盾构始发、接收施工技术

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起重吊装 拌浆设施 管片堆放 水泥库房 环形道路 渣土池 给排水管 运行轨道
充电设施
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始发支撑体系
盾构始发支撑体系是在盾构始发阶段为盾构掘进提供推进反力的
装置。包括始发基座、负环管片、反力架等。一般盾构始发后支撑
体系安装结构如下图所示:
盾构始发支撑体系示意图
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理完洞口的碴土,再完成洞口密
封的安装。
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洞门密封装置
洞门破除在确认加固良好的
情况下,分两层凿除洞门混凝土 ,首先破除外侧保护层混凝土,
搭设脚手架
暴露外排钢筋,然后割去外排钢
筋,其次分三层破除内侧混凝土 ,直至暴露内侧钢筋,最后在盾 构机刀盘抵达洞口前,割除内侧 钢筋。洞门破除施工严格按照先 外后内,先上后下的顺序逐步将 破除的砼清理至洞门两侧,在盾 构机顺利顶进洞门后再进行砼渣 清理。
旋挖素砼桩施工
用旋喷法进行止水处理。
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冻结法
冻结法是借助人工制冷手段暂时 加固地层和隔断地下水的一种特殊 施工方法。其原理是将含水土体利 用人工设置的冻结管,冻结管内循 环冷媒剂,带走土体中热量从而形 成强度高密封性好的冻土,起到承
冻结法施工
受荷载和密封防水的作用。
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始发支撑体系
始发基座的任务是可在其上组装盾构机和支承组装好的盾构机,并且可 使盾构机处于理想的预定进发位置 (高度、方向)上,可确保盾构机的始发 掘进稳定。所以要求基座的结构合理 (可以确保组装作业的施工性);构件 刚度好、强度高、不易损坏;与盾构井底板固定要牢靠、晃动变位小。 盾构始发基座一般有如下三种形式:
负环管片示意图
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负环管片安装
第 1 环负环管片拼装成圆
后,用4~5组推进油缸缓慢
推进,完成管片的后移。随 着管片相对盾体后移,管片
慢慢脱离盾尾,需在脱出管
片与始发基座之间用钢锲及 方木锲子锲紧,并用型钢支 撑将其固定,以避免成型管 片的下沉和失圆。
型钢支撑
木楔子
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隙的方木或者型钢作为间隙
条,以便管片在盾壳内的位
置得到保证。
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洞门探孔及破除
负环管片是在盾构始发阶段为盾构机前进所需推力的传递媒介,在盾 尾利用拼装机进行拼装,管片后端环面与反力架端面接触,前端环面与盾 构推进千斤顶撑靴接触,将推力传递到反力架上,为盾构机前进间接提供 推力。
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常用端头加固形式
旋喷桩加固法
深层搅拌桩加固法
地面水平、垂直注浆加固法 旋挖素砼桩
冻结法
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旋喷桩加固法
高压旋喷桩,就是利用钻机把带有 喷嘴的注浆管钻至土层的预定位置后 , 以 高 压 设 备 使 浆 液 或 水 以 20— 28MPa 左右的高压流从喷嘴喷出,冲 击破坏原状土体,使土粒在喷射流的 冲击力、离心力和重力等作用下,与 浆液搅拌混合,并按一定的浆土比例 和质量大小有规律的重新排列。浆液 凝固后,便在土中形成一个固结体。 高压旋喷桩施工
导轨安装
盾构机刀盘直径往往略大于
盾体的直径,在安装始发基座
时,刀盘一般外露的始发基座 的前端,由于盾构机重心位于
导轨示意图
中前体部位,所以为防止在始
发的过程中盾构机出现“栽头 ”,就需要在始发基座前端与
洞门之间设置导轨。导轨焊接
在始发洞门内预埋钢板与始发 基座上,导轨支撑一般采用型 钢或者钢筒。
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从而提高地基的承载力,减少地基的
沉降变形,达到地基加固目的。
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深层搅拌桩加固法
深层水泥搅拌桩是利用水泥作 为固化剂,通过深层搅拌机械在 地层将软土或沙等和固化剂强制 拌和,使软弱地层硬结而提高土 体强度,在搅拌桩加固体与连续 墙间无法加固的间隙处采用旋喷 法进行止水处理。
深层搅拌桩施工
为避免初始掘进时盾构机出现“栽头”现象,始发基座前端较后端相对计划线抬高 2 ~ 3cm,同时应根据始发阶段的设计线形确定始发基座中心线的摆放位置,使盾构机完全进入隧
道后刀盘中心恰好处在设计线路上。
分体始发
盾构分体始发是指盾构机 整体始发空间不足的情况下 ,
分体始发示意图
先将主机或部分台车吊放到
井内的始发方式。在盾体安 装好后,用高压油管、电缆
等管线将地面上的台车与盾
体进行连接,随着盾构机的 掘进,陆续将地面上的剩余
台车吊人始发井内并进行连
接成整体。
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始发姿态控制
盾构始发时姿态控制
工程本身受损以外,对周边环境造成的影响和损失也十分巨大。
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始发到达阶段险情实例
南京地铁1号线某标在富水粉细砂地层盾构始发时出现两次流沙
现象, 地面下陷1.5m。
管线破坏 房屋倒塌
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始发到达阶段险情实例
南京某标段在盾构到达时发生坍塌,路面最大沉降达4m。
盾构始发、接收 施工技术
中国中铁二局股份有限公司
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引言
随着盾构施工技术日益成熟,盾构法在城市地铁及公路、水下隧道等市 政工程和一些城际轻轨、铁路等工程中得到广泛应用,如何避免盾构法施 工的风险,特别是重大事故,是施工中重点关注的问题。据近年来盾构法 施工事故统计,盾构施工重大事故多发生在始发、到达阶段,特别是在软 弱富水饱和粉砂层地质中,更容易发生涌水涌砂等重大事故,发生事故除
洞门密封装置
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洞门密封装置
洞口密封按种类有压板式和 折叶式两种,其中折叶式越来越 被人们所认可。洞口密封的施工 分两步进行,第一步是在车站结 构的施工工程中,做好始发洞门 预埋件的埋设工作,要特别注意 折叶式洞门密封
的是在埋设过程中预埋件必须与
车站结构钢筋连接在一起;第二 步在盾构正式始发之前,应先清
洞门探孔 合格 破除外层砼 不合格
补强加固
切割外层钢筋
破除内侧砼
切割内侧钢筋
盾构始发
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洞门探孔及破除
洞门破除分层示意图
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洞门探孔及破除
在安装负环管片之前, 为保证负环管片不破坏盾尾 刷、保证负环管片在拼装好 以后能顺利向后推进,在盾
盾尾间隙条
壳内安设厚度不小于盾尾间
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场地布置
施工前,应根据场地大小、水电接驳、排水设施等方面综 合考虑盾构施工阶段的场地布置,主要包括:管片堆放、周 转材料堆码、充电设施、给排水设施、起重吊装设施、渣土 倒运、拌浆设备、材料库房、洗车槽等方面。
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场地布置
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场地布置
负环管片安装
负环管片一般采用闭口环拼装,若遇特殊情况,需利用盾构吊装孔作为 盾构施工渣土管片及材料吊装孔,也可采用开口环拼装方式,开口负环管 片采用通缝拼装,上半圆不拼装管片,预留上部吊装作业空间,但须在上 部架设临时支撑以传递盾构机上部推力。
闭口环负环示意图 开口环负环示意图 钢支撑
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端头加固目的
在盾构始发或到达之前需进行端头加固施工,端头土体加
固处理的目的就是保证洞门破除的安全性,使洞门圈内车站 围护结构破除后裸露的土体具有一定的自稳能力,并隔断加 固区与外界水力联系,端头加固的好坏直接决定着盾构始发 及达到的成败。
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端头加固范围
5
冻结法
始发施工流程 第二部分 始发施工流程
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始发施工工艺流程
地面场地临建布置 配套设备安装调试 管片等材料准备 盾构始发井准备 控制测量定位 始发基座定位安装 洞门加固质量检查 盾构机吊装下井 洞门破除 盾构机组装调试验收 洞门帘布安装
始发后支撑体系安装
始发节点验收 负环管片拼装 盾构始发掘进 百米负环拆除 百环验收 盾构正常掘进
反力架安装
± 10mm 以内,始发基座轴线与
反力架竖直轴线的夹角为90°。
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防侧滚装置
在始发的过程中,当刀盘 旋转削切土体时,将产生较大 的扭矩,有可能会带动盾体一 起转动,从而影响盾构机姿态 及管片拼装质量。为防止此类 现象的发生,始发前,在盾体
防侧滚装置
上焊接不少于两道楔形钢板,
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端头加固检测方法
洞门探孔:打设深度一般选择 1.5~2.0m,对打设的探孔进行观察
,看是否有水流流出,无水流流出说明加固效果良好,有水流流出
需采取措施进行补强加固并隔断地下水通道。
洞门探孔施工 效果较好的探孔
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常见端头加固形式对比
序号 加固形式 地层适应性 周边环境适应性 优缺点分析
地面塌陷 地面塌陷
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始发到达阶段险情实例
地面开裂 路面塌陷
路面开裂
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内容
端头加固 始发施工流程 到达施工流程 始发到达阶段施工要点简析 始发到达易出现的险情及应急措施 案例分析 总结
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端头加固 第二部分 始发施工流程
邻近于始发基座两侧轨道,作 为防盾构机侧滚的装置,防侧
滚装置在盾体完全进入区间隧
道内进行割除。
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洞门密封装置
洞门密封系统的作用是在始发过程中不造成水土及同步注浆流失,由洞门 圈、钢环、帘布橡胶板、扇形翻板组成。盾构始发时,注意洞门圈下部不要 有土体及杂物影响扇形翻板的翻转,并在橡胶帘布上涂抹黄油,减小帘布与 盾壳的摩擦力,避免帘布破损,影响洞门密封效果。
钢结构平底整体基座
钢筋混凝土基座
组合式盾构基座
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托架安装
在始发基座安装完 成之后,利用型钢将 其四周与结构底板及 侧墙进行固定,防止 在盾构机向前推进的 过程中,始发托架发 生偏移。
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始发基座
反力架安装
反力架为始发阶段的盾构掘 进直接提供反力,安放反力架之 前,先对底板进行清理,再对反 力架进行精确定位,使之与盾构 机的中心轴线保持垂直。在安装 时,反力架左右偏差应控制在 ±10mm 以 内 , 高 程 偏 差 在
端头加固范围一般为隧道衬砌轮廓线外左右两侧各3.0m,顶板以上为 3.0m,底板以下3.0m,加固长度根据土质而定,富水地层加固长度必须
大于盾构本体长度(刀盘+盾壳)。
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端头加固的时间确定
为确保盾构始发到达施工的安全性,结合项目施工的总体 筹划安排,一般来说,端头加固的开始时间安排在车站或竖 井土方开挖完成之后,可与结构施工同时进行,加固完成时 间必须满足在盾构始发或到达节点工期之前28天。
1
旋喷桩
淤泥、淤泥质土、流塑、 软塑或可塑黏性土、粉土、 砂土、黄土、素填土和碎 石土等地基
加固区内无重要管线及 建筑物,加固质量直接 影响周边环境保护效果
ห้องสมุดไป่ตู้
施工成本较高,加固整体性较好
2
淤泥、砂土、淤泥质土、 深层搅拌桩 泥炭土和粉土
施工成本较高,加固整体性好
3
注浆加固
加固区范围存在大范围砂 层、岩层、黄土层
端头加固检测方法
端头土体加固完成后,一般从两个方面检测土体加固效 果。
加固体强度检测:
从地面取芯检测加固体强度,加固后的土体无侧限抗压
强度不小于1MPa,渗透系数不小于1×10-8cm/sec,冻结法
加固土体的检测应根据测温孔温度曲线和去回路盐水温度 曲线分析判断加固体情况,一般要求冻结土体温度低于 10℃。
成本低,但是加固体整体性较差; 一般只在适应性较好且不具备深 层搅拌条件的地层使用 成本较高,主要适应于常规加固 方式不能满足加固质量的情况下 使用 施工成本很高,施工周期长,比 较适合在地面加固不适应的情况 下,解冻后融沉时间较长,需要 近4个月跟踪处理
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4
地下水含量较大的圆砾层、 旋挖素砼桩 加固区无重要管线及建筑 粉土、粉砂 加固区有障碍物时适用, 地下水较丰富的砂性土、 对场地需求量小,加固后 粉土、粘性土、黄土均可 施工对周边环境影响小
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地面水平、垂直注浆加固法
地面水平、垂直注浆加固一
般采用袖阀管注浆方式。利用 注浆机以较高压力通过袖阀管 将液状的浆液压注于地层内部 ,通过浆液在土体中固结密实 ,形成一个整体,达到改良土 体,止水,防止坍塌的效果。
水平注浆施工
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旋挖素砼桩
旋挖素砼桩加固采用旋挖机钻孔 ,然后利用导管浇筑低标号素混凝土 成桩施工的一种加固方法,其工法类 似于围护结构咬合桩,对于采用旋挖 素砼桩进行端头加固的施工时,在素 砼桩与连续墙间无法加固的间隙处采
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