盾构复习资料

盾构复习资料
盾是指保持开挖面稳定性的刀盘和压力舱并支护围岩的盾构钢壳
构是指构成隧道衬砌的管片和壁后注浆体
盾构法施工的原理是指外形与隧道横截面相同，但尺寸比隧道外形稍大的钢筒或钢架压入地中，构成保护掘进机的外壳，在外壳的保护下，掘削机沿隧道轴线向前推进的同时开挖土层
盾构法的优点：
1.对环境影响小
2.施工不受地形地貌，江河水域等地表环境条件限制
3.地表占地面积小，征地费用少
4.施工不受天气条件限制
5.在用于大深度大地下水压施工时，成本相对较低
6.适用的地层范围广
盾构法的缺点：
1.盾构的设计，制造和准备时间长
2.当地层发生变化时，盾构施工有风险
3.需要施工现场和分离工厂，困难且费用高
4.在松软地层易发生沉降
盾构机的三种开挖方法分别是人工开挖、半机械开挖、机械开挖
人工挖掘盾构机：掘削面、出土作业均由人工完成
半机械掘削式盾构机：大部分掘削、出土作业由机械完成
机械掘削式盾构机：从掘削到出土作业均由机械完成
盾构施工的支撑方法有：自然工作面支撑、机械工作面支撑、压缩空气支撑、泥浆工作面支撑、土压平衡支撑
刀盘的作用是：掘削地层中的土体；对掘削面起一定的支撑作用，保证掘削面稳定，同时对掘削土体进行搅拌！刀盘主体结构由辐条，面板，侧板，筋板，外缘板，后盖板，耐磨合金条和支撑梁焊接而成！刀盘开口率是指刀盘面板开口部分的面积和刀盘面积的比值！刀盘纵断面形状：垂直平面形，凸芯形，穹顶形，倾斜形，收缩形！掘削刀盘的正面形状有轮幅型和面板型
两种刀盘的适用情况
盾构掘进机刀具主要分为刮削类和滚切类
刮削类刀具一般是通过相对滑动来切割软岩和土层，一般用于软土层和软岩地层的开挖
滚切类刀具通过刀具的滚动来切割岩层
刀具的选用：软弱土地层选择切刀，周边刮刀，中心刀，
砂层砂卵石地层选择切刀，周边刮刀，先行刀，鱼尾刀，仿形刀
风化岩石及软硬不均地层需配置切削型刀具外，还需要配置滚刀，刀盘结构复杂
盾壳的作用是承受地层压力，起临时支护作用，保护设备及操作人员的安全，承受千斤顶水平，推力使盾构机在地层中顶进
外壳可以分为前盾，中盾，后盾三部分，也可称为切口环、支撑环、盾尾
切口环的作用是开挖和挡土
支承环的作用是承受盾构机所受的全部荷载
全部荷载包括地层水土力及地表上的人、物及其活动的荷载，油缸的反作用力，刀盘正面阻力，盾尾铰接拉力和管片拼装时的施工荷载
盾尾的作用是支撑坑道周边，防止地下水和注浆材料被挤入盾构隧道内
盾尾密封式盾构机用于防止周围地层的土沙地下水及背后的填充浆液、掘削面上的泥水、泥土从盾尾间隙流向盾构掘削舱而设置的密封措施
方法有油脂和钢丝刷
油脂加注有手动和自动
盾构机中间铰接装置的作用是：
1.有利于盾构机转弯或修正蛇形!使盾体易于保证与管片环的同轴度，保护盾尾钢丝密封
刷免受偏心荷载破坏!防止盾构机主体挤压管片至管片破裂损坏!当盾构机盾体被注浆液凝固困死时，帮助推进千斤顶松动盾构机，以脱困
盾尾厚度为啥要薄？
刀盘驱动系统的作用是向刀盘提供必要的旋转扭矩，驱使掘进刀盘旋转
驱动系统主要由带减速机的液压马达或者电动机经过齿轮副传动，驱动安装掘削刀盘的主轴承齿圈来实现刀盘转动
常用的切削轮支承方式有中心支承式、中间支承式、周边支承式
盾构机的推进系统由推进千斤顶、液压泵、控制阀件和液压管路组成
激光导向系统的作用是随时指出盾构机的顶进方向，使驾驶员能控制机器按预定的设计线路顶进
土压平衡盾构机的出渣系统包括螺旋输送机和皮带输送机
隧道衬砌的要求：1能够抵抗周围地层，证隧道内的安全及任意方向的水密性
2.能承受因设备及交通产生的永久及动态荷载
衬砌的形式有三种：管道衬砌、管片衬砌、现浇衬砌
装配式管片的类型及特点：
类型有钢筋混凝土管片，铸铁管片，钢管片，复合管片
钢筋混凝土管片加工简单，耐腐蚀，造价低但是易在运输安装过程中损坏，制作精度不高铸铁管片耐腐蚀性炎性和防水性好，质量轻，强度高，搬运方便，尺寸精度高，安装速度快，但是耗费金属，机械加工量大，造价高，脆性易破坏
钢管片强度高延性好，运输安装方便，但刚度小易变形，耐腐蚀性差，造价高
复合管片各项属性居中，但耐腐蚀性差，加工复杂
用盾构法施工时，隧道的永久支护通常是将地面上预制好的钢筋混凝土管片运输到盾构尾部，然后用盾构拼装机逐片间隙拼装
管片拼装机构就是将管片按照隧道施工要求安装成环，结构包括搬运管片的钳夹系统和上举、旋转、拼装系统
管片拼装机构设置在盾构尾部，由真圆保持器和举重臂两部分组成
管片有六个自由度
衬砌背后注浆的目的：控制地表沉降！减少隧道的沉降量！增加衬砌接缝的防水性能，既提高隧道的抗渗性！改善衬砌的受力状况！有利于盾构推进纠偏！预防盾尾水源流入密封土仓而造成喷涌！衬砌背后注浆浆液一般分为单液浆和双液浆两类！土压平衡施工过程中遇到的问题及解决方法至少三个！沉降和地表隆起的原因.。