地铁工程盾构法施工质量安全控制重点84页_ppt

盾构始发(出洞)阶段
盾构机外观验收 序号 1 2 3 4 5 验收项目 刀具 焊缝 外形尺寸 尾刷 电气设备 验收要求 数量齐全、刃口完好、安装正确 焊缝均匀饱满，无缺陷 盾构外壳长度和直径符合要求 排列整齐有序 内外清洁，电缆无破损和油污
盾构机主体（全长8.5M)
盾构始发(出洞)阶段
盾构机调试验收
140mm 管片
灌浆前空隙厚度
注浆后浆层厚度
三、盾构接收（进洞）阶段
盾构接收（进洞）阶段掘进是盾构法隧道 施工最后一个关键环节。盾构能否顺利进 洞关系到整个隧道掘进施工的成败。在盾 构进洞前后需监督承包单位做好充分的盾 构接收的准备工作，确保盾构以良好的姿 态进洞，就位在盾构接收基座上。
盾构接收（进洞）阶段
推力/行程 thrust/stoke 转速 rotating speed
总功率 general power rate 最大掘进速度 Max Excavation speed 螺旋输送机 Screw conveyer
3600T/2000mm 0-6.1rpm
1500kw
8cm/min
直径700mm 270M3/h
封顶块出现严重损坏
管片上出现细纹裂缝2
控 制 要 素
纵缝角度
管片宽度 环缝角度
+
纵缝锥度 管片厚度
质量问题产生的主要原因
管片渗漏水产生的原因
1.管片本身质量原因。 。 2.管片壁后注浆防水质量原因。 3.施工原因 。
质量问题产生的主要原因
管片错台产生的原因 1.线路方面的原因 (小曲率半径地段 表现在 隧道腰部左右方向错台)。 2.管片上浮造成错台(主要表现为竖向错台, 隧道顶部、拱部错台量最大 ) 。 3. 注浆偏压造成错台(一般表现为局部管片 块的向隧道内部错台 )。 4.其他原因造成错台 (管片选型不当,掘进操 作不当,急纠偏) 。
盾构机进洞后在接收基座上
进洞前破除围护结构
盾构接收（进洞）阶段
盾构接收进洞
南京案例—盾构隧道塌跨一百多米,盾构 机全部被埋,目前还在处理中！
四、特殊地段的盾构施工技术措施
1. 2. 3. 4. 5. 盾构通过岩溶和溶蚀空洞 盾构通过高架桥桩基 盾构通过球状风化体地段(孤石) 盾构通过泥质粉砂岩段(结泥饼) 盾构在上软下硬段岩层掘进
盾构接收（进洞）阶段
盾构进洞土体加固 盾构进洞区域土体加固一般与出洞区域土 体加固是同时进行，对盾构进洞土体加固 效果的检验可参照对盾构出洞土体加固。
盾构接收（进洞）阶段
盾构接收基座设置 盾构接收基座用于接收进洞后的盾构机， 由于盾构进洞姿态是未知的。在盾构接收 （进洞）前仍需复核接收井洞门中心位置 和接收基座平面、高程位置（一般以低于 洞圈面为原则），确保盾构机进洞后能平 稳、安全推上基座。
盾构法隧道施工，掘进速度快、质量优、 对周围环境影响小、施工安全性相对较高， 但盾构施工技术有着自身的特点，安全管 理工作只有适应盾构施工的特点，才能利 用盾构的优势、克服传统隧道施工的劣势， 真正做好建筑施工企业的安全工作。
盾构法隧道施工三阶段
1 .盾构始发（出洞）阶段 2 .盾构试掘进和正式掘进阶段 3 .盾构接收（进洞）阶段
一 、盾构始发(出洞)阶段
盾构始发（出洞）阶段是控制盾构掘进施 工的首要环节。在盾构始发（出洞）前、后 各项准备工作中需要做好充分的技术、人员、 材料、设备准备，并对盾构是否具备出洞条 件予以审查，确保盾构在安全可靠的前提下 能顺利出洞。(南京案例—盾构机被埋,停工3 个月)
针对质量问题采取的措施
1)加强管片本身生产质量控制 2) 盾构机采用主动铰接 3) 严格控制管片进场、运输、拼装引起 的质量缺陷 4) 控制好盾构机姿态,合理调整掘进参数 5)同步注浆及二次注浆及时跟进.
盾构机纠偏曲线
纠偏曲线上管片拼装 TBM方位角
盾构机
隧道设计轴线 纠偏曲线
已拼隧道
六 、 盾构隧道施工安全问题
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、盾构进入接井
隧道盾构掘进示意图
开挖
衬砌
出土
运输
根据施工要求及地质条件作 好盾构选型工作
隧道地质情况、工 程要求、环境保护 要求、经济比较、 地面施工场地大小 等因素是盾构选型 的基本依据。
土压平衡盾构机工作原理
水 土 压+ 压=土仓压力
力 力
泥水平衡盾构机工作原理
水 土 压+ 压=切口水压
力 力
盾构法隧道的一些原则性定义
1 .小净距 2 .浅覆土 3 .小半径 4 .大坡度 5 .长距离 6 .大深度 小于 小于 小于 大于 大于 大于 0.7 D D 40 D 3% 4~5 KM 50 M
盾构试掘进和正式掘进阶段
⑴制作管片模具的精度符合规范要求。 ⑵制作管片类型、管片脱模后成品外观质 量及尺寸偏差满足设计和规范要求。 ⑶管片的砼抗压强度及抗渗指标满足设计 要求。 ⑷管片的检漏检测和三环试拼装检验符合 规范要求。
盾构试掘进和正式掘进阶段
管片进场检查 ⑴根据管片排序图核对进场管片规格是否满 足施 工需要。 ⑵审查进场管片出厂质量合格证明文件。 ⑶复查进场管片外观质量，若发现缺陷应及 时督促承包单位进行修补。
三环试拼装
盾构试掘进和正式掘进阶段
注浆作业监控 (同步) 浆液配合比 (粉煤灰,膨润土,沙) 注浆量 (理论缝隙量1.5~2倍) 注浆压力 (0.1~0.3MPA)
地面浆液搅拌
搅
拌
站 同步注浆
同步注浆

浆液配合比： 水 粉煤灰 膨润土 240kg 310kg 110kg
细砂 710kg
＞140mm 管片
盾构试掘进和正式掘进阶段
出土量
进土量=出土量
盾构试掘进和正式掘进阶段
掘进速度
地层类型 掘进速度(mm/min)
微风化
中风化 强风化 软土层
40~80 MPA
小于40 MPA
30~50
40~60 60~80 40~60
盾构试掘进和正式掘进阶段
千斤顶推力/行程 3600T/2000mm 千斤顶分组 4组(上下左右)
管片进场卸车
盾构试掘进和正式掘进阶段
管片拼装前检查 根据管片接缝防 水设计要求一般需 粘贴防水密封垫， 工程师应在管片拼 装前对密封垫粘贴 位置和粘贴质量逐 块检查。
盾构试掘进和正式掘进阶段
管片成环后检查 ⑴高程和平面偏差。 ⑵纵、环向相邻管片高差和纵、 环向缝隙宽度。 ⑶纵、环向相邻管片螺栓连接。
盾构始发(出洞)阶段
盾构机始发(出洞)装置安装
二、盾构试掘进和正式掘进阶段
盾构施工掘进两个阶段: 1 . 100环试推进寻求最佳施工参数(根据合同 约定由盾构机制造商负责)--- 广深港案例 2 . 正式掘进阶段，施工承包商负责.
盾构试掘进和正式掘进阶段
盾构机施工参数管理
土压力 出土量 掘进速度 千斤顶推力 刀盘扭矩和转速
盾构试掘进和正式掘进阶段
盾构掘进姿态控制 规范规定允许偏差均为±50mm 。 发现偏离应逐步纠正，不得猛纠硬调。
盾构试掘进和正式掘进阶段
管片拼装控制
管片拼装是盾构法施工的关键工序，管片 拼装的质量好坏直接影响到隧道结构的安 全和使用功能。
隧道管片拼装现场
流水线上的管模
管片脱模
三环试拼装试验
管片检漏试验
盾构始发(出洞)阶段
盾构始发(出洞)阶段
洞门位置及尺寸
盾构始发(出洞)阶段
盾构机及后配套设备井下验收 在井下验收工作的重点是对盾构机及后 配套设备主要部件和系统检查和核对，并 对试运转情况进行见证，在验收合格前提 下可批准盾构机及配套设备投入使用。盾 构机井下调试、验收项目如下。
盾构始发(出洞)阶段盾构机及台车等吊装示意图
Slurry
0,06 0,2 0,6 2,0
盾构机的选型
透水性
卵石 粗砾石 中等砾石 细砾石 粗砂 中砂 细砂 砂质、粉砂黏土 粉砂
–– –– –– –– –– –– –– –– –– –– –– –– –– ––
10 1 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10
- 1 - 2 - 3 - 4 - 5 - 6 - 7 - 8 - 9 - 10 - 11 - 12
满足正常使用
走行和起升构件正常，满足正常使用 启动和停止正常，满足正常使用 喷出正常 仪器仪表显示、漏电开关保护、警报系统等能正常使用
盾构始发(出洞)阶段
盾构机后盾支撑系统安装 盾构始发(出洞)三大钢结构件: 1 . 洞门钢环 2 . 始发托架 3 . 反力架
盾构始发(出洞)阶段
洞门围护结构凿除（出洞侧）
Clay
Fein-
Grob-
Sand
Mittel-
Grob-
Fein-
Mittel-
GBiblioteka Baiduavel
Grob-
0 10 20 30 40
EPB
Foam
50 60 70 80 90 100 6,0 20,0 60,0
20 10 0 0,001 0,002 0,006 0,02 Grain Diameter d in mm
泥水盾构
(m/s)
加泡沫后
黏土
渗 透 系 数
土压平衡盾构
泥水平衡式 Slurry Balance
水力式 Hydro
开式
Open mode
复合式盾构 Mixed Shield
盾构类型 Shield Machine Mode
土压平衡式 EPB
硬岩式
hardROCK
某土压平衡盾构机主要技术参数 Main Technical Parameters of the Shield Machine 直径 Diameter 主机长度 Length of the main parts 总长（含拖车） Total length (with trailers) 扭矩 Torque 6280mm 8500mm 64,000mm 5300kn· m
序号 1 2 3 验收项目 刀盘转速 超挖刀 正转和反转满足要求 数量和行程满足要求 验收要求
推进千斤顶 数量、行程、油压、伸缩时间满足要求
4
5 6
螺旋输送机 转速、油压、闸门开关满足要求
管片拼装机 回转角度和速度满足要求 注浆系统 满足正常使用（用水替代）
7
8 9 10 11
盾尾油脂
双梁葫芦 皮带机 泡沫系统 电气系统
地铁工程盾构法 施工质量安全控制重点
地铁盾构法隧道施工技术概述
盾构是一种既能支撑地层压力、又能 在地层中掘进的施工机具. 以盾构为核心的建造隧道的施工方法 称为盾构工法.
盾构机的分类
敞开式
纯土压平衡式
盾构机
土压平衡式 （EPB）
封闭式
泥水平衡式 （Slurry）
加泥型土压平衡 式(泡沫,膨润土 等
刀盘结构上形成的泥饼
五、盾构隧道施工质量问题 施工过程常见的质量问题 管片破损(崩缺、裂纹 )、错 台、渗水、上浮、隧道轴线偏 差 (沈阳地铁案例)
管片拼装长出现的问题
鸟嘴
错台
唇型错台
隧道管片错台漏水
质量问题产生的主要原因
管片崩缺、裂纹产生的原因 1. 盾构机盾尾间隙过小。 2. 千斤顶布置不合理, 千斤顶的分布与管片 接缝 不匹配。 3. 盾尾铰接使盾尾与管片的适应性变差。 4.吊运和拼装过程中的碰撞损坏盾构机轴线与管片 轴线偏差过大 5.盾构机轴线与管片轴线偏差过大盾构机轴线与管 片轴线偏差过大 6.各组推进千斤顶推力相差过大等。 7.管片上浮和管片扭转方面的原因
Grain Size Distribution 地层土体颗粒级配分布
Körnungslinie Schlämmkorn Silt
Mittel-
Siebkorn
Fein-
Massenanteile der Körner <d in % der Gesamtmenge
100 90 80 70 60 50 40 30
盾构始发(出洞)阶段
盾构始发(出洞)阶段

盾构出洞土体加固
针对土体加固应重点关注以下三方面：
⑴加固土体与地墙间隙封闭
⑵加固土体的强度 ⑶加固土体的均匀性
盾构始发(出洞)阶段
盾构始发基座设置 盾构始发前需将盾构机准确的搁置在符合 设计轴线的始发基座上，待所有准备工作 就绪后，沿设计轴线向地层内掘进施工。 因此，盾构出洞前盾构始发基座定位的准 确与否，直接影响到盾构机始发姿态好坏。 在检查盾构始发基座时，应重点复核高度 重视。
刀盘扭矩(KN-M)
25000 20000 15000 10000 5000 0 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 刀盘转速（ｒｐｍ）
盾构机中控室控制台和操控面板
盾构试掘进和正式掘进阶段
土压力管理
超土压掘进------地面隆起 欠土压掘进------地面沉降 土压平衡掘进----- 零沉降 (+1~-3)满足规范要求