土压盾构工法

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土压平衡盾构施工简介

土压平衡盾构施工简介
(1)盾构区间施工组织设计、风险源评估报告(风险分析及预案)、周边环境调查报 告 (2)盾构吊装、组装方案 (3)龙门吊吊装、安装方案 (4)盾构始发接收试掘进方案 (5)监测方案 (6)临时用电施工组织设计 (7) 洞门凿除方案 (8) 二次注浆方案,运输方案(水平、垂直) (9) 端头加固方案 (10)负环拆除方案 (11) 龙门吊基础方案、搅拌站基础方案 (12) 管片生产施工组织设计 (13)联络通道施工方案 (14)洞门施工方案
(5)龙门吊
区间配置16T龙门吊一台,45T龙门吊两台,沿管片堆放场、盾构材料堆放场、渣土池及工 作井、出土口之间设置龙门吊轨道梁,用于调运渣土、调运材料分别安装龙门吊供专门使
用,龙门吊轨道基础尽量与车站施工合建,注意与监理沟通龙门吊轨道基础方案报批。
(6)砂浆站
临近始发井口或者出土口设置砂浆站,并配置80T以上水泥罐、砂池、膨润土及水泥堆放场,
4、 盾构机组装应注意的问题 5、 盾构机调试应注意的问题
(三)盾构始发及试掘进
1、负环管片安装 2、洞门密封与洞门破除
3、盾构始发
(四)盾构正常掘进
1、 掘进模式与主要参数控制 2 、掘进方向控制
(五)盾构到达及盾构解体吊出等过程
(六)联络通道施工 (七)洞门施工
(八)盾构施工测量与监测
(一)盾构施工整体筹划(人、机、料、法、环)
构始发定位是否准确关系到盾构机开始掘进时,盾构机的实际中线和设计中线的偏差大小
以及盾构机的掘进姿态是否理想等问题,所以应该给予足够的重视,在整个托架定位放样 过程,包括内业资料计算,都必须有相应的检查和复核,确保定位准确,符合策划要求。
(3)托架的重要作用是:支撑300吨重的盾体,使之保持稳定;为盾构机的井下安装提供平台;

土压盾构在粘土层中的渣土改良施工工法

土压盾构在粘土层中的渣土改良施工工法

土压盾构在粘土层中的渣土改良施工工法土压盾构是一种应用广泛的隧道施工工法,可以有效地克服地层不稳定、水压较高等问题。

在特定的施工环境下,土压盾构也可以用于在粘土层中进行渣土改良施工工法。

本文将从前言、工法特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析和工程实例等方面全面介绍土压盾构在粘土层中的渣土改良施工工法。

一、前言引入土压盾构在粘土层中的渣土改良施工工法的背景和意义。

二、工法特点介绍土压盾构在粘土层中渣土改良的特点,包括渣土改良的效果、施工速度快、施工安全性高等。

三、适应范围详细阐述土压盾构渣土改良施工工法适用的地质条件和范围,如粘土层的稳定性要求、水压情况等。

四、工艺原理通过对施工工法与实际工程之间的联系、采取的技术措施进行具体的分析和解释,让读者了解该工法的理论依据和实际应用。

包括土压盾构的结构和工作原理,以及渣土改良的基本原理和方法。

五、施工工艺对土压盾构在粘土层中渣土改良施工工法的各个施工阶段进行详细的描述,包括前期准备工作、渣土挖掘与处理、渣土改良、土压盾构推进等。

六、劳动组织介绍土压盾构渣土改良施工工法的劳动组织方式,包括施工人员的分工与配备、施工流程的安排等。

七、机具设备详细介绍土压盾构渣土改良施工工法所需的机具设备,包括土压盾构机、渣土处理设备等,介绍其特点、性能和使用方法。

八、质量控制对土压盾构渣土改良施工工法的质量控制方法和措施进行详细介绍,包括材料的选择与监控、施工质量的检验等,以确保施工过程中的质量达到设计要求。

九、安全措施介绍施工中需要注意的安全事项,特别是对施工工法的安全要求,包括人员安全、设备运行安全等,让读者清楚地了解施工中的危险因素和安全措施。

十、经济技术分析对土压盾构渣土改良施工工法的施工周期、施工成本和使用寿命进行分析,以便读者进行评估和比较。

十一、工程实例列举具体的工程实例,介绍该工法在实际工程中的应用和效果。

土压平衡盾构机工作原理

土压平衡盾构机工作原理

土压平衡盾构机工作原理土压平衡盾构机是一种用于地下隧道施工的机械设备,它能够在不破坏地表的情况下进行隧道的开挖和支护。

相比传统的开挖方法,土压平衡盾构机具有施工安全、施工速度快、对周围环境的影响小等优点。

它的工作原理是利用盾构机的推进装置和掘进装置相互配合,通过对土壤的剥离和推进来实现隧道的开挖。

土压平衡盾构机主要由盾构体、推进装置、掘进装置和支护装置等部分组成。

工作时,盾构机首先进入工作区域,并进行钻孔和张拉导管的工作。

然后,开始进行掘进作业。

掘进装置首先钻入土壤中,然后通过旋转刀盘对土壤进行切削。

切削后的土层由盾构体上的切削腔集中导入盾构机内部。

此时,通过压泥管将过高的压力排出。

在土压平衡盾构机的施工过程中,土壤中压力是非常重要的,它能够确保隧道工作面保持稳定,并防止隧道塌陷。

土壤压力的平衡是软弱地层盾构施工中的关键,其中包括孔前土压力平衡、孔内土压力平衡和孔后土压力平衡。

在孔前土压力平衡过程中,当推进装置推进一定距离后,需要通过注浆或人工通过导管来向掘进面施加压力,使前方土层形成一定的土壤压力,以防止隧道的塌陷。

而在孔内土压力平衡过程中,盾构机夹持住已经掘进的管片,并通过向管片内注浆来施加一定的内部土压力,以抵抗外部土壤的压力,确保隧道工作面的稳定。

最后,在孔后土压力平衡过程中,盾构机通过推进土层,并及时排除剥离的土壤,使工作面后面的土层得到有效支撑,以防止隧道工作面后退。

土压平衡盾构机还包括封闭空腔和气压平衡系统。

封闭空腔是指隧道后方的可供施工人员和设备出入的空间。

通过保持封闭空腔内的空气压力略高于周围大气压力,可以防止地下水渗入和土壤坍塌。

气压平衡系统则是通过控制封闭空腔内空气的压力和流动方向,来保持稳定的工作环境,并降低地下水渗入的风险。

综上所述,土压平衡盾构机通过盾构体、推进装置、掘进装置和支护装置等部分的相互配合,以及土壤压力的平衡控制,实现了地下隧道的安全快速施工。

它的工作原理在于控制土壤压力,保持工作面的稳定,同时通过封闭空腔和气压平衡系统,确保施工环境的安全和可控。

土压平衡盾构施工工艺

土压平衡盾构施工工艺

土压平衡盾构施工工艺1. 概述土压平衡盾构(TBM)是一种先进的隧道掘进技术,是目前全球范围内最常用的隧道掘进方法之一。

TBM 的掘进过程是由一个大型的盾构机来实现的,该机器能够将同时围绕着盾构机的土层进行压缩和保证平衡,以确保掘进过程持续稳定进行。

2. 工程准备在进行TBM 施工之前,需要进行一系列的工程准备。

首先需要进行勘探设计,以确定施工的具体方案。

其次,需要选择合适的 TBM 设备,并进行必要的试验和检验。

然后,施工方还需要对隧道工地进行清理和准备工作,将隧道工地的杂物和垃圾清理干净,确保施工现场整洁。

3. 施工方案TBM 施工的主要流程包括:钻进、开挖、支护和撤机。

在进入TBM 施工时,需要进行以下步骤:3.1 钻进TBM 施工的第一步是进行钻进作业。

钻进需要先打井,将 TBM 设备安装在井口处。

待 TBM 设备安装完成后,需要进行贯入试验,验证 TBM 设备的稳定性和准确性。

3.2 开挖在钻进作业完成后,将开始进行开挖作业。

TBM 设备通过旋转推进头,驱动盾构机前进。

同时,通过同步设置的顶板千斤顶或切削力补偿器来控制施工现场的土压平衡,以保持盾构机的稳定运行。

3.3 支护开挖完成后,需要进行支护。

支护是为了防止掘进后的隧道局部塌陷或整个管道系统的坍塌,以保证工地安全和施工质量。

支护直接影响着整个施工的安全和稳定性,因此支护的工作必须得到重视。

3.4 撤机当隧道开挖完成后,需要进行撤机作业。

撤机始于盾构机的后方,将主体部分拆卸下来,然后在逆向方向进行回撤,黏着部位的地基要另行考虑方案并安排实施,最后进行设备拆除和工地清理。

4. 施工优势TBM 施工具有许多优势。

首先,可保持隧道开挖的高度和宽度的一致性,大大提高了施工效率。

其次,TBM 施工的噪音和灰尘要比传统的开挖方法低得多。

此外,TBM 施工能够同时进行多个施工步骤,相对传统施工方式更加快速高效。

5. 施工安全TBM 施工需要进行严格的安全控制。

土压平衡盾构机工作原理

土压平衡盾构机工作原理

土压平衡盾构机工作原理
土压平衡盾构机是一种用于地下隧道施工的机械设备,主要通过施加土压力来平衡施工工作面前方的土压力,保持工作面的稳定。

具体的工作原理如下:
1. 盾构机由盾构壳体、刀盘、密封门、推进系统、护盾螺旋输送机等组成。

2. 盾构机首先将自身移到施工段的尾端,并固定在隧道壁上。

3. 利用螺旋输送机将前方挖掘的土层推送到密封门后方,并将土层通过施工段的输送管道运出。

4. 盾构机通过液压缸向前推进一定距离,使刀盘在前方继续挖掘土层。

同时,通过调节液压缸的伸缩长度,控制挖掘过程中的土压力。

土壤的土压力抵消了盾构机的推进力,实现土压平衡。

5. 在盾构机推进的同时,隧道壁采取防护措施,如设置衬砌或喷射混凝土,以保持施工现场的稳定。

6. 通过不断向前推进和挖掘土层,盾构机逐渐完成了整个隧道的挖掘和推进作业。

这种工作原理可以保证隧道工作面的稳定,并避免地面塌陷等安全问题的发生。

同时,土压平衡盾构机还可以充分利用挖掘的土层作为支撑,减少了对其他支撑结构的依赖,提高了施工效率。

(建筑施工工艺标准)盾构施工工艺工法(土压泥水)

(建筑施工工艺标准)盾构施工工艺工法(土压泥水)

(建筑施工工艺标准)盾构施工工艺工法(土压泥水)盾构施工工艺工法0前言盾构法(Shield Method)是暗挖法施工中的一种全机械化施工方法,它是将盾构在地中推进,通过盾构外壳和管片支承四周围岩防止发生往隧道内的坍塌,同时在开挖面前方用切削装置进行土体开挖,通过出土机械运出洞外,靠千斤顶在后部加压顶进,并拼装预制混凝土管片,形成隧道结构的一种机械化施工方法。

本施工工法中所描述的盾构分为两类:土压平衡盾构和泥水平衡盾构。

土压平衡式盾构是把土料(必要时添加泡沫、膨润土等对土壤进行改良)作为稳定开挖面的介质,刀盘后隔板与开挖面之间形成泥土室,刀盘旋转开挖使泥土料增加,再由螺旋输料器旋转将土料运出,泥土室内土压可由刀盘旋转开挖速度和螺旋输出料器出土量(旋转速度)进行调节。

泥水式盾构是通过加压泥水或泥浆(通常为膨润土悬浮液)来稳定开挖面,其刀盘后面有一个密封隔板,与开挖面之间形成泥水室,里面充满了泥浆,开挖土料与泥浆混合由泥浆泵输送到洞外分离厂,经分离后泥浆重复使用。

(2)本工法内容包括①主要内容本工法的主要内容包括:盾构组装、调试作业,盾构始发作业,盾构正常掘进作业,盾构到达作业,盾构过站、调头作业,盾构拆卸、吊装、存放作业,刀盘刀具的检查与更换作业,施工运输作业,施工通风及洞内轨道、管线布置作业,盾构施工测量作业10部分。

每部分按工序细分,各项作业按照紧前工序达到标准、适用条件、作业内容、作业流程及控制要点、作业组织、紧后工序- 2 -等内容进行编制。

② 总体施工流程图盾构法隧道总体施工流程图见图1③ 盾构法隧道施工阶段划分及工作要点图Ⅲ.1盾构法隧道总体施工流程图施工准备阶段正常施工阶段收尾阶段盾构法施工可分为:施工准备阶段、正常施工阶段和收尾阶段。

各阶段工作主要工作要点见表1。

1 盾构组装、调试作业(1)紧前工序达到标准施工准备阶段完成,盾构施工临时设施建设完成,配套附属工程施工完成。

(2)作业内容盾构组装、调试作业内容包括:施工准备、后配套组装作业、主机组装作业、空载调试及验收作业。

土压平衡盾构

土压平衡盾构

土压平衡盾构在现代城市建设中,隧道施工技术一直是一个备受关注的话题。

土压平衡盾构作为隧道施工中的重要技术手段,被广泛运用于地铁、隧道、水利工程等领域。

本文将介绍土压平衡盾构的工作原理、施工流程、应用领域以及发展趋势。

工作原理土压平衡盾构是一种通过对盾构机内部进行适当压力控制,使土体在掌握平衡条件下对盾构机的推进方向施加支护压力的施工方法。

其主要工作原理如下:1.土压平衡控制:通过盾构机内设的控制系统,对注入的压浆进行控制,使得盾构机内外的土压力保持平衡,避免挤压或塌陷的发生。

2.推力控制:由盾构机的主推进液压缸提供推力,推动盾构机朝着设计方向推进,同时根据隧道的地质条件,调整推进速度和力度,保证施工安全。

3.土体支护:在盾构机推进的同时,通过盾构机后部的支护系统提供对土体的支撑和加固,防止隧道倒塌。

施工流程土压平衡盾构施工流程一般包括以下几个步骤:1.现场勘察:对隧道工程的地质条件、地下管线等情况进行详细调查和勘察,了解地层情况,为后续施工提供数据支持。

2.盾构机铺设:将盾构机按照设计要求铺设在施工现场,进行机器调试和检验。

3.推进施工:启动盾构机,根据设计要求控制推进速度和土压平衡,逐步推进隧道施工。

4.土体处理:处理盾构机后部土体的排出和支护,防止土体坍塌,同时保护环境。

5.隧道验收:完成隧道的整体施工后,进行验收,确保施工质量和安全。

应用领域土压平衡盾构技术在地铁、铁路、公路、水利等领域均有广泛应用,其主要应用包括:•地铁隧道:土压平衡盾构在地铁隧道的施工中应用广泛,能够适应不同地质条件,提高施工效率和质量。

•水利工程:在水利隧道、排水管道等工程中,土压平衡盾构可以有效应对复杂的地下水文条件,保证施工安全。

•公路隧道:对于公路隧道的施工,土压平衡盾构可以减少交通影响,提高工程质量。

发展趋势随着城市化进程的不断加快,土压平衡盾构技术在隧道施工中将继续发挥重要作用,并呈现出以下几个发展趋势:•智能化:随着技术的不断发展,土压平衡盾构将趋向智能化,实现自动化控制和监测,提高施工效率和安全性。

土压平衡盾构克泥效同步注入抑制沉降施工工法

土压平衡盾构克泥效同步注入抑制沉降施工工法

土压平衡盾构克泥效同步注入抑制沉降施工工法1前言近些年来,随着城市的日益发展,大城市逐步形成了以地铁交通为主体的交通格局,而盾构法因其具有对周围环境影响较小已成为修建地铁的主要施工手段。

然而盾构区间隧道多分布于城区,沿线必将穿过繁华的商业闹市区,建筑物及地下管道密集,而且随着线路的增多,较多城市的轨道交通都进入了网络化建设的时代,轨道交通的网络化建设不可避免地带来新建隧道与已建隧道之间相互平行、重叠、交叉或者穿越等复杂的施工情况。

尤其是当盾构下穿既有线,例如国铁、运营隧道等,由于影响面之大,盾构邻近施工时,即使是微小的变化,都可能对既有线路造成灾难性的影响。

故随着穿越工程的增多及穿越间距的缩短,要求施工时必须采取措施控制、减弱施工对既有隧道结构的不利影响,保护既有隧道的正常使用和运营安全。

由此可见,新建隧道穿越既有线或者重大危险源的施工措施已成为新一轮城市轨道交通建设必须深入研究的关键问题。

武汉地铁七号线武瑞区间需要三次穿越国铁,其中穿越京广铁路四股道,影响范围较大,根据国铁要求,既有线铁路沉降控制标准为9mm,安全风险高,属于项目特级风险源。

前期策划阶段,经过认真分析盾构掘进造成地面沉降的规律和机理,研究盾构机本身构造后发现,盾构在掘进过程中,虽然采用盾构机同步注浆系统,填充盾体外壳和管片之间的环形空隙,抵抗围岩变形,但是由于国内外盾构机构造的限制,同步注浆系统只能通过盾尾后方注入点注入,其浆液充填时间滞后于掘进一定时间,无法抑制盾体周边土体变形等。

由盾构机本身的构造可知,为了减少了盾体和土体的摩擦,国内外盾构机刀盘开挖直径一般大于盾体2〜5cm,如此以来,在盾构机盾体范围内形成的开挖轮廓和盾体之间就存在一个环形构造空隙。

由于前盾、中盾、盾尾直径不同,此构造空隙一般平均为2cm(由于盾体自重,盾体下部与土体紧密接触,上部间隙最大)。

在类似穿越施工中,地表变形指标较为严格的情况下,若不有效填充其本身的构造空隙,势必会引起该部分土体的应力释放,造成地表变形增大。

土压平衡盾构下穿水域施工工法(2)

土压平衡盾构下穿水域施工工法(2)

土压平衡盾构下穿水域施工工法一、前言土压平衡盾构是一种常用于水域下穿的施工工法,它以盾构机为主要施工设备,利用土压和液压平衡来抵抗水压,平稳地进行水下施工。

本文将详细介绍土压平衡盾构下穿水域施工工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析和工程实例,旨在为读者提供有关该工法的全面了解和应用指导。

二、工法特点土压平衡盾构下穿水域施工工法具有以下特点:1. 高效快速:盾构机的施工速度快,能够在较短时间内完成下穿水域的施工任务。

2. 高质量:盾构机施工质量稳定可靠,能够确保施工过程中的标准要求得到满足。

3. 环保节能:采用液压平衡措施,有效减少了水压对施工的影响,减少了水资源的浪费,同时也降低了能耗。

4. 安全可靠:盾构机具备自动监测、报警和紧急停机等安全保护装置,确保施工过程中的安全。

三、适应范围土压平衡盾构下穿水域施工工法适用于河道、湖泊、河口、海洋等水域的地下隧道施工。

它能够有效应对水压和泥沙的变化,适应不同水下环境的复杂情况。

四、工艺原理土压平衡盾构下穿水域施工工法的原理基于土压平衡和液压平衡的作用。

在施工过程中,盾构机的前端设有刀盘,通过刀盘的旋转和推进,将土层掘进并转移到后部的螺旋输送机上进行排出。

在刀盘掘进的同时,以刀盘为中心的土压作用形成一个稳定的土壳,从而抵抗水压的影响。

通过控制刀盘推进速度和注入液压平衡液体的流量和压力,实现施工过程的平衡。

五、施工工艺土压平衡盾构下穿水域的施工工艺包括盾构机的安装与调试、进洞与掘进、液压平衡调控、环片安装与封圈处理、土层处理与泥沙处理等步骤。

在施工过程中,需要根据实际情况进行合理的技术措施和操作步骤,确保施工的顺利进行。

六、劳动组织土压平衡盾构下穿水域施工工法需要组织一支专业化的施工队伍,包括盾构机操作员、地质勘探人员、测量人员、质量管控人员等。

在施工过程中,需要合理分工,密切协作,确保工作的高效进行。

土压平衡盾构隧道施工工艺简介

土压平衡盾构隧道施工工艺简介

4、隧道断面布置形式
1、井下准备:工作井施工
1、井下准备:基座安装
盾构基座为钢结构预制成榀,盾构基座位置按设计轴 线准确放样,安装时按照测量放样的基线,吊入井下就位 焊接。两根轨道中心线与基座上的盾构必须对准洞门中心 且与隧道设计轴线一致,并对基座加设支撑加固。
1、井下准备:出洞装置安装
4、隧道断面布置形式
灯架
通风管 照明、控制电缆
动力电缆
栏杆
走道 进排水管
电机车轨道
三、盾构进出洞技术
1、封门形式
钢结构、混凝土结构、砖墙
2、洞门土体加固
注浆、降水、冻结
1、封门形式
以混凝土结构为例
2、洞门土体加固
以冻结为例
四、盾构推进
1、参数设定 2、盾尾注浆 3、管片拼装
2、井上准备:测量
平面测量
(2)地面与井下连测 定向测量采用几何定向法。在井口 X 设站,传递至隧道 内的固定边(固定边宜在150M-200M左右)整个施工期间不 得少于三次定向,三次定向成果最大之差应≤8″~ 10″, 横向误差≤3mm~5mm。
(3) 井下导线 以定向测量结果为井下导线的起始边,尽量使导线布设 为等边直伸导线,井下边长一般以200m左右为宜,井下导线 测角6-8测回,分别测左右角各一半,圆周角闭合差≤3″ ,重复测导线水平角总和不得大于±3”×n1/2 (n为测站数 ),边长测定需正倒镜各测4次,且应往返测边。
由于工作井洞圈直径与 盾构外径存有一定的间隙, 为了防止盾构出洞时及施工 期间土体从该间隙中流失, 在洞圈周围安装橡胶帘布带、 环板、铰链板、弧型插板等 组成的密封装置,并设置注 浆孔,作为洞口防水堵漏的 预防措施。
橡胶帘布 加强板 环布 10 均布 螺钉 垫圈 穿墙管 5 均布 销套 翻板 盾构 管片

土压平衡盾构施工工艺

土压平衡盾构施工工艺

土压平衡盾构施工工艺土压平衡盾构的基本原理是用一件有形的钢质组件沿隧道设计轴线开挖土体而向前推进。

土压平衡盾构属封闭式盾构。

盾构另一个作用是能够承受来自地层的压力,防止地下水或流砂的入侵。

01工作原理1.盾构机的掘进液压马达驱动刀盘旋转,同时启动盾构机推进油缸,将盾构机向前推进,随着推进油缸的向前推进,刀盘持续旋转,被切削下来的渣土充满泥土仓,此时开动螺旋输送机将切削下来的渣土排送到皮带输送机上,后由皮带输送机运输至渣土车的土箱中,再通过盾构井口垂直运至地面。

2.掘进中控制排土量与排土速度当泥土仓和螺旋输送机中的碴土积累到一定数量时,开挖面被切下的渣土经刀槽进入泥土仓的阻力增大,当泥土仓的土压与开挖面的土压力和地下水的水压力相平衡时,开挖面就能保持稳定,开挖面对应的地面部分也不致坍塌或隆起,这时只要保持从螺旋输送机和泥土仓中输送出去的渣土量与切削下来的流人泥土仓中的渣土量相平衡时,开挖工作就能顺利进行。

3.管片拼装盾构机掘进一环的距离后,通过管片拼装机通缝或错缝拼装单层衬砌管片,使隧道—次成型。

02操作工艺盾构掘进时泥土质量控制1.泥土压力控制。

盾构中的泥土压力可通过以下3种方式调节:(1)调节螺旋输送机的转数;(2)调节盾构千斤顶的推进速度;(3)两者组合控制。

2.泥土塑流性控制。

泥土的塑流性可通过以下4种方法测试。

(1)土仓内的土压。

可通过设在盾构隔板上的土压计测定,是判断泥土塑流性的一种简洁方法。

(2)盾构负荷。

由掘削扭矩、螺旋输送机的扭矩等负荷的变化推定泥土的塑流性。

(3)螺旋输送机的排土效率。

泥土塑流性好的情况下,从螺旋输送机的转数算出的排土量与计算掘削土量的相关性较高。

(4)排土形状测量。

根据目测排土状况或者泥土取样的坍落度试验可以判定泥土的塑流性。

3.防止刀盘泥饼的形成:(1)土舱内水、土、气压力设定值不宜过高,应设法减小刀盘与正面岩土的挤压应力;(2)采取发泡剂等措施切断裂隙水的通道,防止地层中裂隙水涌入;(3)合理布设刀盘刀具,遇到塑性大、裂隙水丰富的风化岩土时,应及时拆除滚刀;(4)向刀盘正面压注一定量的发泡剂或润滑水,减小刀盘与正面土体的碾磨力,同时还可增加破碎的流塑性;(5)在土舱内加以适当的气压,提高螺旋输送机的排土能力。

土压平衡式盾构学习

土压平衡式盾构学习

盾构土木知识培训1、土压盾构掘进过程中土仓压力的控制数据是根据盾构机的埋深,按照土力学(土压力+水压)计算出,掘进过程中要求土压控制基本平稳,严禁出现忽高忽低的现象发生,盾构操作手根据土仓压力的变化情况调整螺旋机的出土速度,要求土压变化量控制在技术交底数值的上下范围0.1bar内,操作手在掘进过程中,尽量使掘进速度与螺旋机的出土速度保持一个平衡状态,当掘进即将完成需要停机进行管片拼装时,操作手需要根据管片拼装需要的时间长短,在停机前操作手应将土仓压力建立的压力适当提高,因盾构机操作面板反映出的土仓压力,往往包含有气压的成分,盾构机在停机期间,气体的扩散会造成土压的降低,如果停机前不对土压适当提高,当再次恢复掘进时,很可能土仓压力下降较大,出现土仓压力与掌子面水土压力不平衡现象,在软土地层或松散沙层地质条件下可能会出现土体的下沉,造成地表沉降。

对土压平衡式盾构而言,一个重要的因素就是要使密封仓内的土压力和开挖面的水土压力保持动态平衡。

如果密封仓内的土压力大于开挖面的水土压力。

地表将发生隆起;反之,如果密封仓内的土压力小于开挖面的水土压力。

地表将发生沉陷。

土舱内的土压通过传感器来进行测量,并通过控制推进油缸的推力、推进速度、螺旋输送机转速来控制的。

土仓压力大于水压力和土压力之和,则地面隆起。

土仓压力小于水压力和土压力之和,则地面下沉。

土压力的计算主要考虑地层土压、地下水压、预先考虑的预备压力。

在我国铁路隧道设计规范中,根据大量的施工经验,在太沙基土压力理论的基础上提出以岩体综合物性指标为基础的岩体综合分类法,根据隧道埋深的不同,将隧道分为深埋隧道和浅埋隧道。

再根据隧道的具体情况采用不同的计算方式进行施工土压计算。

土仓理论压力计算:土仓压力P=(γ土h+σ外) ξ+γ水h式中:γ土:土溶重γ水:水比重h:埋深σ外:外荷载ξ:土的静止侧压力系数,砂层0.34-0.45.粘土0.5-0.7由于施工存在许多不可预见的因素,致使施工土压力小于原状土体中的静止土压力。

四种地铁盾构施工工法

四种地铁盾构施工工法

四种地铁盾构施工工法四种地铁盾构施工工法工法之一:土压平衡盾构施工工法1、特点1.1 盾构施工为多工序程序化作业,其自动化程度高,施工速度快、质量好、安全性高。

1.2 盾构掘进不需降水辅助施工,且管片属工厂预制,有利于环境保护和减少施工对城市正常生活秩序的干扰。

1.3 通过建立并保持密封仓内土压与开挖面水土压力的动态平衡,减少了施工对土层的扰动,工作面稳定,能有效地控制地表隆陷。

1.4 与泥水盾构工法相比,其所需场地面积小,施工成本低。

2、工艺原理土压平衡式盾构机的工作原理是随着盾构机的推进,刀盘切削下来的土体进入密封仓,利用该部分土体使仓内维持适当压力,使之与开挖面水土压力相平衡。

同时,通过螺旋输送机及其排土阀门等排土机构的控制,实现排土量与盾构推进量的匹配,形成盾构推进的同时保持开挖面稳定的动态平衡。

3、应用实例北京地铁四号线角门北路站~北京南站区间工程,作为北京地铁四号线工程一部分。

整个工程自南四环马家楼,向北沿终至龙背村,线路全长28.14km,共设24座车站。

其中角门北路站~北京南站区间盾构法施工隧道长:2392.922m(见图3所示),其中左线长:1161.488m,右线长:1231.434m。

区间管片外径6000mm,内径5400mm,宽1200mm,每环6块。

隧道埋深约10~17m,线路最小水平曲线半径350m,最大水平曲线半径600m,线间距12~21.49m;最小竖曲线半径3000 m,最大竖曲线半径5000m;区间线路纵坡成“V”字形,角门北路站位于纵坡最大坡度2‰上坡段,出站后区间线路以15‰的坡率下坡,至最低点后左右线分别以6.863‰和6.906‰的坡率上坡,北京南站位于纵坡2‰上坡段。

工法之二:小半径曲线段盾构始发施工工法1、特点1.1 纠偏能力强,轴线控制好。

1.2 能利用CAD软件进行纠偏曲线拟合,清晰直观,预控性强。

1.3 能最大限度利用了始发空间和盾构机本身的纠偏能力。

液化土地层土压盾构沉降控制施工工法

液化土地层土压盾构沉降控制施工工法

液化土地层土压盾构沉降控制施工工法液化土地层土压盾构沉降控制施工工法一、前言随着城市化进程的加快,土地资源逐渐紧缺,开展深基坑施工成为城市建设的必然选择。

然而,部分地区存在液化土地层,给基坑施工带来了较大的困扰。

本文将介绍一种液化土地层土压盾构沉降控制施工工法,为相关工程提供参考。

二、工法特点该工法采用土压盾构施工技术,通过控制液化土层的动态位移,控制基坑沉降,降低工程风险和成本。

其主要特点包括施工工艺简单、施工周期较短、对液化危险控制能力强等。

三、适应范围该工法适用于存在液化土地层的地区,尤其对于大型基坑、沉降敏感区域等场所具有较大的适应性。

四、工艺原理该工法采用土压盾构施工技术,结合液化土层的特点,采取相应的技术措施。

首先,在设计阶段通过对液化土层进行力学性质与液化特性进行地质勘探和实验室测试,确定工程设计参数。

然后,在施工过程中使用土压盾构,通过调整土层的掘进速度、注浆加固以及附加钢管等措施,控制液化土层的位移和压力,减小沉降。

最后,监测和分析施工过程中的数据,及时调整施工措施,保证工程的稳定和安全。

五、施工工艺该工法的施工工艺主要包括以下几个阶段:地质勘探与试验、设计阶段、土压盾构施工阶段、掘进支护阶段、注浆加固阶段、基坑回填与拆除施工阶段。

在每个阶段,都有具体的施工细节和工艺要求,以确保工程质量达到设计要求。

六、劳动组织在施工过程中,需要合理组织劳动力,包括施工人员、监测人员、管理人员等。

劳动组织要满足安全、高效的要求,确保施工工艺的顺利进行。

七、机具设备该工法需要使用土压盾构机、注浆设备、监测仪器等机具设备。

这些设备具有一定的特点和性能,需要合理选择和使用,以保证施工过程的顺利进行。

八、质量控制为确保施工质量,该工法需要采取一系列质量控制措施,包括提前调查研究、严格监测数据、及时调整施工措施等。

只有做好质量控制,才能保证工程达到设计要求。

九、安全措施施工中,安全是首要考虑因素。

针对液化土地层的特点,该工法需要采取相应的安全措施,包括保证施工人员的安全、监测设备的安全以及液化土地层的安全等。

土木工程知识点-土压平衡盾构施工系统及施工流程

土木工程知识点-土压平衡盾构施工系统及施工流程

土木工程知识点-土压平衡盾构施工系统及施工流程压平衡式盾构又称削土密闭式或泥土加压式盾构。

其施工方法是保持开挖面的稳定,在切削刀盘后面的密封腔内充满开挖下来的土砂,并保持一定土压力。

因为近来有几个网友在后台留言,所以小编给你们整理了这篇内容,帮助你们学习土压平衡盾构的发展基于挤压式盾构和泥水盾构,始于日本,20世纪70年代初,第一台土压平衡盾构由日本设计制造,直径3.72m。

1985年国内第一次引进土压平衡盾构,直径4.33m,1987年国内首台土压平衡盾构研制成功,直径4.35m。

特点:施工中基本不使用土体加固等辅助施工措施,节省技术措施费,并对环境无污染;根据土压变化调整出土和盾构推进速度,易达到工作面的稳定,减少了地表变形;对掘进土量能形成自动控制管理,机械自动化程度高、施工速度快。

原理:土压平衡盾构掘进机是利用安装在盾构最前面的全断面切削刀盘,将正面土体切削下来进入刀盘后面的贮留密封仓内,并使舱内具有适当压力与开挖面水土压力平衡,以减少盾构推进对地层土体的扰动,从而控制地表沉降,在出土时由安装在密封仓下部的螺旋运输机向排土口连续的将土碴排出。

土压平衡原理土仓压力控制因素适用特点:在易发生流砂的地层中能稳定开挖面,可在正常大气压下施工作业,无需用气压法施工;泥水压力传递速度快而均匀,开挖面平衡土压力的控制精度高,对开挖面周边土体的干扰少,地面沉降量的控制精度高;盾构出土由泥水管道输送,速度快而连续;减少了电机车的运输量,施工进度快;刀具、刀盘磨损小,易于长距离盾构施工;刀盘所受扭矩小,更适合大直径隧道的施工;需要较大规模的泥水处理设备及设置泥水处理设备的场地。

有人认为建立新形式的标准化始走向建筑和谐的唯一道路,并且能用建筑技术加以成功地控制.而我的观点不同,我要强调的是建筑最宝贵的性质是它的多样化和联想到自然界有机生命的生长.我认为着才是真正建筑风格的唯一目标.如果阻碍朝这一方向发展,建筑就会枯萎和死亡.要使建筑结构适合于环境,要注意到气候,地位和四周的自然风光,在结合目的来考虑的一切因素中,创造出一个自由的统一的整体,这就是建筑的普遍课题,建筑师的才智就要在这个可提到完满解决上体现。

土压盾构下穿构筑物洞内加固施工工法(2)

土压盾构下穿构筑物洞内加固施工工法(2)

土压盾构下穿构筑物洞内加固施工工法土压盾构下穿构筑物洞内加固施工工法一、前言土压盾构是一种在地下施工中使用的先进技术,已经在交通、水利、地质等领域得到广泛应用。

但在土压盾构施工过程中,会遇到需要穿越已有构筑物的情况,这就需要采取适当的加固措施,以保证结构的安全稳定。

本文将介绍一种适用于土压盾构下穿构筑物的洞内加固施工工法。

二、工法特点该工法的主要特点是在洞内进行加固施工,不需要直接对构筑物进行改造,减少了对现有建筑的影响。

同时,该工法具有施工速度快、施工风险低、操作简单等特点。

三、适应范围该工法适用于土压盾构施工中需要下穿铁路、公路桥等构筑物的情况。

由于是在洞内进行施工,对现有建筑物的影响较小,因此适用范围广泛。

四、工艺原理该工法通过在洞内加固构筑物,以增加其抗弯承载能力,从而确保结构的安全可靠。

具体的技术措施包括使用钢板、钢筋、灌浆等材料,以及采用预应力等方法。

五、施工工艺施工工艺分为以下几个阶段:1. 施工准备:包括对施工现场进行清理和整理,准备所需的材料和设备。

2. 洞内加固:首先在洞内安装钢板,以增加构筑物的抗弯强度。

接着在钢板上布置钢筋,然后进行灌浆,确保钢筋与钢板之间的粘结性和密实性。

3. 预应力加固:为了进一步增加构筑物的承载能力,在加固施工完成后,采用预应力技术对构筑物进行加固。

具体方法包括在洞内张拉预应力钢束,并进行锚固。

4. 后续处理:在加固施工完成后,对洞内进行清理,清除施工中产生的杂物和垃圾。

六、劳动组织施工过程中需要配备专业的施工队伍,包括工程师、技术工人等。

工程师负责施工方案的设计和施工过程的监督,技术工人负责具体的施工操作。

七、机具设备施工过程中需要使用各种机具设备,包括挖掘机、打桩机、起重机、混凝土搅拌机等。

这些机具设备能够提高施工效率和施工质量。

八、质量控制为了保证施工质量,需要采取相应的质量控制措施。

包括严格按照设计要求进行施工,对材料进行质量检查,对施工过程进行监督和检验等。

土压盾构原理及施工工艺课件

土压盾构原理及施工工艺课件

土压盾构适用范围
适用范围
土压盾构适用于软土、砂土、粘 土等地质条件下的地下隧道施工

适用工程
广泛应用于地铁、市政管廊、水利 隧道、铁路隧道等工程建设中。
限制条件
对于岩石等硬质地质条件,土压盾 构的适用性受到一定限制,可能需 要采用其他施工方法或设备进行隧 道施工。
02
土压盾构施工工艺
施工前期准备
和挑战。
施工工艺
详细介绍在复杂地层条 件下,如何调整和优化 土压盾构法的施工工艺 ,包括设备改进、掘进 模式选择、注浆加固、
风险监控等。
施工难点与对策
重点分析在复杂地层中 施工过程中遇到的难点 和问题,如硬岩掘进、 突水突泥处理、溶洞处 理等,并分享相应的技
术创新和经验教训。
THANKS
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土压盾构工作原理
土压平衡原理
利用切削刀具在开挖面上切削土体,使土体进入土压平衡 室,通过调节土压平衡室内的土压力,使之与开挖面外的 土压力保持平衡,从而保持开挖面的稳定。
推进系统
推进系统推动盾构机主机向前移动,同时支护系统根据设 定参数进行支护,确保开挖后的隧道断面保持稳定。
出土运输
切削下来的土体通过出土装置运出隧道,完成土体开挖和 运输的过程。
施工操作技术
施工人员的操作技术水平对施工质量有重要影响。控制方法包括严格 的施工人员培训、规范化的操作流程和有效的施工质量监管。
施工安全措施
建立健全安全管理体系
企业应建立完善的安全管理体系,包括制定安全规章制度 、明确安全责任和实施安全检查等。
实施作业人员安全培训
所有参与施工的人员都应接受安全培训,提高安全意识, 掌握安全操作技能。
定期进行设备安全检查

土压盾构施工掘进过程中尾刷检查及更换施工工法(2)

土压盾构施工掘进过程中尾刷检查及更换施工工法(2)

土压盾构施工掘进过程中尾刷检查及更换施工工法土压盾构施工掘进过程中尾刷检查及更换施工工法一、前言土压盾构法是一种以管片和尾部支撑地面来实施的隧道掘进方法。

在土压盾构施工过程中,尾刷是一个重要的部件,用于清理管片后的涂浆,保证隧道的施工质量和稳定性。

本文将介绍土压盾构施工过程中尾刷的检查、更换及相应的施工工法。

二、工法特点土压盾构施工过程中的尾刷工法具有以下特点:1. 尾刷简单易用,能够快速进行更换和维护;2. 尾刷能够有效清理管片表面的涂浆,保证管片的粘结质量;3. 尾刷具有良好的耐磨性能,能够在施工过程中长时间使用;4. 尾刷能够适应不同地质条件下的施工需求。

三、适应范围尾刷工法适用于土压盾构施工过程中的管片涂浆清理工作,能够适应不同地质条件下的施工需求。

四、工艺原理尾刷工法通过对施工工法与实际工程之间的联系进行分析和解释,实现施工过程中尾刷的检查和更换。

具体工艺原理如下:1. 检查尾刷:施工人员在每个掘进周期结束后,对尾刷进行检查,包括检查尾刷的磨损程度、固定情况和清理效果等。

2. 更换尾刷:当尾刷磨损严重或者清理效果不佳时,需要及时更换尾刷。

施工人员通过拆卸尾部支撑系统,将旧的尾刷取出,然后安装新的尾刷。

五、施工工艺尾刷工法的施工工艺包括以下几个阶段:1. 准备工作:施工人员清理施工现场,准备所需的工具和材料;2. 尾部支撑系统拆卸:施工人员使用相应的工具,拆卸尾部支撑系统,将旧的尾刷取出;3. 新尾刷的安装:施工人员将新的尾刷安装到尾部支撑系统中,并确保其固定牢固;4. 尾部支撑系统安装:施工人员将尾部支撑系统重新安装到土压盾构机中;5. 施工继续:施工人员根据施工计划,继续进行土压盾构的掘进工作。

六、劳动组织尾刷工法的施工需要由专业的施工人员进行操作和监督,确保施工过程中的安全和质量。

七、机具设备尾刷工法所需的机具设备包括:土压盾构机、尾部支撑系统、尾刷等。

这些设备具有良好的性能和使用方法,能够满足施工过程的需求。

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第六章 土压盾构工法6.1 概述上章叙述的泥水盾构工法要求必须设置泥水和土砂分离处理系统。

该系统的设备复杂、购价高、使用时占地面积大,对都市施工的狭窄场地而言,不仅成本高而且往往占地问题很难得以满足。

为了简化施工设备,降低成本,人们推出了用掘削土体稳定掘削面的所谓的土压平衡盾构工法(以下简称土压盾构工法)。

6.2 工法基本原理该类盾构属封闭式盾构。

盾构推进时,其前端刀盘旋转掘削地层土体,切削下来的土体进入土舱。

当土体充满土舱时,其被动土压与掘削面上的土、水压基本相同,故掘削面实现平衡(即稳定)。

示意图如图6.1所示。

由图可知,这类盾构靠螺旋输送机将碴土(即掘削弃土)排送至土箱,运至地表。

由装在螺旋输送机排土口处的滑动闸门或旋转漏斗控制出土量,确保掘削面稳定。

6.2.1 稳定掘削面的机理及种类土压盾构稳定掘削面的机理,因工程地质条件的不同而不同。

通常可分为粘性土和砂质土两类,这里分别进行叙述。

1. 粘性土层掘削面的稳定机理因刀盘掘削下来的土体的粘结性受到破坏,故变得松散易于流动。

即使粘聚力大的土层,碴土的塑流性也会增大,故可通过调节螺旋输送机转速和出土口处的滑动闸门对排土量进行控制。

对塑流性大的松软土体也可采用专用土砂泵、管道排土。

地层含砂量超过一定限度时,土体塑流性明显变差,土舱内的土体发生堆积、压密、固结,致使碴土难于排送,盾构推进被迫停止。

解决这个问题的措施是向土舱内注水、空气、膨润土或泥浆等注入材,并作连续搅拌,以便提高土体的塑流性,确保碴土的顺利排放。

2. 砂质土层掘削面的稳定机理就砂、砂砾的砂质土地层而言,因土颗粒间的摩擦角大故摩擦阻力大;渗透系数大。

当地下水位较高、水压较大时,靠掘削土压和排土机构的调节作用很难平衡掘削面上的土压和水压。

再加上掘削土体自身的流动性差,所以在无其它措施的情况下,掘削面稳定极其困难。

为此人们开发了向掘削面压注水、空气、膨润土、粘土、泥水或泥浆等添加材,不断搅拌,改变掘削土的成分比例,以此确保掘削土的流动性、止水性,使掘削面稳定。

3. 土压盾构的种类按稳定掘削面机构划分的土压平衡盾构大致有如下几种,见表6.1。

表6.1 土压盾构的种类图6.1 土压盾构基本形状6.2.2 构成系统采用土压盾构时,必须根据地层土质条件建立一个施工系统。

该系统由掘削推进装置、掘削面稳定装置、添加材注入装置、搅拌装置、碴土运出排放装置等装置构成。

因该施工系统与土压、地下水压、土质、最大粒径、颗粒级配、含水量,添加材的种类、配比、浓度、注入量、注入速度,刀盘扭矩,推进速度、排土装置等诸多因素有关。

所以必须事先对这些因素的影响进行周密细致的调查,以便选择满足设计要求的有充足裕度的且可进行恰当管理的各种装置、设备、系统。

盾构机构造设计时的注意事项因土压盾构掘削面与隔板之间充满掘削泥土,各种机械零部件的更换和改造极为困难,所以必须考虑其耐久性和耐磨性。

各机械单元应注意的事项如下:(1)掘削刀盘的支承方式必须根据土质条件选择可以充分发挥其特长的支承方式,见第3章的叙述。

(2)刀盘①面板:要不要面板应根据掘削面的稳定性、土舱内检修和掘削刀具更换的安全性等条件确定。

使用面板时应据土质条件(粘聚力、砾石)、障碍物状况,总之以不妨碍泥土流入为原则选择面板开口的宽度和数量。

②扭矩:通常根据土质条件,有无砾石确定。

一般情况下,掘削时的摩擦扭矩、土的搅拌(向上)扭矩都比泥水盾构的情形要大,另外,也要考虑开挖面不能自立时的富裕度。

③盾尾止水带:特别重要的是对于地下水压、壁后注浆压应具有良好的密封性,为了提高止水性能,止水带的设置层数不能太少。

④土压计:为了测量土舱内的泥土压力,必须选用精度高、耐久性好的优质产品,并设置在适当的位置上。

⑤千斤顶安全锁:在开挖面土压力作用下,盾构始终受到正面土压作用,为了在管片组装等推进停止过程中盾构机不发生后退,液压系统应设置锁定装置。

(3)掘削面稳定测量稳定掘削面的机理措施前面已作了叙述,这里不再重复。

为了判断开挖面的稳定性,可在盾构上装设土压、排土量、刀盘扭矩、盾构千斤顶推力等计测仪器和开挖面坍塌探测仪等。

通过实测数据的分析,判断掘削面的稳定状况。

(4)添加材注入装置土压平衡式盾构上的添加材注入装置由添加材注入泵、设置在刀盘和土舱内等处的添加材注入口等组成。

注入位置、注入口径、注入口数量应根据土质、盾构直径、机械构造进行选择。

因注入口被土砂堵塞时,修理、清扫等都很困难,故应采用防堵结构。

添加材注入装置必须能跟踪刀盘扭矩的变动,及时改变注入材料在地层中的渗透,排出碴土的状态、土舱内的泥土压等参数,即调节注入压和注入量。

(5)搅拌装置搅拌装置必须在刀盘的开挖部位、取土部位有效地使土砂进行相对运动,防止发生共转、粘附、沉积等现象。

搅拌装置有以下几种,可单独使用,也可组合使用。

①刀盘(刀头、轮辐、中间梁)。

②刀盘背面的搅拌翼。

③设置在螺旋排土器芯轴上的搅拌翼。

④设置在隔壁上的固定翼。

⑤独立驱动搅拌翼。

(6)排土装置土压平衡式盾构上的排土装置必须是能够保持渣土、土压力和地下水压力的平衡,并具有按盾构推进量调节排土量的控制功能。

排土机构有以下方式:①螺旋式排土器+闸门方式②螺旋式排土器+排土口加压装置方式③螺旋式排土器+旋转式送料器(旋转料斗、阀门)方式④螺旋式排土器+压力泵方式⑤螺旋式排土器+泥浆泵考虑排土装置时,必须考虑与土质、砾石直径、地下水等地层条件和盾构直径、隧道内外条件选择最为合适的设备。

螺旋式排土器的型式大致区分为有轴螺旋式排土器和无轴螺旋式排土器。

挖掘砾石地层时,需按排土能力考虑输送机型式和尺寸大小(直径)。

尤其在透水性好的土质条件下使用无轴螺旋式排土器时,需认真研究止水性等压力保持能力。

6.3 削土加压式盾构削土加压盾构,即利用刀盘掘削下来的原状土稳定掘削面的盾构。

这种盾构主要适用的土质为粉砂粘土、细粉砂粘土、含少量砾石的细砂粘土等冲积层细粒软土(N值不超过15,天然含水率≥25%,渗透系数K<5³10-2cm/s,这些土体的摩擦角小,塑流性大)。

这种盾构是土压盾构的基本型式。

这种盾构靠刀盘掘削土体;靠刀盘、搅拌叶片及螺旋输送机的旋转破坏土体的压密性,降低其强度,提高其塑流性。

推进装置通过掘削土对掘削面施加被动土压实现掘削面的稳定。

在维持掘削面稳定的前提下,由螺旋输送机的出土口排土给土车,运送至隧道外部。

1.盾构机的构成特点(1)刀盘掘削刀盘通常设置在盾构的前端,由加劲肋和面板构成。

加劲肋上装有刀具,用来掘削土体;面板是承受掘削面水、土压力的第一道挡土机构。

切削刀盘一般选择周边支承,刀盘辐条、进土孔和面板的尺寸及布设主要取决于盾构外径和土质特点,设计原则是可使掘削土顺利地流向螺旋输送机,并避免土舱外周边处的掘削土的压密固结。

(2)排土机构由螺旋碴土输土机、排土控制器及泥土输出设备构成。

详见3.7节及上节的叙述。

(3)土体搅拌机构详见3.6节的叙述。

2.运行管理这里只介绍掘土量和排土量的运行管理,其目的是确保掘削面稳定,避免地层沉降过大给邻近构造物带来的不良影响。

具体运行管理方式有以下三种:①控制挖土量。

先将螺旋输送机的转速调整到某一定值,保持排土量基本不变,然后由设置在土舱内的土压计和刀盘的掘削扭矩的监测仪表控制盾构的推力和速度。

②控制排土量。

先将盾构的掘进速度调整到一定值,保持掘土量基本不变,然后由设置在螺旋输送机内的土压计的实测值控制螺旋输送机的转速,或转斗排土的转速。

③同时控制掘土量和排土量。

把上述两种方式组合起来同时控制,效果较好,但运行管理复杂。

6.4 加水土压盾构1. 工作原理当掘削地层为渗水系数大的砂层、砂砾层时,若再利用削土加压土压盾构,尽管土舱内掘削土可以平衡掘削面上的土压,但由于孔隙率大(细粒成分少)无法阻止地下水的涌入,即地下水会从螺旋输送机的排土口喷出,使盾构掘进受阻。

作为阻止地下水涌入的措施,可在输送机的排土口处设置一个排土调整槽,该槽上部设一个加压水注入口,底部设一个泥水排放口。

由加压水注入口注入加压水,与掘削面上的水压平衡(阻止地下水涌入)起稳定掘削面的作用。

螺旋输送机把土舱内的掘削土运送给排土调整槽,掘削土在槽内与水混合成泥水,随后由管道输到地表,经地表的土、水分离后,分离水返回排土调整槽循环使用。

示意图如图6.2所示。

图6.2 加水式土压平衡盾构2.盾构机构造特点加水土压盾构是一种装有面板的封闭型盾构。

刀盘的构造与削土加压盾构基本相同,区别在于除可安装一般掘削刀具外,还装有可切割砾石的刀具。

刀盘的开口率按预计砾石的最大直径决定,一般为20%~60%。

螺旋输送机排土口处设有排土调整槽,用来送入有压水,确保掘削面稳定。

输出泥水经管道排至地表。

3. 运行管理加水式盾构开挖面稳定的管理系指排土量的管理和加入水压力的管理,要求随时掌握盾构掘进的挖掘土量和排土量的关系,使土舱内的土保持在最佳滞留状态,同时要求加压水的压力与地下水压力平衡。

(1)排土率的管理排土量基本上可由盾构的推进速度和螺旋输送机的转速来控制。

排土率可以通过盾构的推进速度和盾构开挖面的面积计算出的挖掘土量与装在入水管和排泥管上的流量计、密度计所反映的排土量相比较而求得(可用与泥水加压盾构相同的方法求得)。

为使土舱内的掘削土量保持最佳滞留状态,应对总推力、刀盘扭矩、螺旋输送机扭矩等进行测定,通过测定结果的反馈来进行最佳管理。

(2)加入水压力的管理加入水压力的管理是以土舱内孔隙水压力的测定结果作为地下水的压力基准值,进而控制排土调整槽中的加入水压力。

加入水压力的控制可根据流体输送泵的转速、阀门的开度进行调整。

加入水压力的管理是以开挖面稳定、容易挖掘为准则(最佳加入水压力),依据地层土质条件和掘削情况来制定,但是,在管理上,除考虑以上基本条件之外,还规定了一个以盾构中心水压力为准的上、下容许变动值,并在此范围内进行管理。

6.5 加泥土压盾构1. 工作原理加泥式土压平衡盾构,是靠向掘削面注入泥土、泥浆和高浓度泥水等润滑材料,借助搅拌翼在密封土舱内将其与切削土混合,使之成为塑流性较好和不透水泥状土,以利于排土和使掘削面稳定的一类盾构机。

掘进施工中可随时调整施工参数,使掘削土量与排土量基本平衡。

盾构机仍由螺旋输送机排土,碴土由出土车运输。

加泥式土压平衡盾构(以下简称加泥土压盾构)的构造见图6.3。

这类盾构主要用于在软弱粘土层、易坍塌的含水砂层及混有卵石的砂砾层等地层中隧道的掘进施工。

图6.3 泥土加压式盾构机2. 盾构构造特点与削土加压式盾构相比较,加泥式盾构是无面板的辐条式盾构,密封土舱内设有泥土注入装置和泥土搅拌装置、排土装置等与前者相同,这类盾构特点如下:(1)可改善切削土的性能。

在砂土或砂砾地层中,土体的塑流性差,开挖面有地下水渗入时还会引起崩塌。

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