盾构施工技术及质量控制

保持开挖面稳定的同时，在机内安全地进行隧道的开挖和衬砌作业。 三大要素：①稳定开挖面；②挖掘及排土；③衬砌作业及壁后注浆
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盾构施工技术及质量控制
1、盾构法隧道简述
盾构机是一种隧道掘进的专用工程机械，现代盾构掘进机集机械、电气、 液压、传感、信息等技术于一体，具有开挖切削土体、输送土碴、拼装隧道衬 砌、测量导向纠偏等功能，且需按不同的地质进行“量体裁衣”式的设计制造 ，可靠性要求极高。
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通缝拼装
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三、盾构施工技术介绍
盾构进出洞技术措施
盾构始发是指在始发井内利用临时组装的管片、反力台架等设备， 使盾构机离开基座经井壁穿墙洞沿指定路线推进的一系列作业。
盾构进洞是指在盾构机从外侧掘进进入接收井内台架的一系列作业 盾构始发和进洞作业时盾构掘进施工中最容易发生事故的两道工序
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四、盾构施工质量控制措施
管片制作、运输质量
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四、盾构施工质量控制措施
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盾构施工技术及质量控制
四、盾构施工质量控制措施
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1、盾构法隧道简述
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1、盾构法隧道简述
起源和发展史——第一代盾构
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盾构施工技术及质量控制
1、盾构法隧道简述
起源和发展史——第二代盾构
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地层变形的防治措施
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四、盾构施工质量控制措施
盾构施工质量控制要点
盾构法隧道施工的质量控制重点 是建成的隧道实际轴线与设计轴 线的一致性，管片的制造质量， 管片拼装质量需符合设计要求； 另外隧道的综合防水能力，隧道 施工过程对地层的扰动、对周围 环境的影响等也是反映隧道施工 质量的重要指标
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三、盾构施工技术介绍
管片拼装技术介绍
管 片 拼 装 流 程
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三、盾构施工技术介绍
管片拼装技术介绍
螺栓紧固流程
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三、盾构施工技术介绍
管片拼装技术介绍
错缝拼装
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三、盾构施工技术介绍
泥水平衡盾构工法技术介绍
泥水循环系统
开挖的土砂以泥浆形式输 送到地面，通过泥浆处理 设备进行分离，分离后的 泥水进行重新调浆冲刷管 ，再输送到开挖面。 泥水盾构适用的地质范围 从软弱砂质土层到砂砾层 都可以使用。
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二、盾构构造、分类及选型
盾 构 机 的 分 类
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二、盾构构造、分类及选型
盾 构 机 的 分 类
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二、盾构构造、分类及选型
盾构的选型
综 合 性 比 选 问 题
首先考虑：地质条件和开挖面稳定 其次考虑：环境、工期、造价、设计线路、现场条件、障碍 物情况、可选用的辅助工法等因素
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三、盾构施工技术介绍
土压平衡盾构工法技术介绍（EPB）
土体改良技术
当掘进过程中遇到砂层或含 水量低的硬黏土等不良地层 时，土体塑流性差，需通过 盾构机的渣土改良系统，注 入高压水或粘土、膨润土、 发泡剂等材料，通过土仓内 搅拌系统充分搅拌后，从而 保证盾构顺利掘进。
管片拼装技术介绍
通缝拼装一般只在隧道曲线段设置楔形管片
错缝拼装设计时往往每环均为楔形管片（通过左右环宽 不等的特点，管片旋转角度，可用于隧道转弯和纠偏）
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三、盾构施工技术介绍
管片拼装技术介绍
管 片 拼 装 流 程
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注浆量主要依据距构筑 物的位置和监测数据及时进 行调整，一般为理论建筑间 隙的130％－250％
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三、盾构施工技术介绍
同步注浆技术措施
二次注浆原理
二次注浆：根据地面监测信息反馈，当同步注浆未不能填满管 片与土体间隙，须及时补浆，否则会造成地面的较大沉降。
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四、盾构施工质量控制措施
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四、盾构施工质量控制措施
盾构始发、到达质量控制
1、进出洞土体 加固及改良质量
1) 加固效果要通过在不同部位、不同深度钻心取样等手段 进行验证,确保满足设计要求；
2) 降低地下水位。在始发期间,端头井周围地下水位要降 至洞圈以下1.5—2m,要实施实时监测,并有备用降水井和降水 设备。
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一、盾构法隧道简述
起源和发展史——第三代盾构
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盾构施工技术及质量控制
一、盾构法隧道简述
起源和发展史——第四代盾构
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一、盾构法隧道简述
盾构在我国发展历史及发展现状
我国自20世纪50年代开始涉足盾构法修建隧道和管道工程，最近二十年 开始大规模应用。虽然起步较晚，与国外先进国家仍存在一定差距。但由于 应用前景广阔，主要吸收和采用先进技术和工艺、参考和借鉴国外成功的经 验和失败的教训，所以发展较快，差距正在逐步减小。
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三、盾构施工技术介绍
土压平衡盾构工法技术介绍（EPB）
基本原理
盾构推进时，其前端刀 盘旋转切削地层土体， 切削下来的渣土进入土 仓，当土体充满土舱时 ，其被动土压力与切削 面水、土压基本相同， 故实现切削面平衡，从 而保持开挖面的稳定
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盾构施工技术及质量控 制
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目录
1 盾构法隧道简述 2 盾构构造、分类及选型 3 盾构施工技术措施介绍 4 盾构施工质量技术措施
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盾构施工技术及质量控制
1、盾构法隧道简述
原理：运用盾构机挖土排土构筑隧道的工法，属暗挖法范畴。 即利用盾构机在地下掘进，在其掩护下，防止软基开挖面崩塌或
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三、盾构施工技术介绍
管片防水技术措施
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管片防水关键环节
除了管片拼装质量是隧道防水的关 键环节外，接缝衬砌防水的还有四 个关键环节： （1）、管片自防水：管片本体应 满足抗渗设计要求和几何尺寸精度 。 （2）、接缝密封防水：密封垫防 水、螺栓防水 （3）、嵌缝防排水：嵌缝抹孔 （4）、壁后注浆的防水：同步注 浆和二次注浆等
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二、盾构构造、分类及选型
盾 构 的 构 造
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二、盾构构造、分类及选型
盾构机的构造（土压平衡
）
驱动系统
推进系统
刀 盘ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
盾尾 拼装机
皮带输送机
螺旋机
切口环
支撑环
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三、盾构施工技术介绍
管片防水技术措施
嵌缝抹孔作业
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三、盾构施工技术介绍
管片防水技术措施
止水环注浆
在盾构特殊地段或特殊地质，必要时通过管片上的注浆孔 进行止水（浆）注浆,。 止水（浆）环材料通常用：水玻璃+水泥浆
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三、盾构施工技术介绍
管片拼装技术介绍
一般每环管片有6-8块管片组成，分为A、B、K型，分别为标准 块，邻接块、封顶块。 可由球墨铸铁、钢结构、钢筋砼、钢板与钢筋砼的复合材料等 制成的管片（衬砌）
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三、盾构施工技术介绍
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四、盾构施工质量控制措施
盾构始发、到达质量控制
3、盾构始发工序 质量控制
2) 出洞止水密封装置安装： 帘布橡胶板上的安装螺栓必须齐全紧固,防翻卷装置加工牢固,帘布橡胶板紧贴
洞门,防泥水流失。 3) 盾构机基座 a 位置及尺寸。基座设置前,应对洞中的实际净尺、平面位置、直径及高程进
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三、盾构施工技术介绍
盾构进出洞技术措施
洞口止水装置
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三、盾构施工技术介绍
同步注浆技术措施
同步注浆原理
填充空隙，稳固管片，防漏水、防止地面沉降。
因盾构机外壳大于管片 外径，随着盾构的推进，在 管片和土体之间会出现建筑 间隙。
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三、盾构施工技术介绍
盾构进出洞技术措施
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三、盾构施工技术介绍
盾构进出洞技术措施
洞门密封止水装置作用：防止泥砂或地下水从洞门圈与 盾构壳体（管片）间的空隙涌入盾构工作井内。
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三、盾构施工技术介绍
土压平衡盾构的施工技术与管理
施工工艺流程
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三、盾构施工技术介绍
土压平衡盾构工法技术介绍（EPB）
土压力管理
土压设定和管理方法： 理论估算，经验判断，确定 合理P0；精心操作，认真量 测，及时反馈信息，通过出 土量与地表沉降数据对P0进 行调整，即对P0进行动态化 管理，以适应盾构连续推进 工况。
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三、盾构施工技术介绍
盾构施工测量与轴线控制技术
盾构施工测量技术
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盾构施工技术及质量控制
盾构掘进纠偏施工过程
纠偏曲线隧道
盾构方位
盾构机
已建隧道
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纠偏曲线
设计轴线
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三、盾构施工技术介绍
盾构施工对地层的影响和防治措施
在盾构掘进过程中应采 用同步注浆及时填充建筑空 隙尽可能的减少盾构施工对 地面的影响同时作为管片外 防水和结构加强层。
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三、盾构施工技术介绍
同步注浆技术措施
穿越建筑物施工的同步 注浆必须精确控制注浆量和 注浆速率，否则将会使构筑 物产生大的形变；同步注浆 可采用惰性浆液或双液浆。
行复核确定基座的位置和高程。 b 基座的加固焊接质量,导向轨的夹角,基座的防移动加固。 c 考虑设计坡度和盾构机预沉降防范措施, 前端应有防盾构机磕头装置。 4) 反力支撑系统 (由临时负环管片、反力架、调节装置等部分组成) a 必须尽可能地保持负环管片的真圆度。 b 使用钢材等按设计调整正1环与竖井坑口部位的位置关系。 c 负环顶部作为运输开口时,必须用钢材加固该开口。 d 反力架的支撑中,受力混凝土和钢构件的强度,要达到设计推力的要求。
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三、盾构施工技术介绍
管片防水技术措施
管片防水原则
盾构法隧道通常采用组装式 衬砌，接缝数量多，防水难 度大。要求高的防水等级隧 道，往往采用二次内衬混凝 土设计。 其防水原则：以防为主，强 化堵截，归口引导
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（水压力+主动土压力+预备压）＜P0＜（水压力+被动土压力+预备压）
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三、盾构施工技术介绍
土压平衡盾构工法技术介绍（EPB）
土压力管理
土压力的调整方法 a、调节螺旋机转速及出土 闸门开口率 b、调节盾构千斤顶推进速 度 c、两者组合调节
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盾构施工技术及质量控制
四、盾构施工质量控制措施
盾构始发、到达质量控制
2、盾构机和配套 设备质量验收控制
盾构机在隧道内有只能进不能退的特点,因此盾构机的质量 是隧道能否顺利施工的关键,现场应有厂方经验丰富的组装和调 试工程师。
现场应加强对隐蔽组装部位以及盾构机出洞后不便观察检 查等部位的检查验收,如刀盘安装螺栓(力矩、数量)、止水密封 圈、同步注浆和渣土改良系统等。始发前主要对盾构进行部件 、系统功能性、运转状况进行验收,应制定详细的验收表格,逐 项验收,确保盾构机的组装调试质量。