施工場(chǎng)地較干燥。 一般都采用噴射井點(diǎn)，深度曾用到27 m，使埋深為25 m的隧道能順利開(kāi)挖。,具體過(guò)程 ：,（1）先借助盾構(gòu)千斤頂使盾構(gòu)推進(jìn)，將切口環(huán)部分切入地層，然后在切口環(huán)保護(hù)下進(jìn)行土體開(kāi)挖與運(yùn)輸，這樣對(duì)周圍地層擾動(dòng)較小。 （2）分層開(kāi)挖，施工工具為普通手工工具或手持式風(fēng)動(dòng)工具。 （3）每環(huán)管片可分?jǐn)?shù)次開(kāi)挖和推進(jìn)，盾構(gòu)糾偏時(shí)可以利用超挖解決。 （4）可借助支撐千斤頂加撐板對(duì)開(kāi)挖面進(jìn)行臨時(shí)支撐 ； （5）當(dāng)用網(wǎng)格式盾構(gòu)時(shí) ，防止盾構(gòu)后退。,2）氣壓加手掘式敞胸盾構(gòu)施工,盾構(gòu)施工在含水松軟不穩(wěn)定地

23、層中采用氣壓來(lái)疏干和支護(hù)開(kāi)挖面，以防止涌水、開(kāi)挖面崩坍，增強(qiáng)地層強(qiáng)度，是一種極古老，且行之有效的施工方法。 （1）氣壓大小及耗氣量的確定 理論上，每10m水頭必須用0.1Mpa的氣壓力來(lái)平衡。 實(shí)際上 ，僅為理論壓力的50%60%，空氣量?jī)H為理論空氣量的10%50%。,中小型盾構(gòu)，壓力等于離盾構(gòu)上端約D/2處的地下水壓力; 大直徑盾為2/3 D處的地下水壓力 ; 頂部均超壓，需有足夠的覆蓋層,施工時(shí)為了防止空氣泄出，盾構(gòu)頂部必須有足夠厚的覆蓋層t即 t值過(guò)大則直接影響到隧道埋置深度 ，過(guò)小則覆蓋不足，往往容易發(fā)生噴發(fā)事故。 國(guó)外隧道規(guī)范規(guī)定；水底隧道的最小覆蓋層必須大于盾構(gòu)直徑（日本）或等于盾構(gòu)直徑，覆蓋層寬度應(yīng)大于或等于盾構(gòu)直徑的6倍。,采用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算耗氣量： 土質(zhì)系數(shù)，當(dāng)壓力大于0.1MPa時(shí)，粘性土=3.65；砂性土=7.30。,（2）氣壓盾構(gòu)施工,氣壓盾構(gòu)施工中閘墻和氣閘作用是將作業(yè)區(qū)與常壓作業(yè)區(qū)隔開(kāi) 。 閘墻必須有足夠的強(qiáng)度與氣密性. 氣閘是鋼板鉚接或焊接而成的圓筒形結(jié)構(gòu)，分人行閘和外閘兩部分。 人行閘的管理是氣壓施工的重要環(huán)節(jié)，要嚴(yán)格遵守氣壓作業(yè)的工作時(shí)間及進(jìn)出氣閘的變壓時(shí)間，以防減壓病。,3）泥水加壓盾構(gòu)施工,用泥水加壓盾構(gòu)代替上述氣壓盾構(gòu)施工，克服了氣壓施工的弊病 。 地面沉