盾构始发技术要点

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1、深层搅拌桩;2、高压旋喷桩; 3、降水法; 4、冷冻法; 5、化学注浆法; 6、SMW工法;
在选择加固方法时要综合考虑各种影响因素,如 1、地基土的类别; 2、加固深度;3、周围环境条件;4、施工
工期;5、施工队伍技术素质与施工技术条件;6、设备状况和经 济指标等。 • 尤其对地基条件复杂、还要详细调查施工区内地形及地质成因、 地基层状况、软弱土层厚度及不均匀性的分布范围、地下水情况 及地基土的物理和力学性质等相关资料。
⑵ 开凿前,搭设双排脚手架,由上往下分层凿除,洞门凿除顺 序:首先将开挖面钢筋凿出裸露并用氧焊切割掉,然后继续 凿至迎土面钢筋外露为止。当盾构机刀盘抵达混凝土桩前约 0.5m时停止掘进,然后再将余下的钢筋割掉,打穿剩余围护 结构,并检查确定无钢筋。
洞门凿除顺序图
1.5盾构基座安装
始发架的作用: 1、为盾构机提供井内支托; 2、导向:确保盾构中心、隧道中心、洞口密封中心、三心合一 。 3、为负环管片提供约束和支撑。
反力架的型式
反力架的加固
反力架计算有限元模型
Baidu Nhomakorabea装反力架
拖车Ⅰ
拖车Ⅱ
拖车Ⅲ
1.8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。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,以及 各种仪表的校正。着重观测刀盘转动和端面跳动是否符合要求。 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荷调试。负荷 调试的主要目的是检查各种管线及密封的负载能力;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。负荷调试时将采取严格的技术 和管理措施保证工程安全、质量和隧道线型。
35215
搅拌站
加工车间
34790
中侧翻
现 场 办 公 室
2、渣土池侧置式
地侧翻
1.2盾构始发施工工艺
2022/3/23
盾构始发施工工艺流程图
1.3始发前端头加固
软土地层不能自稳,加固一是保证始发时围护结构凿除后掌 子面土体能够保持自稳,二是在盾尾进入洞门密封装置前防止洞 口地层涌砂涌水。地基加固应满足进出洞时土体在一定时间内的自 立性和隔水性。常用的具体处理方法有:
洞口密封的作用: 1、在始发时在盾构机外壳与混凝土洞口之间形成一个柔性止水密封。 2、在试掘进阶段,在管片与混凝土洞口之间形成止水、止浆密封。
圆环板1(厚16mm) 圆环板2(厚20mm) 20
加劲板(厚10mm)
M20螺母(GB6170-86)
50 150
预埋环框 17
360 530
翻板
帘布橡胶板
R38
R20
洞口密封结构图
始发洞口密封原理图
折叶式密封环
洞门防水装置安装顺序为:洞门圈预埋钢环→帘布橡胶板→ 折页压板→垫圈→螺母。
在安装帘布橡胶板前先检查螺栓丝扣,同时必须确保螺栓栓 结牢固;螺栓检查后,安装帘布橡胶板;帘布橡胶板安装完成后安装 折页压板,折页压板外侧加垫圈并以螺母栓结固定折页压板,施工时 必须确保螺母栓结牢固,防止盾构始发后同步注浆的浆液泄露。为防 止盾构机推进时,刀盘损伤帘布橡胶板,在盾构向前推进前应在帘布 橡胶板外侧及边刀上涂抹黄油。
① 隧道掘进 ——施工进度 ——油缸行程、掘进速度 ——盾构推力、土压力 ——刀盘、螺旋机转速 ——盾构内壁与管片外侧环形空隙(上、下、左、右) ② 同步注浆 ——注浆压力、数量、稠度 ——注浆材料配比、注浆试块强度(每天取样试验) ③ 测量 ——盾构倾斜度 ——隧道椭圆度 ——推进总距离 ——隧道每环衬砌环轴心的确切位置(X、Y、Z)
始发和正常掘进阶段管片、材料、渣土均从盾构井吊运。施工效率低, 费用高,在没有整机始发的条件时才不得不采用。
始发场地布置形式
1、渣土池前置式
材料堆场
材 料 房 配电室
中空翻
15T行吊


便

800
70000 XF
XB1
XB2
XL1
XL2
XD
充电间
下行线中心线
800
45T行吊
上行线中心线
集土坑:
长6.0m宽 12m深5.0m
6、洞门密封:盾尾刷进入洞门,立即进行同步注浆,若漏 浆,及时封堵。随掘进环数增加,注浆压力同步增加。
7、测量:录取电脑的线形数据必须经过复核。录入数据时 需经监理、第三方测量审核确认,并旁站监督。
8、渣土改良:混合液的流量与膨胀率的大小根据渣样稠度 确定,渣土改良原则:宁稀勿干,保证渣土改良各路添加剂管 路的畅通,尤其刀盘中心区域。
1.7反力架安装 反力架的作用: 1、传递盾构推进反力到井体或车站结构上。 2、提供盾构后配套台车(或系统)通行空间。 3、标准环定位。
反力架立面布置图1
反力架立面布置图2
盾构主机与后配套连接之前,开始进行反力架的安装。反力架 端面应与始发台水平轴垂直。反力架与竖井结构上预埋的钢板焊接 牢固,保证反力架脚板安全稳定。
端头加固质量控制参数表
检查内容
钻孔取芯 试验
渗透系数
控制指标要求 28d无侧限抗压强度达到0.5mpa-0.8mpa
≤10-7cm/s
水平探孔
检查是否有水喷出或较大水流
地基加固检测:地基加固强度、抗渗指标等必须按规范经过现场取样进行 复试(包括抗压试块、取芯、渗透系数),复试指标、复试频率必须满足 设计等要求。
9、盾构姿态控制:采取“勤纠、少纠”原则,每环掘进偏 移量不宜大于5mm。
1.11 盾构试掘进
特点: 内容多、空间小、时间长、 效率低、风险大
电瓶车编组示意图
试掘进还需要解决的问题: 1、临时出土口和出渣运输 ; 2、管片运输和负环拼装; 3、台车与车站的空间干涉 ; 4、临时管线布置; 5、电瓶机车编制;
管片运输车
管片运输车
砂浆车
运土车
运土车
运土车
运土车
运土车
盾构试掘进是指盾构机的适应性掘进。 在试掘进阶段主要是四个适应: 1、盾构机控制系统、机械结构相互间的磨合, 设备自适应性。 2、操作人员与盾构机操作功能系统使用的磨合 ,人机适应性。 3、盾构机功能系统对地质的适应性。简称地适 应性。 4、盾构设备全功能与环境空间的适应性。
条件要求:车站站台层结构施工完成的长度能够容纳整机摆放 的空间,一般须75米。另外离端头75米左右处预留出土口。地面提供 管片堆放和出土吊机行走的场地。
盾构始发模式
--延长管线始发
延长管线始发模式:始发时 将后配套车架放在地面,主 机吊放到井下,通过主机和 车架之间的延长管线提供主 机前进的电、气、液等动力 。待掘进约60环后,拆除延 长管线和负环管片,将后配 套车架和连接桥吊放到洞内 和主机连接,进入正常掘进 状态。
1.12始发注意事项
1、反力架:反力架安装前要有计算书,技术交底时要细化 到每一侧支撑的根数、规格、焊接标准。
2、始发架定位:高程比中心线高20mm以上,但不得超过 50mm。平面定位与隧道轴线以模拟掘进9m处与设计偏差不大 于4cm为宜,始发架与反力架夹角小于2‰。
3、负环拼装:负环管片安装后,在其管片与始发托架之间 每侧加设两个木楔;负环管片紧固钢丝绳要拉紧。
施工现场取芯
1.4洞门凿除
在洞门破除之前需打设水平探孔,若发现透水现象,应立即 将探水孔塞住,并进行盾构始发端头加固处理。
⑴ 为保证始发井或接收井支护结构的稳定,凿洞分两阶段进行。 第一阶段在端头井土体加固检验合格、水平探孔打设后开始 凿除,盾构始发设施下井前完成。第二阶段在盾构机组装调 试好和其他始发准备完成后快速进行。
盾构始发施工
1.1盾构始发定义 盾构始发,是指在盾构始发工作竖井内利用反力架和临时
组装的负环管片等设备或设施,将处于始发基座上的盾构推入 端头加固土体,然后进入地层原状土区段,并沿着设计线路掘 进的一系列作业过程。
盾构始发现场图
盾构始发模式
整机始发和延长管线始发两种模式
整机始发——指盾构机整机均放在车站底板上组装并连接, 始发掘进时整机整体向前移动的方式。始发阶段管片、材料、渣土 均从出土口吊运。
0.08-0.15mpa 0.1-0.25mp
备注:掘进施工时具体参数根据地层情况做相应调整。
风险源掘进 500-800t 15-25mm 3.5-4.2m³
12001500KN/m 1-1.2rpm 0.06-0.1mpa
试掘进参数的选择分析:
盾构机在完成试掘进后,将对掘进参数进行必要的调整,为后续的正 常掘进提供条件。并做好施工记录,记录内容有:
1.9 始发条件验收
始发条件验收主要内容: a、各项方案已编制并审批,已向工班交底; b、加固体强度、渗透系数测试满足设计要求; c、洞门、控制点已经三方复测并满足施工设计要求; d、反力架、始发架结构已通过验算并固定牢固; e、盾构机及配套设备到位并通过验收; f、各项物资、材料(包括应急物资)已到位并已通过质量检测
盾构试掘进
地质是基础 设备是关键 人员是根本
完成盾构试掘进的标志: 1、基本掌握盾构机在当前地层的掘进技术,清晰掘进 参数的设置和相互关系。能够通过掘进参数来调控盾 构姿态、隧道偏差、地面沉降、管片姿态。 -----控制条件 2、盾构机的所有系统设备负载运行和功能正常。 -----功能条件 3、盾构机的推进力反力完全由隧道管片与土体摩阻力 承担。反力架不受推力的反作用。 -----受力条件 4、盾构机及后配套台车完全进入隧道内。机车编制完 成-----空间条件
初始掘进参数设定:
盾构掘进参数表(砂层)
序号
项目
始发接收掘进 正常掘进
1
推力
600-800t
1000-1500t
2
掘进速度
15-35mm
20-60mm
3
注浆量
3.2-4m³
3.2-4.8m³
4
刀盘扭矩
12001500KN/m
15001800KN/m
5
刀盘转速
1-1.2rpm
1-1.5rpm
6
土压力
端头加固——加固范围
加固范围以包裹盾构主机并预留一定的封堵渗漏通道的区域为原则 。结合上海、南京、苏州等长三角软土地层加固范围一般为隧 道纵向方向为8m(到达端头9米),横向为隧道轮廓线外3m。
旋喷桩加固,以石家庄地铁为例,加固区尺寸为:长6m、宽12m 、旋喷深度12m。地基加固需重点加强水泥的掺量、桩位的位置 、垂直度、两侧包角和搭接情况控制。
4、防扭块:盾构外壳上安设防扭块,随掘进时切除。
5、导轨及垫条:始发推进前抬高盾构机的始发姿态,在洞 门圈底部合理安装始发导轨,推进过程中加强盾构姿态控制, 尽量避免盾构栽头,导轨的长度根据现场实际情况进行计算确 定,始发架定位一般前端略高2cm。开始安装负环之前,需要在 盾构下部安装4根垫条,防止负环管片下沉。
始发托架按照隧道设计轴线安装定位好并对始发托架两侧用H 型钢进行加固。若盾构始发段处于曲线段,加设半径为1200米的曲 线段,始发时反力架、负环管片及始发基座难以配合曲线线路设置
成曲线,在始发时需采取割线始发,以减小始发段轴线偏差。从始 发洞门开始其中心路径前10m沿隧道设计中心线(1200m曲线)的 内弦线推进,待盾尾脱离基座后逐步调整盾构姿态使盾构沿隧道设 计线路推进。
; g、地表和建筑物/管线监测点已布置并取得初始值; h、沿线建筑物、管线已调查并制定了相应的保护措施。
2022/3/23
2022/3/23
1.10 负环拼装 负环的作用: 1、传递盾构推进反力到反力架----推进垫块。 2、盾构推进导向。
盾构始发阶段
盾构始发时负环管片周围没有约束,必须在管片四周尽 可能地加上各种支撑,保证盾构机向前推进时负环管片不会失稳 。
• 盾构沿内弦线掘进最大偏移量:
l 1200 12002 52
.0104m
1.04cm • 盾构机轴线与始发井轴线夹角:
∠θ==arcsin(5/(1200-0.0224))=0.238度 • (设计曲线内偏移量为22.4mm)。
曲线始发示意图
始发基座平剖面图
始发基座安装图
1.6 洞口密封安装
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