盾构工法(1)
盾构始发和到达端头加固施工工艺工法(后附图片)
盾构始发和到达端头加固施工工艺工法1 前言1.1工艺工法概况盾构始发和到达时,工作面将处于开放状态且持续时间较长,工作面的稳定与否直接影响盾构始发和到达安全。
对始发和到达端头地层加固,要使加固体的强度,均匀性和止水性满足长时间开放状况下洞门的稳定性要求,并满足设计和相关规范要求,防止出现工作面涌泥、涌砂,甚至坍塌等情况的发生,确保盾构施工安全顺利。
盾构始发和接收端头加固常规采用的方法主要有:注浆法、深层搅拌桩、高压旋喷桩、冻结法、素砼地下连续墙(钻孔灌注桩)以及降低地下水位等工法。
其主要目的是提高软弱地基的承载力,降低地下水位,保证地基的稳定,防止出现工作面涌泥、涌砂,甚至坍塌等情况的发生,确保盾构施工安全顺利。
1.2工艺原理由于盾构始发和接收时的荷载较大,端头所处地层土质又较软弱,强度不足或压缩性大,不能在天然地基上直接施工时,可针对不同情况,采取各种人工加固处理的方法,以改善地基性质,增加土体的稳定性,减少地基变形和基础埋置深度。
地基加固的原理是:将土质由松变实,将土的含水量由高变低,起到固结、稳定、止水的效果,即达到地基加固的目的。
2 工艺工法特点2.1根据盾构隧道所处的地层情况,结合现场实际情况,确定技术可行,经济合理的加固方案。
2.2常规采用深层搅拌桩,加固体均匀性好,强度、止水性和抗渗性满足设计要求。
2.3组合采用加固+降水的方案,在满足施工的前提下,大大降低了施工风险。
2.4采用监测信息化技术指导施工,使施工质量、安全始终处于受控状态。
2.5提高土的抗剪强度,防止过大的剪切变形和剪切破坏,提高地基承载力;2.6降低土的压缩性,减小地基变形和不均匀沉降;2.7改善土的渗透性,减小渗流量,防止地基渗透破坏;2.8改善土的特性,减轻振动反应,防止土体液化。
3 适用范围本工艺工法适用于盾构始发和到达施工。
4主要引用标准4.1《地下铁道工程施工及验收规范》(GB50299);4.2《盾构法隧道施工与验收规范》(GB50446);4.3《地基与基础工程施工及验收规范》(GB50208);4.4《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202);4.5其他国家现行有关施工及验收规范、质量技术标准。
盾构法施工概述
189 - 189 -盾构法施工概述盾构法是以盾构为核心在地面以下暗挖隧洞的一种施工方法。
盾构法始于英国,自 1925 年 布鲁诺尔(Brunel)在伦敦泰晤士河下首次用一台矩形盾构开挖水底隧洞以来,已有 170 余年历史。
在一百多年中,世界各国制造了数以千计的各种类型、各种直径的盾构,盾构掘进机从低级发展到高级,从手工操作到计算机监控机械化施工,使盾构掘进机及其施工技术得到了不断发展和完善。
现代盾构已经发展成为集机、电、液、传感、信息技术于一体,具有开挖切削土体、输送土碴、拼装隧洞衬砌、测量导向纠偏等功能的大型的施工机械设备。
● 盾构法作为一种先进的隧洞施工工法具有:(1) 对环境干扰少,对交通及居民生活影响小;(2) 盾构推进、出土、衬砌等工序循环进行,易于管理,施工人员少;(3) 施工不受地形地貌,江河水域等地表环境条件限制;(4) 施工不受天气条件(雨雪等)限制;(5) 出土量少,对周围环境及地表沉降影响小;(6) 在土质差,地下水位高的地方建大埋深隧洞具有优越性。
由于这些优点,盾构法特别适宜于城市隧洞和穿江越海的施工,目前盾构工法已在城市隧洞的构筑中确定了稳固的统治地位。
● 盾构法是一项综合性的施工技术。
构成盾构法的主要内容有:(1) 先在隧洞某段的一端建造竖井或基坑,以供盾构安装就位。
(2) 盾构机主机和配件吊装下井,在预定位置组装成整机并调试使其性能达到设计要求。
(3) 盾构从竖井或基坑的墙壁开口处出发,在地层中沿着设计轴线推进。
盾构推进中所受到的地层阻力,通过盾构千斤顶传至盾构尾部已拼装的预制衬砌,再传到竖井或基坑的后靠壁上。
盾构每推进一环距离,就在盾尾支护下拼装一环衬砌,并及时向盾尾后面的衬砌环外周的空隙中压注浆体,以防止隧洞及地面下沉,在盾构推进过程中不断从开挖面排出适量的土方。
(4) 盾构到达预定终点的竖井或基坑时掘进结束,然后检修盾构或解体盾构运出。
● 盾构是进行土方开挖正面支护和隧洞衬砌结构安装的施工机具,它还需要其它施工技术密切配合才能顺利施工。
图文详解盾构法隧道施工全套技术(1)(史上最全)
盾构施工技术工法介绍
7、盾构掘进机的分类
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(1)土压平衡盾构
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(2)复合型土压平衡盾构
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(3)泥水加压盾构
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二、盾构施工技术
1、 施工工艺流程
始发井端头加固
盾构机下井
始发反力架安装
洞门密封圈安装
盾构机就位调试
初始掘进 设备调整 正常掘进
到达掘进 盾构进站、解体吊出
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(6)管片安装
1)管片在预制工厂通过质检后,由专门的平板运输车将其运输 至施工现场临时存放,在施工现场场地粘贴三元乙丙防水橡胶 条并编号。管片由龙门吊吊入井下。洞内采用二节专用平车运 输管片,每节平车可装运3片。安装采用能够左右旋转220°全 自动安装机。拼装形式采用错缝拼装,当盾构向前推进一环管 片长度1.5m时,即可安装一环管片。管片安装前先进行防水处 理,并将管片、连接件备齐,盾尾杂物清理干净,检查管片拼 装机的举重臂等设备运转正常后方可进行管片安装。管片安装 顺序先就位底部管片,再自下而上左右交叉安装,每环相邻管 片控制环面平整度和封口尺寸,最后插入封顶管片成环。 2)管片拼装可采用错缝及通缝拼装,由于错缝比通缝拼装最大 正、负弯矩增加,对应的轴力则减少,单点变形量错缝比通缝 拼装减少。而错缝拼装由于纵向接头引起衬砌圆环的咬合作用, 刚度增强而产生的变形被相邻管片约束,内力加大,空间刚度 加大,衬砌圆环变形量减小,对隧道防水有利。管片拼装采用 先纵后环法,错缝安装管片,错缝方式见下图 :
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土仓压力:是土压平衡或泥水平衡掘进中最能 体现掌子面稳定状况的一项操作指标,是利用刀 盘的一系列操作(推力、转速及贯入度等)与螺 旋输送机的转速合理匹配来完成的一种动态的平 衡。其数据是通过土仓壁上的土压传感器采集反 馈的。一般以最上方的传感器数据作为控制指标, 在实际土压平衡模式操作过程中,土仓压力设置 宜略高于掌子面的水土压力(理论计算值)。
盾构施工工法大全
第五章盾构法施工第一节概述盾构法是暗挖隧道的专用机械在地面以下建造隧道的一种施工方法。
盾构是与隧道形状一致的盾构外壳内,装备着推进机构、挡土机构、出土运输机构、安装衬砌机构等部件的隧道开挖专用机械。
采用此法建造隧道,其埋设深度可以很深而不受地面建筑物和交通的限制。
近年来由于盾构法在施工技术上的不断改进,机械化程度越来越强,对地层的适应性也越来越好。
城市市区建筑公用设施密集,交通繁忙,明挖隧道施工对城市生活干扰严重,特别在市中心,若隧道埋深较大,地质又复杂时,用明挖法建造隧道则很难实现。
而盾构法施工城市地下铁道、上下水道、电力通讯、市政公用设施等各种隧道具有明显优点。
此外,在建造水下公路和铁路隧道或水工隧道中,盾构法也往往以其经济合理而得到采用。
盾构法是一项综合性的施工技术。
盾构法施工的概貌如图5-1 所示。
构成盾构法的主要内容是:先在隧道某段的一端建造竖井或基坑,以供盾构安装就位。
盾构从竖井或基坑的墙壁预留孔处出发,在地层中沿着设计轴线,向另一竖井或基坑的设计预留孔洞推进。
盾构推进中所受到的地层阻力,通过盾构千斤顶传至盾构尾部已拼装的预制衬砌,再传到竖井或基坑的后靠壁上。
盾构是一个能支承地层压力,又能在地层中推进的圆形、矩形、马蹄形及其他特殊形状的钢筒结构,其直径稍大于隧道衬砌的直径,在钢筒的前面设置各种类型的支撑和开挖土体的装置,在钢筒中段周圈内安装顶进所需的千斤顶,钢筒尾部是具有一定空间的壳体,在盾尾内可以安置数环拼成的隧道衬砌环。
盾构每推进一环距离,就在盾尾支护下拼装一环衬砌,并及时向盾尾后面的衬砌环外周的空隙中压注浆体,以防止隧道及地面下沉,在盾构推进过程中不断从开挖面排出适量的土方。
盾构是进行土方开挖正面支护和隧道衬砌结构安装的施工机具,它还需要其它施工技术密切配合才能顺利施工。
主要有:地下水的降低;稳定地层、防止隧道及地面沉陷的土壤加固措施;隧道衬砌结构的制造;地层的开挖;隧道内的运输;衬砌与地层间的充填;衬砌的防水与堵漏;开挖土方的运输及处理方法;配合施工的测量、监测技术;合理的施工布置等。
盾构法隧道工程监测技术交流
盾构法隧道工程监测技术交流1 概述1.1盾构的定义盾构,全称隧道掘进机(Tunnel Boring Machine),是一种用于软土、土岩混合、岩石等地层内隧道暗挖施工的机械设备,具有金属外壳,外壳内装有整机及其辅助设备,通过外壳的掩护进行地层开挖、渣土(石)排运、整机推进和管片安装或其他支护等作业,使隧道一次成型。
传统上讲,用于土层或土岩混合地层的称为盾构,用于岩石地层的称为岩石全断面掘进机(国际上简称TBM)。
在欧美地区,一般将上述两种情形统称为TBM,而在日本、中国和东南亚地区,仍习惯的有盾构和TBM之分。
盾构是一种隧道掘进的专用工程机械,现代盾构集机、电、传感、信息等技术于一体,具有开挖切削地层、输送渣土、拼装隧道衬砌(一般是管片或锚喷支架支护)、测量导向纠偏等功能。
盾构已广泛用于城市地铁、铁路、公路、市政、水电隧道等工程中。
TBM是Tunnel Boring Machine的简称,在盾构/TBM的发展历史上,曾经在很长一段时间里一直将盾构定义为在土体内修建开挖隧道的机械化设备,而将TBM定义为在岩石地层中开挖隧道的机械化设备。
随着社会的不断发展,工程建设大规模开展,施工建设条件更加复杂,在采用机械掘进机开挖隧道的过程中,经常遇到隧道断面为土岩混合的情况,同时在全岩隧道开挖中大量出现软硬不均(岩石的无侧限抗压强度相差较大,国际上一般定义岩石单轴抗压强度为10~20以上)的地层情况,土层隧道开挖中出现断面内土体性质差异较大的复合地层等情况,因此国际隧道协会已经将软土盾构和硬岩TBM统称为TBM。
图1和图2分别为典型的盾构和TBM刀盘外部结构图。
为了统一使用外文译文中的盾构或TBM这个词,同时也为了规范国内对盾构设备的用语,我国已在一些相关规范或规程中将历史上曾经的“盾构机”一词统称为“盾构”。
尽管国际隧道协会已经将传统意义上的盾构和岩石TBM的称谓仍然会争论一段时间,例如混合式盾构、混合式TBM,泥水盾构、泥水TBM等。
(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。
盾构机构造及工作原理简介(一)
盾构机构造及工作原理简介(一)伴随着2012年我司在新行业拓展上的力度不断加大,轨道交通这个名词也越来越多的出现在公司会议及公告中。
而盾构机作为我司进入轨道交通行业的切入点,在我司的发展战略中占据着重要地位。
那么盾构机究竟是一种什么样的设备呢?盾构机是如何工作的呢?而我们港迪电气的产品在盾构机这样一个大型设备中又起到了什么作用呢?下面,本文会通过盾构机的起源及发展史、盾构机在中国的发展历程、盾构机概述、盾构机的构造及工作原理、盾构机上的电力系统,中国盾构机的现状及发展前景六个方面来介绍盾构机的产生与发展,并逐渐解答上述问题。
一、盾构机的起源和发展史盾构发明于19世纪初期,首先应用于开挖英国伦敦泰晤士河水底隧道。
1818年,法国的布鲁诺尔(M.I.Brune1)从蛀虫钻孔得到启示,最早提出了用盾构法建设隧道的设想,并在英国取得专利。
下图为布鲁诺尔注册专利的盾构。
布鲁诺尔构想的盾构机机械内部结构由不同的单元格组成,每一个单元格可容纳一个工人独立工作并对工人起到保护作用。
采用的方法是将所有的单元格牢靠地装在盾壳上。
当时布鲁诺尔设计了两种方法,一种是当一段隧道挖完后,整个盾壳由液压千斤顶借助后靠向前推进;另一种方法是每一个单元格能单独地向前推进。
(第一种方法后来被采用,并得到了推广应用,演变为成熟的盾构法)。
此后,布鲁诺尔逐步完善了盾构结构的机械系统,设计成用全断面螺旋式开挖的封闭式盾壳,衬彻紧随其后的方式。
1825年,他第一次在伦敦泰晤土河下开始用一个断面高6.8m、宽11.4m,并由12个邻接的框架组成的矩形盾构修建隧道。
如下图,第一台用于隧道施工的盾构机,其每一个框架分成3个舱,每一个舱里有一个工人,共有36个工人。
泰晤士河下的隧道工程施工期间遇到了许多困难,在经历了五次以上的特大洪水后,直到1843年,经过18年施工,才完成了全长458m的第一条盾构法隧道。
1830年,英国的罗德发明“气压法”辅助解决隧道涌水。
第三章 盾构施工技术 第1-3节
第二节 盾构的构造
• 盾构基本构造: 盾构壳体 推进系统 拼装系统 出土系统
一、盾构壳体
组成____切口环、支承环、盾尾三部分
1、切口环 (1)位置——盾构最前端,
切入土层,掩护开挖
作业,长度≤2m;
构。设环向、水平、竖直支撑;
承受荷载:地层土压力、千斤顶顶力、管片拼装等 施工荷载;
(3)设备——推进千斤顶(沿结构外沿布置)、操 纵控制室、衬砌拼装机;
(4)长度——取决于推进千斤顶长度,一般为衬砌 环宽加0.2~0.3m。
3、盾尾
(1)结构——盾构外壳钢板延长,掩护隧道管 片拼装;
(2)盾尾装置——密封装置,防地下水、加压 泥水、衬砌背后注浆浆液从盾尾流入隧道;
是工艺技术要求高、综合性强的一类施工方法。
二、盾构法主要施工程序
1、建造盾构工作井 2、盾构掘进机安装就位
3、出洞口土体加固 4、初推段掘进施工 5、掘进机设备转换 6、盾构连续掘进施工
7、接收井洞口土体加固 8、盾构进入接收井, 并运出地面
三、盾构法施工的优缺点
优点:
1、作业场地小,因噪音、振动引起的环境影响小; 2、在盾构保护下开挖和衬砌,施工安全; 3、隧道施工不影响地面交通或水上航道; 4、地下施工不受气候影响; 5、自动化程度高、劳动强度低、施工速度快 (一般6m/d,最高12m/d)。
双圆盾构掘进机
双圆盾构掘进机主要参数
盾构尺寸 盾构机千斤顶
刀盘装置
拼装装置 仿形刀
土压计数
盾构外径 盾构内径 盾构机全长 设备数 总推力 支持方式 旋转数
盾构分体始发施工工法
盾构分体始发施工工法盾构分体始发施工工法一、前言盾构分体始发施工工法是一种在地下开挖的过程中采用的先进技术,它可以减少对地表和地下结构的影响,提高施工效率和施工质量。
本文将详细介绍盾构分体始发施工工法的特点、应用范围、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。
二、工法特点盾构分体始发施工工法有以下几个特点:1. 高效率:盾构分体始发施工工法可以提高施工的效率,减少施工周期,节省时间和人力成本。
2. 低影响:这种工法对地表和周围环境的影响较小,可以降低因施工引起的地面塌陷、松动围岩等问题。
3. 施工质量高:盾构分体始发施工工法可以提供良好的围岩支护和防水等能力,保证了地下结构的稳定和安全。
4. 多功能性:盾构分体始发施工工法可以适用于多种地质条件和工程类型,如隧道、地铁等。
三、适应范围盾构分体始发施工工法适用于以下几种工程类型:1. 地铁工程:盾构分体始发施工工法适用于地铁隧道的开挖和建设,可以减少对地上交通和建筑物的影响。
2. 隧道工程:这种工法可以用于公路隧道、铁路隧道等各种类型的隧道工程,提高施工效率和质量。
3. 水利工程:盾构分体始发施工工法可以应用于水库、水电站、水利管道等各类水利工程的建设,确保工程的安全和稳定。
4. 其他工程:盾构分体始发施工工法还可以用于城市管网、引水道、堆场等各类工程。
四、工艺原理盾构分体始发施工工法的工艺原理是将盾构机从一个便于施工的位置开始推进,分别沿着水平和垂直方向进行推进。
通过先进的控制系统和工程技术,实现对盾构机的准确定位和控制,从而保证施工质量和安全。
具体来说,盾构分体始发施工工法采用以下技术措施:1. 盾构机定向控制:通过精确的测量和定位技术,控制盾构机在地下隧道开挖中的前进方向和位置,确保施工的准确性。
2.土压平衡控制:通过监测盾构机周围土压,根据土壤的力学特性进行控制,确保盾构机的稳定和运行。
3. 围岩支护:在盾构机开挖过程中,根据地质条件和工程要求,采取合适的支护措施,保证地下结构的稳定和安全。
(完整版)盾构法规范1
第5章管片的形状和尺寸第46条管片的形状和尺寸管片的形状和尺寸,应考虑使用目的,便于施工和经济等条件来确定。
【解释】决定管片形状、尺寸的主要因素和决定这些因素的一般方法如下:(1)管片环的外径(2)管片高度(厚度)(3)管片宽度(4)管片环的分割(1)管片环的外径:管片环的外径尺寸,如第9条所述,应根据隧道净空和衬砌厚度(管片高度、二次衬砌厚度等)确定。
管片环的外径尺寸,是隧道设计的最基本因素,在土木学会。
在《盾构标准管片》(1990年版)中,将外径的规格化作为标准化的基准。
(2)管片高度:管片高度与隧道断面大小的比,主要决定于围岩条件、埋深等,主要是决定于荷载条件,但有时隧道的使用目的和管片施工条件也起支配作用。
根据施工经验,管片高度一般为管片环外径的4%左右,但对于大断面隧道,尤其是中字形管片,约为5.5%左右。
(3)管片宽度:为了便于运搬和组装以及在隧道曲线段上的施工,并根据盾尾长度等条件,希望管片宽度小些好。
但是,从降低每延长米隧道管片的制造成本,减少易成为漏水等弱点的接头的个数和螺栓孔、提高施工速度等方面考虑,则又希望此宽度大些好。
管片宽度,应根据施工实践并考虑隧道的断面、经济性、施工性等条件决定。
根据日本迄今为止的经验,管片宽度,视隧道断面大小,一般在300mm~1500mm的范围内,采用钢管片时,为750mm~1200 mm,采用混凝上管片时,为900mm~1200mm。
(4)管片环的分割:管片环的组成,一般由几块A型管片和2块B型管片和一块最后组装的K型管片构成。
其中K型管片有从隧道内侧插入的(径向插入型)和从隧道轴向插入的(轴向插入型)也有两者并用的(第22条,图2·3)。
从隧道内侧插入的K型管片的长度比A,B型管片应该小一些(参照第47条)。
依过去的经验及实践,铁路隧道一般分为6~11块,其中分为6~8块的较多。
上下水道和电力通信等隧道,一般均分成5~7块。
在“盾构标准管片”中规定,管片的形状尺寸可按解释表2·14、2·15标准化。
06-盾构工法施工流程解析
06盾构法施工流程一、盾构系统组装、调试工艺流程1、盾构组装、调试流程图2、施工工序及各项准备工作要点在始发盾构系统组装时,将盾构分段吊放置始发井底的始发台上组装调试,组装顺序为:拖车下井→后移→连结桥下井→后移→主机下井组装→与连结桥、拖车连结→连结其它部件。
(1)车站底板放置的始发台精确定位后及后配套拖车处的轨道铺设完成后,方可进行盾构的下井组装。
(2)各节拖车下井顺序为:拖车起吊→轮对安装→拖车下井→风管下井→拖车后移→连接桥。
(3)主机下井顺序为:螺旋输送机→前体→中体→刀盘→管片安装机→盾尾。
中体、前体、刀盘、盾尾。
编制吊装方案批复后实施。
(4)反力架与负环管片的下井、安装、定位。
(5)主机后移与前移的后配套连接,然后连接液压和电气管路。
(6)盾构机组装顺序如下图图1、组装始发台、托架图2、组装后配套拖车图3、装设备桥图4、组装前体与中体图5、组装刀盘图6、组装盾尾图7、设备连接、安装反力架` 图8、完成组装(7)盾构机调试①空载调试盾构机组装和连接完毕后,即可进行空载调试,空载调试的目的主要是检查设备是否能正常运转。
主要调试内容为:液压系统、润滑系统、冷却系统、配电系统、注浆系统,泥浆系统,以及各种仪表的校正。
电气部分运行调试:检查送电→检查电机→分系统参数设置与试运行→整机试运行→再次调试。
液压部分运行调试:推进和铰接系统→螺旋输送机→管片安装机→管片吊机和拖拉小车→泡沫、膨润土系统和刀盘加水→注浆系统→皮带机(泥浆系统)等。
②负载调试空载调试证明盾构机具有工作能力后即可进行负载调试。
负载调试的主要目的是检查各种管线及密封的负载能力;对空载调试不能完成的工作进一步完善,以使盾构机的各个工作系统和辅助系统达到满足正常生产要求的工作状态。
通常试掘进时间即为对设备负载调试时间。
3、监理工程师和建设单位对下列工序进行验收4、端头加固盾构始发及接收前应做好端头加固工作,端头加固采用地面垂直注浆方式或洞内水平加固注浆方式,改良端头土体,提高端头强度,堵塞颗粒的间隙和地层的水,确保盾构机始发和到达的安全。
盾构隧道防水施工工艺工法(后附图片)
盾构隧道防水施工工艺工法1 前言1.1 工艺工法概况盾构隧道防水采取以结构(管片)自防水为主,外防水(附加防水)为辅的防水原则。
关键是处理好管片的接缝的防水,以及螺栓孔、壁后注浆孔、管片背后注浆等的防水作业。
1.2 工艺原理盾构隧道防水施工主要是管片砼采用高抗渗高强度等级的混凝土,管片拼装成封闭的圆型隧道,达到自防水效果;首先在管片外侧设置弹性密封垫,构成接缝的主要防水措施;再辅以在盾构千斤顶顶力影响范围外进行,综合考虑隧道稳定性,掘进等作业的影响,在管片衬砌内侧缝隙之间以高模量聚氨酯胶或氯丁胶乳水泥嵌填,以达到辅助防水目的。
2 工艺工法特点2.1 施工可操作性强,集中作业,适应性强。
2.2 操作简单,安全可靠。
2.3标准化作业、施工周期快。
2.4防水效果好。
3 适用范围适用于盾构隧道防水施工。
4 主要引用标准4.1《地下工程防水技术规范》(GB50108);4.2《地下防水工程质量验收规范》(GB50208);4.3《地下铁道工程施工及验收规范》(GB50299);4.4《地铁设计规范》(GB50157);4.5《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204);4.6《盾构法隧道施工与验收规范》(GB50446-2008)4.7《混凝土耐久性设计与施工指南》(CCES01)。
5 施工方法5.1管片砼采用高抗渗高强度等级的混凝土,管片拼装成封闭的圆型隧道,达到自防水效果。
5.2在管片外侧设置弹性密封垫,构成接缝的主要防水措施。
采用多孔型三元乙丙弹性橡胶弹性密封垫并在表面采用复合遇水膨胀橡胶,在千斤顶推力和螺栓拧紧力的作用下,管片间的三元乙丙弹性橡胶密封垫的缝隙被压缩,起到防水的作用。
5.3嵌缝作业应在盾构千斤顶顶力影响范围外进行,综合考虑隧道稳定性,掘进等作业的影响,安排在工作面后100米左右范围内进行。
隧道嵌缝除变形缝、盾构进出洞以及联络通道两侧各25环做环纵缝整环嵌缝,其余段落嵌缝范围为拱顶45度、拱底90度范围。
盾构施工工法
盾构施工工法一、引言盾构施工工法是一种广泛应用于地铁、隧道、水利工程等领域的先进施工方法。
它以其高效、安全、环保等优点,在工程建设中发挥着越来越重要的作用。
本文将详细介绍盾构施工工法的原理、特点、应用范围及发展趋势。
二、盾构施工工法原理盾构施工工法是一种利用盾构机进行隧道施工的方法。
盾构机是一种集挖掘、推进、支护、出渣等功能于一体的综合性机械设备。
在施工过程中,盾构机通过刀盘对土体进行切割,同时通过推进系统将切削下来的土体排出隧道外,并在土体表面形成一层保护层,即“盾壳”。
随着盾构机的推进,不断形成新的隧道结构。
三、盾构施工工法特点1. 高效性:盾构施工工法采用自动化、智能化的设备,大大提高了施工效率。
同时,由于盾构机具有连续作业的特点,可以缩短工期,降低工程成本。
2. 安全性:盾构施工工法采用全封闭式作业,有效避免了地面沉降、塌陷等安全事故的发生。
同时,盾构机具有较高的稳定性,能够确保施工过程中的安全性。
3. 环保性:盾构施工工法采用土压平衡技术,能够减少对周围环境的影响。
同时,施工过程中产生的噪音、粉尘等污染也得到了有效控制。
四、盾构施工工法应用范围1. 地铁建设:地铁是城市交通的重要组成部分,盾构施工工法在地铁建设中得到了广泛应用。
通过采用盾构施工工法,可以高效、安全地完成地铁隧道的建设。
2. 隧道工程:除了地铁建设外,盾构施工工法还广泛应用于公路、铁路等隧道建设中。
它可以解决复杂的地质条件下的隧道施工难题,提高隧道施工效率和质量。
3. 水利工程:在水利工程建设中,盾构施工工法可用于水下隧道的建设。
它能够克服水下施工的困难,保证施工质量和安全。
五、盾构施工工法发展趋势1. 智能化发展:随着科技的不断进步,盾构施工工法将朝着智能化方向发展。
通过引入先进的自动化技术、人工智能技术等,实现盾构机的自主挖掘、自主推进等功能,进一步提高施工效率和质量。
2. 绿色化发展:环保意识的提高使得盾构施工工法将更加注重绿色化发展。
盾构施工
第3章 盖挖施工法
由于明挖方式存在占用场地大,较长时间的隔断地面交通,挖方量及填方量大等不利因素,故隧道的开挖,可采用半明挖方式。
半明挖方式较为常见的是“盖板法”,或称“盖挖法”。盖挖法最早在20世纪60年代用于西班牙马德里城市隧道,随后在很多城市的隧道建造中被采用。并且在建造方式、结构形式等,也有不同改变。盖挖法适用于松散的地质条件下及隧道处于地下水位线以上时。当隧道处于地下水位线以下时,需附加施工排水设施。
第1篇 明挖法施工
明挖法是从地表面向下开挖,在预定位置修筑结构物方法的总称.;它是一种用垂直开挖方式修建隧道的方法(对应于水平方向掘进隧道而言)。在城市地下工程中,特别是在浅埋的地下铁道工程中,获得了广泛的应用;此外,在水底隧道俩端河岸段;洞入口附近等常采用此法修建。
一般在地形平坦,埋深小于30m时,采用明挖法具有很好的实用价值,明挖法适应性强。适用于任何岩(土)体,可以修建各种形状结构物;明挖法可以为地下结构的施工创造最大限度的工作面,各项工序可以全面铺开,进行平行流水作业,因而施工速度快;明挖法施工技术比较简单,便于操作,工程质量有保证。在地面交通和环境条件允许的地方,应优先选择明挖法施工。
如开挖宽度很大,为了缩短横撑的自由长度,防止横撑失稳,并承受横撑倾斜时产生的垂直分力以及行驶于覆盖结构上的车辆荷载和吊挂于覆盖结构下的管线重量,经常需要在建造挡土结构的同时建造中间桩柱以支承横撑。中间桩柱可以是钢筋混凝土的钻(挖)孔灌注桩,也可以采用预制的打入桩(钢或钢筋混凝土的)。中间桩柱一般为临时性结构,在主体构完成时将其拆除。为了增加中间桩柱的承载力或减少其入土深度,可以采用底部扩孔桩或挤扩性。例如如北京某大厦底部扩孔桩钻孔直径1m,扩底直径2.6m的灌注桩,在相同的入土深度,其竖向承载力比直径1m的直桩提高了1倍。
盾构施工技术(工法介绍)
盾构施工技术(工法介绍)【盾构施工技术(工法介绍)】一、简介盾构技术是一种在地下钻掘和隧道开挖中广泛使用的先进工法。
它利用盾构机械设备在地下推进,同时进行支护和开挖,适用于各种岩土地质条件下的隧道施工。
本文将详细介绍盾构施工技术的各个方面,包括施工流程、盾构机选型与设计、钻掘与推进控制、土压平衡与气压平衡盾构等。
通过本文的阅读,读者将全面了解盾构施工技术的原理、应用场景和施工要点等内容。
二、施工流程盾构施工的流程主要包括前期准备工作、盾构机的组装与调试、开挖推进、隧道支护和环片贯通等。
前期准备工作包括施工方案的制定、地质勘察、土体试验分析等工作;盾构机的组装与调试则需根据具体情况进行,包括控制系统的设置、推进系统的调试等;隧道的开挖推进过程中需要保证推进面的稳定,同时进行土体脱水和搬运等工作;隧道支护时需要选择合适的支护材料和工艺,并进行固定和补强等措施;环片贯通是整个施工过程的重要节点,需要保证顺利完成。
三、盾构机选型与设计盾构机的选型与设计是盾构施工的关键。
在选型时需考虑隧道的直径、环片的尺寸、地质条件等因素,并综合考虑机械设备的性能、施工效率、质量等要求。
盾构机的设计包括整体结构设计、推进系统设计、控制系统设计等方面,需要根据具体情况进行细致的设定和优化。
四、钻掘与推进控制盾构机的钻掘和推进过程需要进行精确控制,以保证施工质量和安全。
钻掘时需根据地质条件进行相应的措施,如调整推进速度、注浆增强等;推进控制方面需要注意推力的控制、土体脱水的处理等。
这些控制手段能确保隧道的稳定和施工的顺利进行。
五、土压平衡与气压平衡盾构盾构施工中常使用的两种方式为土压平衡盾构温和压平衡盾构。
土压平衡盾构是利用泥浆平衡土压来控制隧道的稳定和地表沉降;气压平衡盾构则通过在推进面上形成一定气压,防止土体塌方,并采取通风和人工工作。
两种方式各有优劣,需根据具体情况进行选择和运用。
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第五章盾构法施工第一节概述盾构法是暗挖隧道的专用机械在地面以下建造隧道的一种施工方法。
盾构是与隧道形状一致的盾构外壳内,装备着推进机构、挡土机构、出土运输机构、安装衬砌机构等部件的隧道开挖专用机械。
采用此法建造隧道,其埋设深度可以很深而不受地面建筑物和交通的限制。
近年来由于盾构法在施工技术上的不断改进,机械化程度越来越强,对地层的适应性也越来越好。
城市市区建筑公用设施密集,交通繁忙,明挖隧道施工对城市生活干扰严重,特别在市中心,若隧道埋深较大,地质又复杂时,用明挖法建造隧道则很难实现。
而盾构法施工城市地下铁道、上下水道、电力通讯、市政公用设施等各种隧道具有明显优点。
此外,在建造水下公路和铁路隧道或水工隧道中,盾构法也往往以其经济合理而得到采用。
盾构法是一项综合性的施工技术。
盾构法施工的概貌如图5-1所示。
构成盾构法的主要内容是:先在隧道某段的一端建造竖井或基坑,以供盾构安装就位。
盾构从竖井或基坑的墙壁预留孔处出发,在地层中沿着设计轴线,向另一竖井或基坑的设计预留孔洞推进。
盾构推进中所受到的地层阻力,通过盾构千斤顶传至盾构尾部已拼装的预制衬砌,再传到竖井或基坑的后靠壁上。
盾构是一个能支承地层压力,又能在地层中推进的圆形、矩形、马蹄形及其他特殊形状的钢筒结构,其直径稍大于隧道衬砌的直径,在钢筒的前面设置各种类型的支撑和开挖土体的装置,在钢筒中段周圈内安装顶进所需的千斤顶,钢筒尾部是具有一定空间的壳体,在盾尾内可以安置数环拼成的隧道衬砌环。
盾构每推进一环距离,就在盾尾支护下拼装一环衬砌,并及时向盾尾后面的衬砌环外周的空隙中压注浆体,以防止隧道及地面下沉,在盾构推进过程中不断从开挖面排出适量的土方。
盾构是进行土方开挖正面支护和隧道衬砌结构安装的施工机具,它还需要其它施工技术密切配合才能顺利施工。
主要有:地下水的降低;稳定地层、防止隧道及地面沉陷的土壤加固措施;隧道衬砌结构的制造;地层的开挖;隧道内的运输;衬砌与地层间的充填;衬砌的防水与堵漏;开挖土方的运输及处理方法;配合施工的测量、监测技术;合理的施工布置等。
此外,采用气压法施工时,还涉及到医学上的一些问题和防护措施等。
图5-1 盾构法施工概貌示意图(网格盾构)1——盾构; 2——盾构千斤顶; 3——盾构正面网格; 4一一出土转盘; 5-一出土皮带运输机; 6——管片拼装机; 7——管片; 8——压浆泵; 9-一压浆孔; 10——出土机; 11——由管片组成的隧道衬砌结构; 12——在盾尾空隙中的压浆; 13——后盾装置;14——竖井第一节盾构构造、分类及适用范围一、盾构的外形和材料1、盾构的外形盾构的外形就是指盾构的断面形状,有圆形、双圆、三圆、矩形、马蹄形、半圆形或与隧道断面相似的特殊形状等。
例如:将人行隧道筑成矩形,最大地利用了挖掘空间;将水利隧道筑成马蹄形,使流体的力学性能达到最佳状态;将穿山隧道筑成半圆形,可以使底边直接与公路连接等等。
但是,绝大多数盾构还是采用传统的圆形。
2、制造盾构的材料盾构在地下穿越,要承受水平载荷、垂直载荷和水压力,如果地面有构筑物,还要承受这些附加载荷,盾构推进时,还要克服正面阻力,所以,要求盾构具有足够的强度和刚度。
盾构主要用钢板单层厚板或多层薄板制成,钢板一般采用A3钢。
钢板间连接可采用焊接和铆接两种方法,大型盾构考虑到水平运输和垂直吊装的困难,可制成分体式,到现场进行就位拼装,部件的连接一般采用定位销定位,高强度螺栓联接,最后焊接成型。
二、盾构的基本构造盾构的基本构造主要分为盾构壳体、推进系统、拼装系统三大部分,见简单的手掘式盾构的基本构造图5-2。
1、盾构壳体从工作面开始可分为切口环、支承环和盾尾三部分。
(1)切口环切口环位于盾构的最前端,起开挖和挡土作用,施工时最先切入地层并掩护开挖作业,部分盾构切口环前端还设有刃口以减少切入地层的扰动。
切口环保持工作面的稳定,并作为把开挖下来的土砂向后方运输,因此,采用机械化开挖、土压式、泥水加压式盾构时,应根据开挖下来土砂的状态,确定切口环的形状、尺寸。
切口环的长度主要取决于盾构正面支承、开挖的方法,就手掘式盾构而言,考虑到正面施工人员、挖土机具有回旋的余地等。
大部分手掘式盾构切口环的顶部比底部长,犹如帽檐,有的还设有千斤顶控制的活动前沿,以增加掩护长度;对于机械化盾构切口环内按盾构种类安装各种机械设备。
图5-2盾构基本构造示意图1-切口环 2-支承环 3-盾尾 4-支承千斤顶 5-活动平台 6-平台千斤顶7-切口 8-盾构千斤顶 9-盾尾空隙 10-管片拼装机 11-管片如泥水盾构,在切口环内安置有切削刀盘、搅拌器和吸泥口;土压平衡盾构,安置有切削刀盘、搅拌器和螺旋输送机;网格式盾构,安置有网格、提土转盘和运土机械的进口;棚式盾构,安置有多层活络平台、储土箕斗;水力机械盾构,安置有水枪、吸口和搅拌器。
在局部气压、泥水加压、土压平衡等盾构中,因切口内压力高于隧道内,所以在切口环处还需布设密封隔板及人行舱的进出闸门。
(2)支承环支承环紧接于切口环,是一个刚性很好的圆形结构。
地层压力、千斤顶的反作用力,以及切口入土正面阻力、衬砌拼装时的施工载荷等承受作用于盾构上的全部载荷。
在支承环外沿布置有盾构千斤顶,中间布置拼装机及部分液压设备、动力设备、操纵控制台。
当切口环压力高于常压时,在支承环内要布置人行加、减压舱。
支承环的长度应不小于固定盾构千斤顶所需的长度,对于有刀盘的盾构还要考虑安装切削刀盘的轴承装置、驱动装置和排土装置的空间。
(3)盾尾盾尾主要用于掩护管片的安装工作。
盾尾末端设有密封装置,以防止水、土及压注材料从盾尾与衬砌间隙进入盾构内。
盾尾密封装置损坏、失效时,在施工中途必须进行修理更换,盾尾长度要满足上述各项工作的进行。
盾尾厚度应尽量薄,可以减小地层与衬砌间形成的建筑空隙,从而减少压浆工作量,对地层扰动范围也小有利于施工,但盾尾也需承担土压力,在遇到纠偏及隧道曲线施工时,还有一些难以估计的载荷出现。
所以其厚度应综合上述因素来确定。
盾尾密封装置要能适应盾尾与衬砌间的空隙,由于施工中纠偏的频率很高,因此,要求密封材料要富有弹性、耐磨、防撕裂等,其最终目的是要能够止水。
形式多种,目前常用的是采用多道、可更换的盾尾密封装置,盾尾的道数根据隧道埋深、水位高低来定,一般取2~3道,如图5-3。
图5-3盾尾密封示意图1-盾壳; 2-弹簧钢板; 3-钢丝束; 4-密封油脂; 5-压板; 6-螺栓由于钢丝束内充满了油脂,钢丝又为优质弹簧钢丝,使其成为一个即有塑性又有弹性的整体,油脂保护钢丝免于生锈损坏。
采用专用的盾尾油脂泵加注油脂,这种盾尾密封装置使用后效果较佳,一次推进可达500m左右,这主要取决于土质情况,在砂性土中掘进,盾尾损坏较快,而在粘性土中掘进则使用寿命较长。
盾尾的长度必须根据管片宽度及盾尾的道数来确定,对于机械化开挖式、土压式、泥水加压式盾构,还要根据盾尾密封的结构来确定,必须保证管片拼装工作的进行;修理盾构千斤顶和在曲线段进行施工等因素,故必需有一些余量。
2、推进机构盾构掘进的动力是靠液压系统带动千斤顶的推进机构,它是盾构重要的基本构造之一。
(1)盾构千斤顶的选择和配置盾构千斤顶的选择和配置应根据盾构的灵活性、管片的构造、拼装管片的作业条件等来决定。
选定盾构千斤顶必须注意以下事项:①千斤顶要尽可能地轻,且经久耐用,易于维修保养和掉换;②采用高液压系统,使千斤顶机构紧凑。
目前使用的液压系统压力值为30~40MPa;③千斤顶要均匀地配置在靠近盾构外壳处,使管片受力均匀;④千斤顶应与盾构轴线平行。
(2)千斤顶数量千斤顶的数量根据盾构直径、千斤顶推力、管片的结构、隧道轴线的情况综合考虑。
一般情况下,中小型盾构每只千斤顶的推力为600~1500kN,在大型盾构中每只千斤顶的推力多为2000~2500kN。
(3)千斤顶的行程盾构千斤顶的行程应考虑到盾尾管片拼装及曲线施工等因素,通常取管片宽度加上100mm~200mm的余量。
另外,成环管片有一块封顶块,若采用纵向全插入封顶时,在相应的封顶块位置应布置双节千斤顶,其行程约为其它千斤顶的一倍,以满足拼装成环所需。
(4)千斤顶的速度盾构千斤顶的速度必须根据地质条件和盾构形式决定,一般取50mm/min左右,且可无级调速。
为了提高工作效率,千斤顶的回缩速度要求越快越好。
(5)千斤顶块盾构千斤顶活塞的前端必须安装顶块,顶块必须采用球面接头,以便将推力均匀、分布在管片的环面。
其次,还必须在顶块与管片的接触面上安装橡胶或柔性材料的垫板,对管片环面起到保护作用。
3、管片拼装机管片拼装机俗称举重臂,是盾构的主要设备之一,常以液压为动力。
为了能将管片按照设计所需要的位置,安全、迅速地进行拼装,拼装机在钳捏住管片后,还必须具备沿径向伸缩、前后平移和360o(左右叠加)旋转等功能。
拼装机的形式有环形、中空轴形、齿轮齿条形等,一般常用环型拼装机。
这种拼装机安装在支承环后部,或者盾构千斤顶撑板附近的盾尾部,它如同一个可自由伸缩的支架,安装在具有支承滚轮的、能够转动的中空圆环上的机械手。
该形式中间空间大,便于安装出土设备。
4、真圆保持器盾构向前推进时管片就从盾尾部脱出,管片受到自重和土压的作用会产生变形,当该变形量很大时,已成环管片与拼装环在拼装时就会产生高低不平,给安装纵向螺栓带来困难,为了避免管片产生高低不平的现象,就有必要让管片保持真圆,该装置就是真圆保持器。
真圆保持器支柱上装有上、下可伸缩的千斤顶和圆弧形的支架,它在动力车架挑出的梁上是可以滑动的。
当一环管片拼装成环后,就将真圆保持器移到该管片环内,支柱的千斤顶使支架圆弧面密贴管片后,盾构就可进行下一环的推进。
盾构推进后圆环不易产生变形而保持着真圆状态。
三、盾构基本参数的选定(一)、盾构直径盾构直径必须根据管片外径、盾尾空隙和盾尾钢板厚度等设计要素确定,而盾尾空隙应根据管片的形状尺寸、隧道的平面形状、纠偏、盾尾密封结构的安装等进行确定。
盾构直径是指盾壳的外径,而与刀盘、稳定翼、同步注浆用配管等突出部分无关。
所谓盾尾空隙,是指盾壳钢板内表面与管片的外表面的空隙。
根据隧道限界和结构尺寸要求,在确定衬砌外径之后,可按施工要求或经验确定盾构直径。
下面根据图5-4,介绍两种计算方法。
1、 D=d+2(x+δ) (5-1)式(5-1)中: D -盾构直径(mm);d -隧道外径(mm);;x -盾尾空隙(mm);δ-盾尾钢板厚度(mm)。
图5-4盾构直径计算图为了满足盾构曲线段施工或推进施工时纠偏所需要间隙,盾尾空隙可由下式计算:X=ML/d (5-2) 式(5-2)中: M -盾尾和管片的搭接长度(mm);L -盾尾内衬砌环顶端能够转动的最大水平距离,也称盾尾最大覆盖衬砌长度(mm)。