隧道工程《盾构法施工》超详细讲解
隧道盾构法施工技术与措施教程ppt课件
隧道盾构法施工技术与措施教程
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盾构法施工的优点
1、场地作业少,隐蔽性好,因噪音、振动引起的环境影响小; 2、隧道施工的费用和技术难度基本不受覆土深浅的影响,适宜于
建造覆土深的隧道; 3、穿越河底或海底时,隧道施工不影响航道,也完全不受气候的
影响; 4、穿越地面建筑群和地下管线密集区时,周围可不受施工影响; 5、自动化程度高、劳动强度低、施工速度较快。
盾构掘进施工的竖井
始发工作井: 满足盾构掘进机安装和出洞施工的要求接收工
作井: 盾构隧道掘进完成后进入接收井,满足盾构拆卸
或转场吊装移位的工作空间要求 竖井施工方法:
沉井法、地下连续墙围护、钢板桩围护
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常见的洞门结构形式
常见的洞口封门形式主要有: • 外封门形式 • 内封门形式 • 特殊封门(井内外封门) • SMW工法施工洞口封门 • 地下连续墙施工洞口封门 • 钻孔灌注桩施工洞口封门
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二、盾构推进施工—盾构推进轴线的控制
• 2、影响盾构轴线控制的原因
• (1)地层土体对盾构产生的偏向
盾构在地层下向前推进过程中将受到盾构切口贯入土层的阻力、盾构正 面阻力、盾构四周土体与盾构壳体间的摩阻力,盾构自重与下卧土层的摩阻力 等组成。
上述阻力,由于收到地层土质变化、隧道埋深变化、地面建筑物等因素, 形成阻力不均匀的作用于盾构正面及四周,从而导致盾构推进时偏向。
•
盾构推进是采用盾构法建造隧道三大主要工序的第一道工序。盾构借助于设在其
支承环上千斤顶的顶力,向前推进,直至行进一定距离,使盾尾内形成一个能容纳管
片宽度的空间,使隧道建造在这一空间内。
盾构法施工
第 6 章盾构施工技术第一节概述一、基本原理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。
先在隧道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。
●盾构是进行土方开挖、正面支护和隧道衬砌结构安装的施工机具●盾构是一个既能支承地层压力,又能在地层中推进的钢筒结构●钢筒的前面设置各种支撑和挖土装置钢筒的中段周圈内安装顶进千斤顶钢筒的尾部可安置数环隧道衬砌●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。
二、国外盾构施工技术发展概述1. 人工开挖盾构的发明世界上第一条人工开挖盾构隧道是由Mare Brunel和他的儿子—起在伦敦泰晤士河下建成的。
该盾构呈矩形(11.6m宽,7m高),总共只有366m长的隧道耗时20年左右,曾经历很大困难,出现过五次以上涌水。
1869年,James Henry Greathhead采用圆形敞开式盾构在泰晤士河下再建了一条外径为2.18m的行人隧道,该隧道衬砌是铸铁管片,隧道在不透水的粘土层中掘进,无地下水威胁,因此进展相当顺利。
1886年,Greathead在建造伦敦地铁时首次使用了压缩空气盾构,解决了在含水地层中修建隧道的问题。
2.机械化盾构的问世1876年:第一台机械化盾构的专利出现。
第一台机械化盾构的设想是用由几块板构成的半球状刀盘旋转切削土体,然后靠径向转动的土斗将切削下来的土体运到皮带输送机上。
1896年,J.Price的专利比第一台盾构有较大改进,刀盘由若干轮辐构成,电动驱动由长轴传递,其外形也与现代盾构较为接近。
早期的盾构技术在英国发明并得到发展并不是偶然的事件,由于19世纪和20世纪上半叶,英国是全球最强盛的工业化国家,而对隧道掘进来讲,伦敦的粘土可说是地球上较理想的土层,因此,由当时最发达的国家率先在较理想的土层中发展盾构技术是合乎技术发展的逻辑的。
盾构法隧道工程施工
盾构法隧道工程施工1. 盾构机的种类及工作原理盾构机是盾构法隧道施工的核心设备,根据不同的施工需求,盾构机可分为土压式、泥水平衡式、泥水循环式、硬岩盾构机等多种类型。
其中,泥水平衡盾构机是应用最为广泛的一种,并被广泛应用于地铁、市政管网、通风井等项目的施工中。
泥水平衡盾构机的工作原理主要包括以下几个步骤:首先,盾构机进入施工井,然后由推进液压缸作用,盾构机开始向前推进;同时,通过注浆管将注浆材料注入土体中,以增强土体的稳定性;最后,通过螺旋输送机或刮泥器将土屑输送到后方的输土斗中。
整个施工过程中,盾构机不断向前推进,同时支撑环、砌筑管片,完成隧道施工的过程。
盾构机的工作原理简单清晰,操作方便,能够有效提高施工效率和质量。
2. 隧道施工步骤隧道施工一般包括以下几个步骤:方案设计、施工准备、井口平台搭设、盾构机架设、预喷混凝土支架、盾构推进、管片安装、封顶、尾段施工等。
在具体的施工过程中,需要根据不同的隧道工程特点,制定相应的施工方案和施工步骤,确保施工进度和质量。
首先,方案设计是隧道施工的关键环节,需要根据工程的实际情况,制定合理的施工方案,明确各个步骤和工序的具体要求。
其次,施工准备阶段包括设备调试、人员培训、材料及物资准备等,确保施工顺利进行。
随后,井口平台搭设是为了保证盾构机的安全推进,同时也是施工人员的工作平台。
盾构机架设是将盾构机安装在井口平台上,保证施工的顺利进行。
而预喷混凝土支架是为了增强土体的稳定性,提供施工的条件。
盾构推进是隧道施工过程中的关键环节,通过盾构机的推进,实现隧道的顺利施工。
管片安装是将预制的管片逐个安装在隧道内部,形成完整的管道结构。
最后,封顶和尾段施工是为了保证隧道的整体质量和稳定性,确保隧道施工的顺利完成。
3. 安全措施在盾构法隧道工程施工过程中,安全是首要考虑的问题。
为了保障施工人员和设备的安全,需要采取一系列的安全措施,包括但不限于以下几点:(1)加强施工现场管理,明确责任分工,建立安全生产责任制度;(2)加强施工人员培训,提高员工安全意识和应急处理能力;(3)定期检查设备和机械的安全状态,确保设备运行正常;(4)保证施工现场通风、通风设备的设置和运行;(5)加强施工区域标识和警示标志设置,确保施工人员和设备的安全。
盾构施工技术及实例分析
第二节 设备简介
1 盾构机基本构造 2 盾构机分类
盾构机基本构造
1、盾壳 2、刀盘 3、推进油缸 4、拼装机 5、螺旋输送机 6、油缸顶 块7、人行闸 8、拉杆 9、双梁系统 10、盾尾密封系统 11、工作平台
盾构机基本构造
盾构法隧道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。这个钢质组件在初步或最终隧道衬砌建成前,主要起防护开挖出 的土体、保证作业人员和机械设备安全的作用,这个钢质组件被简称为盾构。 盾构另一个作用是能够承受来自地层的压力,防止地下水或流沙的入侵。
古北路站
漕河泾
凯
下K11+273.420(内壁)
路
宁
长
钻孔灌
旋
注桩
中山公园站
盾构
盾构
3.9m 路
尺寸以 计。
SK11+275.000(内壁)
明珠线轻轨 污水箱涵
第七节 工程实例
2号线西延伸古北路站~中山公园路站区间隧道
工程重、难点
古北路站
中山公园站
盾构进洞
第七节 工程实例
2号线西延伸古北路站~中山公园路站区间隧道
第六节 施工要点
地表变形控制——注浆管理
✓作用: 防止土体松弛和下沉;减少地表沉降;保持隧道衬砌的早期稳定;提高
衬砌接缝防水性能。 ✓材料:
应选择符合土体条件及盾构形式的注浆材料。 ✓注浆方法:
一般从通过设置在盾构上的注浆孔进行同步注浆,也可从设在管片上的 注浆孔进行注浆。
第六节 施工要点
其它操作要领
小曲率半径
中山公园站
小曲线半径施工
盾构穿越内环线及明珠线一期轻轨高架
盾构穿越箱涵进洞
《隧道盾构法施工》课件
盾构法施工相比传统施工方法,能够提供更高的施工安全性,减少人员伤亡和事故发生 的可能性。
盾构法施工的缺点
1 技术要求高,设备成本大
盾构法施工需要高水平的技术和专业设备,投资成本较大。
2 空气质量受污染
盾构法施工会产生粉尘和排放废气等污染物,对施工现场和周边环境的空气质量有一定 影响。
《隧道盾构法施工》PPT 课件
# 隧道盾构法施工 盾构法是一种利用大型盾构机在地下开挖和加固隧道的施工方法。 盾构机通过逐步开挖隧道,并在开挖面区域完成先进的支护和衬砌工作。
什么是盾构法施工
盾构机是一种大型的机械设备,用于在地下建筑中开挖和加固隧道。 盾构法施工利用盾构机来逐步开挖隧道,同时在隧道开挖面区域完成先进的支护和衬砌工作。
盾构法施工的流程
1
盾构机开挖
- 掘进头机尾挖掘法
- 全面挖掘法
2
支护和衬砌工作
- 导向器
- 接头固定钢筋
- 垫圈支撑
- 钢筋网片
- 混凝土浇筑
盾构法施工的优点
1 适用于各种地质条件
盾构法施工适用于各种地质条件,能够应对不同类型的土壤和岩层。
2 施工速度快,效率高
盾构法施工速度快,能够高效地开挖和加固隧道,减少施工时间。
3 施工对环境影响大
盾构法施工会对地下土壤和地下水Hale Waihona Puke 统造成一定的干扰和影响。结论
采用盾构法施工隧道,可以保证工程质量,提高施工效率和安全性。然而,同时必须注意对环境的保护和污染 控制,以及对施工人员的安全保障。
盾构施工工序及要领介绍图文并茂
二、盾构施工工序
1 盾构始发
始发端头地层加固
加固范围:在具备条件下满足盾构刀盘在出加固区前,盾尾完全进入土体, 洞门橡胶密封与管片间形成密封环后进行注浆(砂浆、双液浆)填充,同时进 行密封与管片间缝隙的封堵。再次掘进土仓可建立平衡压力、洞门封堵完成。
如:盾构直径11.65m,主机长度11.7m。加固范围:纵向长15m(结构 0.8m+1m连续墙)、隧道外轮廓以外两侧各3m、加固深度隧道外轮廓底以下3m。
负环安装、配套设备安装、盾构机加压贯入 作业面和掘进等工作内容。
盾构机设备组装
垂直运输系统土建
盾构机连接调试
如:泥水盾构始发工作流程 垂直运输系统设备 安装调试
安装反力
搅拌站安装调试
负环管片拼装 盾构始发试掘进
盾尾通过密封后开始同步注浆 正常掘进
加固区预留
封堵注浆填充区
二、盾构施工工序
1 盾构始发
始发端头地层加固范围说明
庆春路过江隧道工程盾构始发段地质为粉砂土, 埋深约13m,端头始发加固范围设计为纵向长 12m,刀盘出加固区出现坍塌。
运河隧道工程盾构始发段地质为粉砂土,埋深 约6m,端头加固范围设计为纵向长13m、刀盘出 加固区,在安装管片过程中(2小时内)土体坍塌, 刀盘被困。
38m次加固区正好在西向东的主行车道下,埋深浅车流量大,动载荷严重破坏上部土 层自稳,易出现超挖和塌方。
处理措施:沿隧道掘进方向铺设40m钢板,断面直径方向为9m,隧道中心线每2m预留 观察孔,在刀盘正上方2m范围内采用锥形桶临时围护,24小时人员值班与主机室通讯畅 通。浆液粘度在22~24S左右,同步注浆量1.8~2倍(20~25m3),确保行车安全。
洞门破除加固效果图
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
盾构法开挖隧道工程
第四节 盾构隧道主体4
四、盾构推进的地面监测
(1)盾构推进的地面监测质量问题 1)监测方案未审查,监测点位布置不合理。 2)土压平衡盾构的正面平衡压力未合理设定。 3)同步注浆和二次注浆参数不合理,地表沉降。 4)穿越建筑物时,推进速度不合理,对土层的
扰动。
(2)盾构推进的地面监测预防措施
1)严格审查监测方案,监测点位布置准确合理, 监测频率适应盾构施工的要求,监测报告及时提 交。
2.盾构在始发工作井内安装就位; 3.依靠盾构千斤顶推力(作用在工作井后壁或新拼装
好的衬砌上)将盾构从始发工作井墙壁开孔处推出; 4.盾构在地层中沿着设计轴线推进,在推进的同时
不断出土(泥)和安装衬砌管片; 5.及时向衬砌背后的空隙注浆,防止地层移动和固
定衬砌环位置; 6.盾构进入到达工作井并被拆除,如施工需要,也
二、盾构机的组成1
1.切口
该部位装有掘削机械和挡土设备,故又称掘削 挡土部。
2. 支承
支承部即盾构的中央部位,是盾构的主体构造 部。因为要支承盾构的全部荷载,所以该部位的 前方和后方均设有环状梁和支柱,由梁和柱支承 其全部荷载。该部位装有推动盾构机体前进的盾 构千斤顶或装有刀盘驱动装置、排土装置、盾构 千斤顶、中折机构、举重臂支承机构等等诸多设 备(封闭式盾构)。
流体输送方式送到地面,这就是泥水加压平衡式盾构法的主要特征。
盾构的掘进是通过液压油缸顶推,同时前面刀盘边旋转边切削 土体,使盾构向前移动,同时,通过出碴系统(螺旋输送机或 泥水输送系统)将刀盘切削下来的碴土排出,当盾构前进到一
, 定距离后,停止推进,将油缸缩回 安装一环衬砌管片,然
后再继续推进下一循环。
(4)盾构管片的渗漏和水平拼装检测必须 符合规范要求。
盾构隧道施工原理及方法PPT课件
清水槽
p1 泥浆调整槽
大刀盘 泥水室
密度计
流量计
V
p2
供浆管
伸缩管 p3
p4
排浆管
图5-5-10 直接控制型泥水加压盾构泥浆自动控制输送系统
在盾构推进时,进、排泥管需不断延长,管阻亦随之增 大。为了保证管内的流速恒大于临界流速,排泥浆泵P2的 转速应随时调整,故排泥浆泵P2必须是自动调速的。当P2 泵达到最大扬程时,再加P3、P4接力泵。
砾石、岩石等硬质围岩时的刀头
大砾石、岩石时多采用刀轮式刀头
焊接
螺栓式
插入式
刀头的固定方式
焊接式
稳定开挖面技术的历史,是从“无”到 “气”,再演变到泥水式的“水”和土压式的 “土”。“开挖面稳定”和“盾构开挖”的技 术已达到较完善的地步。目前盾构一般指密封 式泥水平衡式和土压平衡式盾构。
盾构技术的发展动向:超大断面盾构、多圆 盾构、异型盾构,加上在衬砌和开挖方面使用 了挤压混凝土衬砌技术,以及自动测量技术, 计算机自动管理系统等。
a.手掘式盾构机 手掘式盾构机的正面是开敞的,通常设置防止开
挖顶面塌陷的活动前檐及上承千斤顶、工作面千斤顶 及防止开挖面塌陷的挡土千斤顶。开挖采用铁锹、镐、 碎石机等开挖工具,人工进行。
图 5-5-2 手掘式盾构构造
b.半机械式盾构机 半机械式盾构机进行开挖及装运石碴都采用专用
机械,配备液压铲土机、臂式刀盘等挖掘机械和皮带 运输机等出碴机械,或配备具有开挖与出碴双重功能 的机械。
图5-5-3 半机械式盾构构造
c.机械式盾构机 机械式盾构机前面装备有旋转式刀盘,增大了盾
构机的挖掘能力,开挖的土砂通过旋转铲斗和排土可 以连续进行,缩短了工期,减少了作业人员。
盾构法施工
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整理课件
四、正常盾构施工的控制
二次补浆
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整理课件
四、正常盾构施工的控制
补浆后的情况
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整理课件
五、盾构到达
盾构到达,监理人员应督促、检查施工人员做好以下工作: 1. 制定盾构接收方案,并通过审批,包括到达掘进、管片拼装、壁后
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整理课件
四、正常盾构施工的控制
3、注 浆
盾构推进过程中,应及时进行同步注浆,使管片衬砌尽早 支承地层,防止地层沉降。同步注浆一般采用水泥砂浆。 应注意控制管片背衬注浆部位、注浆量和注浆压力。
每环推进前对同步注浆的浆液进行小样试验,严格控制初 凝时间。在同步注浆过程中,合理掌握注浆压力,使注浆 量、注浆速度与推进速度等施工参数相匹配
盾构机按直径大小分类:
盾构根据其直径的大小分为以下几类: 0.2~2m直径称为微型盾构 2~4.2m直径称为小型盾构 4.2m~7m直径称为中型盾构 7m~12m称为大型盾构 12m以上为超大型盾构
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整理课件
➢ 复圆盾构
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整理课件
➢ 非圆盾构
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整理课件
➢ 多圆盾构
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整理课件
一、盾构概述、工法选择
整理课件
四、正常盾构施工的控制
2、拼 装
• 管片拼装前,再次检查管片外观、连接件是否为合格产品,防 止鱼龙混杂,以次充好。
• 管片安装须按正确的安装程序进行。管片拼装质量直接影响弹 性密封垫的防水作用。
• 拼装时应注意控制管片成环的椭圆度和管片环面的平整度。椭 圆度过大会引起环缝张开量增大,易造成漏水。
1、掘 进
掘进过程中,保持土仓的压力与作业面压力(土压、水 压之和)平衡是防止地表沉降,保持建筑物安全的重要 因素。
盾构法施工隧道施工工艺盾构机介绍PPT
刘建航(1991)在Peck法的基础上,总结了上海地 铁隧道纵向沉降分布的一般规律。
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惠珊精彩作品惠珊精彩作品
盾构掘进方向
5.衬砌的形式和构造
椭圆
马蹄形
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矩形
3.盾构机(Shield Machine)
3.2 盾构机类型
(1)按断面形式分:圆形、椭圆形、马蹄形、 矩形、双圆搭接形、三圆搭接形。
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双圆形
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三圆搭接
3.盾构机(Shield Machine)
3.2 盾构机类型 (2)按出土器械的机械化程度分:手掘式、半机 械掘削式、机械掘削式。
5.3 衬砌的分类 (一)按材料及形式分类 2.铸铁管片 饱和含水不稳定地层中修建隧道时较多采用。
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管片较轻,耐蚀性好,机械加工后管片精度高,能 有效地防渗抗漏。 金属消耗量大,机械加工量也大,价格昂贵。 易脆性破坏的特性,不宜用作承受冲击荷重的隧道。
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铸铁管片的适用场所
5.3 衬砌的分类
(三) 按形成方式分类
1.装配式衬砌 由分块的预制管片在盾尾拼装而成。
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按照管片所在位置及拼装顺序不同可将管片划分为 标准块、邻接块和封顶块。 特点:工厂化生产、机械化安装;立即受荷;接缝 防水。
盾构法施工(新手能看懂)课件
盾构法施工步骤
03
施工准备
01
02
03
施工组织设计
根据工程特点、地质条件 、环境要求等因素,制定 详细的盾构施工组织设计 。
施工场地布置
合理规划盾构施工所需的 各种设施,如管片堆放区 、拼装机作业区、注浆材 料堆放区等。
设备进场与安装
确保盾构机及其配套设备 按时进场,并按照施工组 织设计要求进行安装和调 试。
城市地下管道建设
盾构法施工适用于各种类型的 城市地下管道建设,如污水管
道、给水管道等。
山岭隧道建设
在山岭地区,盾构法施工能够 克服地形困难,建设隧道通道
。
其他地下工程
盾构法施工还可应用于其他类 型的地下工程,如地下停车场
、地下仓库等。
盾构机的构造和工
02
作原理
盾构机的构造
盾体
盾构机的主体,起到支撑和保 护作用。
总结词
大型城市地铁建设项目
详细描述
该案例是一个大型城市地铁建设项目,采用盾构法施工,建设了一条长距离、 大直径的地铁隧道。在施工过程中,项目团队克服了地质条件复杂、施工环境 恶劣等困难,确保了工程质量和安全。
某市政管道盾构工程案例
总结词
城市管道改造项目
详细描述
该案例是一个城市管道改造项目,采用盾构法施工,对老旧的管道进行更换和维 修。施工过程中,项目团队注重环境保护和资源利用,采用了许多先进的施工技 术和设备,确保了施工效率和质量。
掘进施工
开挖面稳定控制
通过控制开挖面的水土压 力平衡,采取适当的注浆 、排水等措施,确保开挖 面稳定。
推进参数选择
根据地质条件、盾构机性 能等因素,合理选择推进 压力、推进速度、刀盘转 速等参数。
隧道盾构法施工过程,别说我没帮你整理
隧道盾构法施工过程,别说我没帮你整理盾构法隧道施工在地铁建设中应用最为广泛。
在实施盾构法隧道施工工作应熟悉和掌握施工质量监控重点,从而保证工程质量。
盾构法施工的内容包括盾构的始发和到达、盾构的掘进、衬砌、压浆和防水等。
盾构的始发和到达1始发竖井始发竖井的任务是为盾构机出发提供场所,用于盾构机的固定、组装及设置附属设备,如反力座、引人线等;与此同时,也作为盾构机掘进中出碴、掘进物资器材供应的基地。
因此,始发竖井的周围是盾构施工基地,必须要有搁置出碴设备、起重设备、管片储存、输变电设备、回填注浆设施和物资器材的场地。
2到达竖井两条盾构隧道的连接方式有到达竖井连接方式和盾构机与盾构机在地下对接的方式。
其中,地下对接方式是在特殊情况下采用,例如连接段在海中难以建造竖井,或者没有场地不能设置竖井等。
但在正常情况下一般都以到达竖井连接。
3盾构机拼装盾构在拼装前,先在拼装室底部铺设50cm厚的混凝土垫层,其表面与盾构外表面相适应,在垫层内埋设钢轨,轨顶伸出垫层约5cm,可作为盾构推进时的导向轨,并能防止盾构旋转。
若拼装室将来要作他用,则垫层将凿除,费工费时。
此时可改用由型钢拼装的盾构支撑平台,其上亦需要有导向和防止旋转的装置。
4盾构机的始发盾构机的始发是指利用临时拼装管片等承受反作用力的设备,将盾构机从始发口进入地层,沿所定的线路方向掘进的一系列施工作。
根据临时拆除方法和防止开挖面地层坍塌方法的不同,施工方法有以下的2种:(1)使开挖面地层能够自稳,再将盾构机贯入自稳的开挖面。
一般是通过化学注浆、高压喷射注浆、冻结施工法等来加固开挖面地层,或向始发竖井压气,平衡开挖面的地下水、土压力,使地层自稳。
(2)利用挡土墙防止开挖面崩塌,让盾构机开始掘进。
5盾构机的达到盾构机的到达是指在稳定地层的同时,将盾构机沿所定路线推进到竖井边,然后从预先准备好的大开口处将盾构机拉进竖井内,或推进到到达墙的指定位置后停下等待的一系列作业。
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一、高压旋喷桩法 高压旋喷桩法是在化学注浆法的基础上,采用高压水射流切割技术而发展起来的。高压喷射 注浆就是利用钻机钻孔,把带有喷嘴的注浆管插至土层的预定位置后,以高压设备使浆液成为 20Mpa 以上的高压射流,从喷嘴中喷射出来冲击破坏土体。当能量,速度快呈脉动状的喷射动压 超过土体结构时,土粒便从土体上剥落下来。部分细小的土料随着浆液冒出水面,其余土粒在喷 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有规律地重新排 列。浆液凝固后,便在土中形成一个固结体与桩间土一起构成复合地基,从而提高地基承载力, 减少地基的变形,达到地基加固的目的。 二、深层搅拌桩法 深层搅拌桩法是通过特制的深层搅拌机械,在地基中就地将软粘土(含水量超过液限、无侧 限抗压强度低于 0.005 兆帕)和固化剂(多数用水泥浆)强制拌和,使软粘土硬结成具有整体性、 水稳性和足够强度的地基土。根据上部结构的要求,可对软土地基进行柱状、壁状和块状等不同 形式的加固。 三、冷冻法 冷冻法是使土体中水分冻结,整个冻结范围内土体暂时形成有相当强度的冻结固体,在这种 冻结固体支护下,拆除洞口封门,待掘进设备进入洞门圈内、洞口密封装置安装完毕、洞口施工 时的密封性能建立后再解冻,进入正常进出洞施工。
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送机上,然后输送到停在轨道上的碴车上。盾构在推进油缸的推力作用下向前推进,掘进、排土、 衬砌等作业在盾壳的掩护下进行。
土压平衡盾构特别适用于具有高可塑性、软连续性、低)泥水平衡盾构 泥水加压平衡盾构工法是从地下连续墙以及钻孔等工程所使用的泥水工法中发展起来的,它 起源于英国,日本代表着当今世界的新潮流。该型式盾构是在机械式盾构的刀盘后侧,设置一道 封闭隔板,与刀盘形成泥水仓。把水、粘土及其添加剂混合制成的泥水,经输送管道压入泥水仓, 待泥水充满整个泥水仓,并具有一定压力,形成泥水压力室。通过泥水的加压作用和压力保持机 构,能够维持开挖工作面的稳定。盾构推进时,旋转刀盘切削下来的土砂经搅拌装置搅拌后形成 高浓度泥水,用流体输送方式送到地面泥水分离系统,将碴土、水分离后重新送回泥水仓。 泥水盾构施工的特点: (1)在易发生流沙的地层中能稳定开挖面,可在正常大气压下施工作业; (2)泥水传递速度快而且均匀,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,地面沉降量控制精度高; (3)盾构出土,减少了运输车辆,进度快; (4)刀盘、刀具磨损小,适合长距离施工; (5)刀盘所受扭矩小,更适合大直径隧洞施工; (6)适用于软弱的淤泥质粘土层、松散的砂土层、沙砾层、卵石层和硬土的互层等地层。 特别适用于地层含水量大、上方有水体的越江隧洞和海底隧洞。
3 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。
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3.1 盾构井端头处理
3.1.1 工艺概述
在盾构始发或到达之前,一般要根据洞口地层的稳定情况评价地层,并采取有针对性的盾构 端头处理措施。端头处理一般采取如“固结灌浆”、“冷冻法”、“插板法”等措施进行地层加 固处理。选择加固措施的基本条件为加固后的地层要具备最少一周的侧向自稳能力,且不能有地 下水的损失。常用的具体处理方法有高压旋喷桩法、深层搅拌桩法、冷冻法等。选择哪一种方法 要根据地层具体情况而定,并且严格控制整个过程。