城市大直径泥水盾构始发关键技术
15.03m超大直径盾构机反力架受力分析与安装技术
应力（安全系数取1.2）287.5M P a。
2.4.2有限元建模
反力架钢结构有限元模型,采用全实体单元进行网格的自动划分。
该模型共划分了45832 个单元，66272个节点。
2.4.3静强度计算分析结论
（1）在工作工况的载荷下，反力架的最大应力为233 M P a,最大静挠度为8.49 m m；（2）在均载工况的载荷下，反力架的最大应力为251 M P a,最大静挠度为13.5 m m；综合上述工作工况，反力架的最大应力为251 M P a,最大静挠度为13.5 m m；在最大载荷工况下，最大应力小于材料的许用应力，最大强度和刚度满足使用要求。
106|CHINA HOUSING FACILITIES
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2020.03 |
,2018,47(S1):791-794.
最重道加管道管道的问划高每个物理圈市政各，但不会城市化的发展，越来越需要排放大量的污水，这就加大了市政工程的排水设施的需求，市政排水管道施工技术，对排水管道的建设至关重要。
因此，政府应该大力培养排水管道的施工技术，更加有利于市政工程的建设中，由此而提高城市排水管道的质量。
参考文献
[1]邵杰柏.市政给排水施工常见问题及有效措施[J].门窗,2019(04):57-58.
[2]贺猛.浅析市政给排水管道的施工技术要点[J].江西建材,2018(01):45+48.。
盾构机关键技术研究
四、敞开式盾构机介绍
一、超大直径盾构机关键技术 1、常压可更换刀具技术 2、推出式刀具技术 3、长距离掘进刀具设计 4、刀盘驱动伸缩机构技术 5、同步施工专用设备技术 6、氦氧饱和带压换刀作业技术 7、长距离掘进盾尾密封及冷冻装置技术 8、应用实例 二、城际轨道交通用盾构机介绍 三、6米级复合式盾构机介绍
目录
四、敞开式盾构机介绍 五、多元化发展
次采用盾构机挖掘树木区域达百米；
改变了以往处理的方法。
1、刀盘
主切削刀 外周保护刀 导流切削刀 刀座保护刀 磨损检测刀 注入口保护刀 单刃滚刀 双刃滚刀 中心滚刀
超挖滚刀
130个（拳型刀） 12个 10个 30个 2个（液压式） 10个 40个 (2套单刃型) x6套 单刃8套 17寸单刃滚刀液压千 斤顶式
锁紧装置
5、同步施工专用设备技术
双层桁架结构，双管片起重小车在上层运行，口子件小车在下层运行。 隧道掘进机掘进和转弯时，会造成管片夹具产生震动和位移，可能会 导致管片脱落。
5、同步施工专用设备技术
路面同步施工设备是在隧道掘进机隧道工程中，在拼装管片时同步进行 路面施工的设备。本次路面同步施工设备是针对下图中置于中央部位的“ロ” 字型预制件。左右路面的设置施工、隧道内壁连接路面的施工。
三、6米级复合式盾构机介绍 2、刀盘形式
三、6米级复合式盾构机介绍
三、6米级复合式盾构机介绍
三、6米级复合式盾构机介绍
驱动部土砂形式
四、敞开式盾构机介绍
敞开式盾构机主要优点： 设备成本低，约为密闭式盾构机的50%，不需要主轴承，无刀盘刀具，设备故障少； 可以直接观察开挖面情况，能够处理漂石和障碍物，广泛适应各种无水地层； 直接开挖运输土方，不需改良渣土，无污染，速度快； 设备用电小，约为密闭式盾构的50%，减小了城市用电配套设施及用电量；
超大直径泥水盾构粘土、淤泥地层掘进关键技术
超大直径泥水盾构粘土、淤泥地层掘进关键技术摘要：超大直径泥水盾构作为重要的隧道掘进施工设施来讲，其能够运用于隧道的复杂地层掘进施工操作，而且体现为良好的隧道掘进施工效果。
具体对于淤泥地层与粘土地层在从事掘进施工的环节中，运用超大直径的泥水盾构机械设施关键就是要明确淤泥与粘土地质特征，结合隧道地质特性完成隧道掘进施工。
关键词：超大直径泥水盾构；粘土；淤泥地层；掘进关键技术粘土地层以及淤泥地层都属于软弱土层，具有承载力较差以及沉降幅度较大的特性。
在此种情况下，隧道掘进的项目施工过程将会表现为较大难度。
由于受到淤泥土层与粘土层导致的掘进施工影响，因此将会造成软弱土层产生地基部位沉陷或者隧道整体结构倾斜等工程安全风险，增加来往车辆的安全通行隐患。
因此可以判断出，对于淤泥层与软弱粘土层如果需要运用超大直径的泥水盾构机械设施，那么施工操作人员必须做到合理控制盾构掘进速度，充分保证盾构掘进操作的安全性。
1.超大直径泥水盾构运用于掘进粘土地层与淤泥地层的实例某越江隧道项目工程所在区域的施工地层主要包含强风化的砾岩、粉质黏土、胶结状的砂岩、粉质的细砂层，此外还包含硬塑膨胀性的全断面粘土层[1]。
工程施工单位对于上述的隧道地质层借助于超大直径的泥水盾构机械设施来完成掘进施工操作，在工程施工初期频繁遇到刀具磨损以及刀盘泥饼凝结的情况，导致地层掘进的施工速度被减慢。
经过反复的尝试与分析，施工人员对于泥水盾构的刀盘与刀具部位实施了全面的清理操作，进而有效避免了掘进特殊地层导致泥水盾构机械设施受到磨损的安全风险，提升了掘进施工效率[2]。
图为隧道淤泥地层与粘土地层的掘进施工剖面图1.超大直径泥水盾构掘进粘土与淤泥地层的关键施工技术要点1.实时监测隧道地质变化隧道地质变化必须被实时监测，否则将会导致隧道掘进中的潜在安全风险被忽视，进而造成显著的工程操作人员安全威胁[3]。
施工人员对于掘进孤石层的操作在初步开展时，要求盾构的洞门部位达到完全封闭的状态。
大直径盾构始发负环管片加固施工工法(2)
大直径盾构始发负环管片加固施工工法大直径盾构始发负环管片加固施工工法一、前言大直径盾构始发负环管片加固施工工法是一种常用于大直径盾构始发施工的工法，通过在盾构始发位置安装负环管片进行加固，以增强盾构机在始发过程中的稳定性和安全性。
本文将从工法特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析和工程实例等方面进行介绍。
二、工法特点1. 管片加固：采用负环管片作为盾构机始发位置的加固措施，有效增强了施工现场的稳定性和安全性。
2. 灵活可调：通过调整负环管片的数量和位置，可以适应不同地质条件和始发位置的要求。
3. 工艺简便：负环管片的加固施工工艺相对简单，操作便捷，施工效率高。
三、适应范围大直径盾构始发负环管片加固施工工法适用于管径较大、地质条件较复杂的盾构始发施工，特别是在软弱地层、高地应力和大倾角区域。
四、工艺原理大直径盾构始发负环管片加固施工工法采用负环管片对盾构机开挖位置进行加固，主要基于以下工艺原理：1. 加固作用：负环管片通过充分利用地层自身的地应力和土体的摩擦力，将盾构机始发位置的土体压实，在开挖过程中提供支撑和加固作用，防止地层塌方和失稳。
2. 水平分布：负环管片的水平分布可以平衡地层内的应力分布，降低因盾构机的掘进引起的应力集中，从而减小地层的应力变化和位移。
3. 承载能力：负环管片可以充分利用地层的承载能力，分散盾构机的重载荷载，降低对地层的破坏，减小沉降。
五、施工工艺1. 准备工作：进行地质勘探和实验室试验，分析地质情况和土体力学性质，确定负环管片的数量和位置。
2. 挖掘始发井：使用盾构机进行始发井的挖掘，井底留有足够的空间安装负环管片。
3. 安装负环管片：在井底安装负环管片，通过液压顶进装置将负环管片推入地层，确保负环管片的稳定和合理分布。
4. 加固地层：负环管片安装完成后，进行地层的加固处理，填充胶结土或其他加固材料。
5. 掘进盾构机：待地层加固完成后，开始推进盾构机进行正常的挖掘工作。
大直径泥水盾构始发技术
大直径泥水盾构始发技术摘要：盾构始发阶段，主要要完成盾构设备的安装与调试、始发辅助设备的安装与就位，盾构初始定位与掘进控制、盾构导向系统的安装与调试以及区间隧道洞口的处理。
盾构始发技术包括：始发端头处理、始发托架设计加工及安装、反力架设计加工及安装、盾构机安装及调试、洞门凿除及洞门密封装置的安装、负环拼装及加固、始发掘进。
本文结合杭州市环城北路-天目山路提升改造工程两次大直径泥水盾构始发过程，介绍了大直径泥水盾构施工始发技术的组成、关键技术、关键工序及工艺。
关键词：大直径泥水盾构；泥水盾构施工；始发技术1、工程概况杭州市环城北路-天目山路(中河立交-古翠路)提升改造工程01标段西段盾构设计范围:北线起止里程为NK0+609.745~ NK2+367.207，长1757.462m，南线起止里程为SK0+609.058~SK2+369.237，长1760.179m。
线路最小曲线半径2000m，线路纵段呈V字坡，出1#工作井后以最大纵坡3%下至最低点，然后以2.5%、0.3%纵坡升至2#工作井，隧道覆土约7.46m-22.2m。
2.盾构始发施工技术2.1反力架及始发托架安装始发基座的主体是在车站底板基础上进行后浇钢筋混凝土(C30)结构，结构前端直接浇筑至距离始发端墙2500mm处，基座分为含盾体和盾尾两部分的弧形结构，基座纵向中心线平行于隧道中心轴线。
盾构机机壳和导台之间有三道1000mm的预留缝隙主要用于导轨的焊接，基座纵向预埋工350*350mmH型钢，上部内侧轨道为75kg/m导轨，外侧轨道为100*100mm方形钢柱，导轨纵向每隔10cm设置一道加劲肋，焊缝高度不得小于10mm。
盾构始发井底板在施工时预留φ22钢筋，伸入始发导台40cm，将车站底板和导台连接成为一个整体，以提高基座的抗剪能力。
反立架的拼装与盾构机组装调试穿插进行，在超前钻进和拼装机下井之前将反力架底座吊装下井定位，定位完成后将底座与底板预埋钢板进行焊接，底座下井完成后将超前钻和拼装下井组装，然后将台车和盾构连接（包括设备连接和电器管路连接），在盾构机连接管路和调试期间安装反力架其它部件，具体施工细则如下：①吊装下支座盾尾底块下井后、超前钻和拼装机下井前,及时将反力架底座吊装下井，将反力架底座焊接固定在底板预埋钢板上，确保焊缝饱满。
盾构始发接收技术
盾构始发接收技术一、盾构始发技术盾构始发是指利用反力架和负环管片，将始发基座上的盾构，由始发竖井站推入地层，开始沿设计线路掘进的一系列作业。
盾构始发在施工中占有相当重要的位置。
1）盾构始发方式盾构始发方式根据盾构主机、后配套及相关附属设施是否一次性放置于地下，分为整体始发和分体始发；根据临时拼装的负环管片是否采用半环方式，分为整环始发和半环始发；根据盾构始发的线路不同，又可分为直线始发和曲线始发。
（1）整体始发与分体始发①整体始发。
整体始发是指将盾构主机和全部台车安装在始发井下，盾构始发掘进时带动全部台车一起前进的施工技术。
当具备整机始发条件时，尽量采用整体始发，以便充分发挥盾构施工安全、快速、高效的优势。
目前盾构施工中，采用的整体始发主要有利用车站整体始发和利用“始发竖井+反向隧道+出土井”的整体始发两种方式（图6.13）。
图6.13 盾构始发井+反向隧道+出土井整体始发方式示意图利用“始发竖井+反向隧道+出土井”的整体始发方式只需增加一个出土竖井的投资，在出土井施工场地许可的情况下，可以在始发井和出土井同时施工的情况下，从两个工作面相向施工70 m左右的反向隧道，能大大节约工期。
因此，在车站条件不具备盾构机整体始发时，可优先考虑“始发竖井+反向隧道+出土井”的整体始发方式。
②分体始发。
盾构按常规整体始发需要80 m长的始发竖井或车站空间。
如此长的竖井不但造价昂贵，而且在繁华的城市中很少具备这样条件的场地。
车站也有可能因场地拆迁或总工期控制等因素一时不能提供盾构整体始发空间，这时就需要采用分体式始发。
分体始发是将盾构主机与全部或部分台车之间采用加长管线连接，盾构主机与全部或部分台车分开前行，待初始掘进完成后再将盾构主机与全部台车在隧道内安装连接进行正常掘进（图6.14）。
盾构分体式始发时，盾构主机与地面台车之间采用的电缆、油管等管线需加长连接，在盾构掘进80 m 左右后拆除负环，将后配套台车吊入始发井内，并拆除台车与盾构主机相接的加长管线，对台车与盾构主机重新进行连接，然后按正常掘进模式掘进。
大直径土压平衡盾构机分体始发技术
大直径土压平衡盾构机分体始发技术摘要：以国外某深埋雨水隧道为例，对大直径土压平衡盾构机分体始发进行了系统描述，重点介绍了盾构机主机井下组装、延长管线安装和后配套井上布置的施工过程，根据现场工况，结合理论计算，选择合理的施工方案。
本施工案例应用于国外，施工业主来自德国，结合国外的一些施工理念和施工方法，顺利完成盾构机的分体始发。
本文为大直径土压平衡盾构机分体始发技术，积累了宝贵的国外经验，对我国盾构施工技术有重大意义。
关键词：盾构机；分体始发；土压平衡；大直径1. 始发概况本项目为国外某深水排污主隧道Drive CS4～CS3 标段，主要用于雨水的排放。
施工区间为 CS4-CS3，总长约 5km，最大埋深约为 30 米。
始发井口尺寸为直径22.5m的圆形井口，没有明挖隧道，从圆形井口出渣。
由于主机长度为12m，整机总长约85m，须进行分体始发。
首先把主机在井下进行组装，台车组装后放在地面，1号台车和主机部分使用延长管线进行连接，随后盾构机掘进到120m后，后配套台车、延长管线等拆机，最后再把台车下井，再次进行装机、调试、始发工作。
2. 主机井下组装盾构机始发前需要完成盾构机整机组装和调试，根据现场始发井和导洞的尺寸，合理安排整机的组装流程，主机在井下组装，后配套的拖车和设备桥在井上组装，并放置在洞孔附近。
主机总长约 12.5 米，始发井口直径为Φ22.8 米，螺机约长 18 米，重约 65t，拼装机安装完成后，螺机的安装空间仅有约 11m，为了减小螺机安装风险，需要将主机向前移动来增大螺机的安装空间。
始发导台如图 1所示，主机在始发导台上完成井下组装（包含刀盘、前盾、中盾、拼装机等）。
安装螺机之前需要向前平移主机，可以采用两种方式：1、推进油缸步进；2、新增油缸推进。
如果采用推进油缸步进，则尾盾底块不能安装，需要安装底部管片来提供反推力。
如果采用新增油缸助推，则需要选用合适的油缸，安装在始发导台和盾体外侧之间。
超大直径泥水盾构到达施工技术
超大直径泥水盾构到达施工技术杨纪彦(中铁十四局集团有限公司,济南 250014)摘要:超大盾构的到达施工作为盾构施工的重要环节,工艺复杂,风险巨大。
以南京长江隧道为例,阐述洞前水泥搅拌桩加固、降水、冷冻及工作井内灌水(土)等综合施工措施,成功实施了浅覆盖、强透水地层条件下大直径泥水盾构机的接收,可为类似工程提供借鉴。
关键词:超大直径盾构;到达;施工技术中图分类号:U 455 文献标志码:B 文章编号:1672-741X (2009)05-0548-04Case Study on Arri vi n g Constructi on Technology of Slurry Shi eldMachi n e with Super 2l arge D i a meterY ANG J iyan(The 14th B ureau of China R ail w ay Construction Corporation,J inan 250014,China )Abstract:A s one of the crucial p r ocedures of shield boring,the arriving of shield machineswith super 2large dia meters is comp licated in technol ogy and has great risks .Taking the arriving of the shield machine for Nanjing Yangtze R iver Tun 2nel as an exa mp le,the author p resents the comp rehensive constructi on measures,including the portal secti on reinf orce 2ment by m ixing p iles,de watering,freezing and water &s oil filling in shield arriving shaft .The above measures guaran 2tee the safe arriving of the super 2large dia meter slurry shield under the conditi on of shall ow cover and highly per meable gr ound .This paper can p r ovide reference f or si m ilar p r ojects in the future .Key W ords:shield machine with super 2large dia meter;arriving;constructi on technol ogy0 引言超大直径盾构施工技术在我国刚刚起步,多学科交叉,技术含量高。
超大直径盾构试掘进施工关键技术研究
２ １ 年 ６月 ０ １
现 代 交 通 技 术
Ｍ ｏ ｅ ｎＴｒｎｓ ｏ ｔ ｔ ｃ ｎｏｏ ｙ ｄ ｒ ａ ｐ ｒａｉ Ｔｅ ｈ ｌ ｇ ｏｎ
ＶＯ ． ＮＯ ３ １ ８ ． Ｊ ｎ ０ １ ｕ ｅ ２ １
超 大 直径 盾 构试 掘进 施 工 关 键技 术 研 究
王 华 伟
（ 中铁 十四局集团有限公司 ， 山东 济南 ２ ０ １ ） ５ ０４
摘 要 ： 掘 进 施 工是 泥 水 盾构 施 工 的一 项 关键 技 术 ， 文 以 南京 长 江 隧道 １．３ｍ 泥 水 盾 构施 工 为 背景 ， 试 该 ４９ 对
试 掘 进 的 工 作 内容 和 主要 目的进 行 介 绍 ， 结 合 试 验 ． 盾 构施 工 引起 的 地 并 ５ｍ 对
表沉降变化规律和泥水压力的取值进行 了研 究。
关键词 ： 隧道 工程 ； 构 ； 掘 进 ； 表 沉 降 ； 盾 试 地 变化 规律 ； 水压 力 泥 中图 分 类号 ： ４ ５４ Ｕ ４ ．３ 文 献标 识 码 ： Ｂ 文章 编 号 ：６２ ９ ８ （０ ０ — ０ ６ ０ １７ — ８ ９ ２ １ ）３ ０ ５ — ２ １
ｓ ａｔｗｅｌ ｔ ｉ ａ ｉｌ ｎｒ ｄ ｃ ｓ ｔ ｅ ｃ ｎ ｅ ｔａ ｄ ｐ ｒ ｏ ｅ ｏ ｒ ｌｄ ｖｎ ， ｎ ｎ ｌｚ ｓ ｔ ｅ ｖ ｒａｉ ｎ ｒ ｌ ｆ ｓ ｒａ ｅ ｈｆ ｌ， ｓ ｒ ｃｅ ｉ ｔ ｕ ｅ ｈ ｏ ｔ ｎ ｎ ｕ ｐ ｓ ｆｔ ａ ｒ ｉ ｇ ａ ｄ ａ ａｙ ｅ ｈ ａ ｉｔ ｅ ｏ ｕ ｆ ｃ ｈ ｔ ｏ ｉ ｉ ｏ ｕ ｓ ｔ ｅ ｎ ｎ ｈ ｅ ｈ ｉａ ｅ ｕ ｒ ｍｅ ｔ ｆ ｌ ｒｙ ｐ ｅ ｓ ｒ ｅ ｕ ｏｓ ｉ ｌ ｉｇ ｃ ｎ ｔ ｃｉｎ ｅ ｔ ｍｅ ｔａ ｄ ｔ ｅ ｔｃ ｎ ｃ ｌｒｑ ｉｅ ｎ ｓｏ ｕ ｒ ｒ ｓ ｕ ｅ ｓ ｔ ｅ ｔ ｈ ｅｄ ｎ ｏ ｓｒ ｔ ． ｌ ｓ ｄ ｕ ｏ
隧道大直径泥水盾构施工技术
始发井 盾构隧道线路
二、工程概况
盾构隧道经过的原天津碱厂为百年老厂（已拆迁），历经多次改造，建筑资料缺失，地下桩基等 障碍物埋置情况不明，由于地层的特殊性，现有技术手段均无法准确探测，对盾构施工的影响存在不 确定性。探明及清除这些未知障碍物难度大。盾构隧道穿越天津碱厂的段落约占掘进总长的1/3。
盾构隧道最小曲线半径450m，占掘进线路总长近1/3，在这种曲线半径下，盾构施工的灵活性和 有效性明显降低，技术难度明显增大。大直径泥水盾构施工这么小半径的曲线，在我国尚无先例。
经评定，隧道沿线风险点共有26处 ，其中，极高风险点8处，高度风险点5 处，中度风险点11处。需采取措施进行 保护的建筑物共计19处，其中需采取地 面措施的有9处，有18条管线需进行加 固处理。受环境条件的制约，传统的保 护方法因对周边环境影响大而无法实施 。根据风险点的特点和环境条件对建筑 物及重要管线合理实施保护，是工程的 难点。
二、工程概况
二、工程概况
新建铁路京津城际延伸线工程是铁道部和天津市合资建设的重点工程项目，从天津站引出，至滨 海新区于家堡商务核心区，线路全长45公里，按照时速350公里的标准建设。我集团承建解放路隧道 。
天津站
塘沽站
解放路隧道工程 位于京津城际延伸线 的东端，是京津城际 延伸线的控制性工程 、难点工程。
地方城际铁路如：广东珠三角城际铁路、长株潭城际铁路 部分隧道也大量采用盾构施工。
多年的铁路盾构隧道施工技术的研究、实践，我们认识到 铁路隧道应用盾构技术的必要性，但也有其特点和难点，需要 不断总结和提高，促进我国铁路隧道盾构技术的发展。
铁路隧道盾构技术应用的几点思考
1、铁路盾构隧道尺寸的设计标准有待进一步研究。 2、新建铁路进出城市的通道采用地下车站、地下隧道方式 ，有利于环境保护，更好的开发地下空间。 3、大直径盾构隧道施工如何更好保护周边建构筑物。 4、泥水分离与处理量较大，占地多，要求严格。 5、大直径盾构始发到达技术。
泥水盾构设备始发关键技术措施与处理
泥水盾构设备始发关键技术措施与处理摘要：随着城市化的高速发展，市政地铁加速建设，穿越城市、江河及建筑物的小断面泥水盾构得到广泛应用。
本文某地铁站区间泥水盾构始发专项方案为背景，提出泥水盾构始发技术措施及施工方法，总结泥水加压平衡盾构机始发掘进施工关键技术。
关键词：泥水盾构；盾构始发；负环拼装；洞门密封1工程概况1.1工程简介某地铁站区间全长2240.8双线米，区间中段下穿河道，采用1台泥水平衡盾构机施工，盾构先施工左线，转场再施工右线。
区间共设置4个联络通道，其中，5号、6号、7号联络通道均采用冷冻法+矿山法施工，7号联络通道结合区间风井设置，采用明挖法施工。
1.2工程地质区间地质情况：0-495环为全断面圆砾土；496-645环为粗砂，加少量中砂；646环-810环为粗砂，顶部有少量粉质粘土；811-1455环粗砂、中砂、砾砂、断面范围内有2m厚粉质粘土；1456-1867环为砾砂、圆砾土。
1.3 线路设计情况纵断面采用V字坡，线路以19‰和3‰下坡，再以23‰、3.178‰及15.30‰上坡。
盾构始发后，线路沿南向呈“S”形前行，左右线（各两次）平面曲线半径为600m，线间距为9～10m。
1.4 工程水文条件勘察期间地下水水位埋深为7.10～9.40m，标高29.62～30.31m，水位、水量随季节变化，水位季节性变幅在为0～2.00m。
地下水补给主要是浑河侧向补给及大气降水垂直渗入补给。
主要排泄方式为径流排泄和地下水的人工开采。
根据岩土工程勘察报告，含水层渗透性强，渗透系数一般在28～80m/d之间，水力坡度约1%左右。
2 盾构始发盾构开始向前推进到盾体完全进入土体后洞门封堵完成是泥水盾构始发的关键，在这个过程中应注意负环管片安装和盾构掘进参数的设置。
2.1 负环管片安装盾构隧道施工中，一般称隧道洞门口处管片为0环管片，盾构井中用作传递反力的管片则称为负环管片。
负环拼装时第一环负环的定位相当重要，对后面的管片拼装起着基准面的作用。
大直径泥水平衡盾构机12‰下坡隧道双机同井洞内始发控制技术
（ １ ． Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｓ ｕ ｐ ｅ ｒ ｖ ｉ ｓ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ Ｃ ｏ ｎ ｓ ｕ ｌ ｔ ｉ ｎ ｇ（ Ｈｕ ｂ ｅ ｉ ）Ｃ ｏ ． ，Ｌ ｔ ｄ ． ，Ｃｈ ｉ ｎ ａ Ｒａ ｉ ｌ ｗａ ｙ Ｓ ｉ ｙ ｕ ａ ｎ Ｓ ｕ ｒ ｖ ｅ ｙ ａ ｎ ｄ
Ｌａ ｕ ｎｃ ｈ ｉ ｎｇ Ｔｅ ｃ ｈｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｏ ｆ Ｔｗｏ Ｌａ ｒ ｇ ｅ － ｄ ｉ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ Ｓ ｌ ｕｒ ｒ ｙ Ｓ ｈ ｉ ｅ ｌ ｄ Ｍａ ｃ ｈｉ ｎ ｅ ｓ ｉ ｎ ｔ ｈｅ Ｓ ａ ｍｅ Ｗ ｏ ｒ ｋｉ ｎ ｇ Ｓｈ ａ ｆ ｔ ｏ ｎ ａ １ ２％ｏ Ｄｏ ｗｎ ｈｉ ｌ ｌ Ｔｕｎ ｎｅ ｌ
５ １ ８ ０ ０ ０ ）
摘 要 ： 通 过 广 深 港 客 运 专 线 深 圳 至 香 港 连 接 隧道 深港 隧道 １ ２ ％ ｅ 下坡段 ２台９ ． ９ ６ ｍ 泥水平衡 盾构机 ， 在 皇 岗公 园 工 作 井 先 后 同 井始 发 的施 工 实例 ， 从 盾 构 机 的 吊装 与 井 下 组 装 、 洞 内长 距 离 空推 、 反 力墙 的 设 计 及 优 化 等 方 面 进 行 重 点 阐述 ， 采 用 Ｍｉ ｄ ａ ｓ空 间 有 限 元 软 件 对 ３ ６ ０ ０ ｋ Ｎ龙 门 吊基 础 受 力 和 变 形进 行 检 算 ， 采用 Ａ ｎ ｓ ｙ ｓ空 间 有 限 元 程 序 对
・
隧 道／ 地下工程 ・
大 直径泥 水平衡盾构 机 １ ２ ％ ０ 下坡隧 道 双 机 同井 洞 内始 发 控 制 技 术
唐 卫 平 ，赵 林 郑 勇
超大直径盾构机分体始发阶段侧方位出渣施工技术
渣料输送至渣土车内出渣。 方案二 : 通过增设横向小皮带机方案改造设
备，同方案一同理，前移下料口至 3 号台车尾部， 同时在主输送皮带机下料口处设置横向小皮带机， 通过主皮带机和横向小皮带机配合将渣料输送至 侧方的渣土车内。见图 6。
通过以上两种分体始发时侧方位渣土运输方 案的对比，各有利弊。方案一设备改造工作量大。 1 号主输送皮带加高后与反力架有交叉干涉，皮带 无法通过；方案二仅增加横向小皮带机投入，不
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图 3 盾构机分体始发示意图
2.2 分体始发出渣方案［4］比选 分体始发时由于皮带机未能正常安装，设备
处于残缺状态，无法实现正常出渣工作，经过综 合分析，拟采用以下两种方案：
方案一：通过抬高盾构机 1 号主输送皮带机， 并在侧向布置 1 条新的短皮带机出渣。即将盾构 机原 5 号台车的下料口前移至 3 号台车尾部上方， 同时抬高主皮带机，使主皮带整体倾斜角度 4°左 右，在侧向固定设置小皮带机，由其带动的侧向 小皮带向外且倾斜向下延伸至三号台车一侧，将
4）功效进度分析：侧方位出渣采用 1 台 55T 电 瓶 机 车 +1 个 22m3 渣 车 进 行， 完 成 1 环 需 要 10 个循环，每个循环约 15 ～ 20min, 每环用时约 200min，平均每天按 2 环考虑，掘进 14 环，用时 7d 左右。成都市地铁 18 号线工程海福盾构区间左 线自 2017 年 4 月 30 日始发，至 2017 年 5 月 9 日 顺利完成转接，用时 10d，为后续的掘进施工争取 了时间。
第 37 卷
云南水力发电
第3期
超大直径泥水盾构施工难点及技术分析
超大直径泥水盾构施工难点及技术分析摘要：超大直径盾构施工技术以其安全、高效的特点，在长大隧道施工中得到越来越广泛的应用。
但在穿越复杂地层掘进施工时，仍面临多项施工风险。
本文以实际工程为例，分析了超大直径泥水盾构施工的难点，以供相关人员的参考。
关键词：超大直径；泥水盾构；施工难点；施工技术1、工程概况盾构隧道穿越河流的宽度约为2600米，最小水深约为288m，最小水压为2.5kg/cm，最大土层厚度为1049米（0.7D）。
隧道穿越的主要地层为：填土和淤泥质粉质粘土、粉土、粉砂、粉细砂、砾砂、圆砾以及少量强风化粉砂质泥岩。
盾构穿越2672m强透水层（渗透系数达到10-2-10-3cm/s），占盾构段全长的88.4%。
该层为砾石与砾石的复合层。
刀具磨损严重，掘进艰难。
隧道全长1325米，占隧道总长度的43.8%。
盾构隧道内径13.30m，外径14.50m，厚度60cm。
每道环衬由10段组成，阔2m，管件按7个标准块、2个相邻块、1块封顶块，分为Z型Y型两片式。
管道设计强度为C60，防水等级为S12。
2、工程特点、难点及风险点该工程隧道几乎涵盖了所有其他典型盾构工程的所有困难和风险。
南京长江隧道工程是我国长江流域工程中难度最大、难度最大的地下工程。
南京长江隧道作为世界一流的渡江工程，面临着高风险、高挑战性的世界级难题，其特点主要体现在六个方面：“大”、“高”、“强”、“薄”、“长”、“险”。
“大”：即盾构直径超大。
盾构机直径14.93m，是世界上直径最大的盾构之一。
“高”：水土压力高达6.5kg/cm2，目前在同类盾构隧道中，国内首屈、世界之最。
“强”：隧道穿越的地层主要为渗透系数很高的强透水层，占隧道总长的70%以上。
“薄”：江底约150m长的冲槽段覆土厚度不足1倍洞径，最小埋深仅10.49m；始发段埋深仅5.5m（不足0.4D）。
“长”：在砂卵石层中连续掘进3000多米一次越江，相当于在粉粘土地层中掘进30公里、相当于地铁盾构连续掘进17公里。
城市大直径泥水盾构始发关键技术
砂为主。地质统计资料显示 ： 最大粒径 ２０ ｍ， ０ｍ 一般粒 径 ２ ￣６ｍｍ， 于 ０ ０ｍｍ 的颗 粒 含 量 约 占总 量 的 ０ ０ 大 ．８ ９ ， 中大 于 ２ ｍｍ 粒径含量 约 占总量 的 ６ 。 ７ 其 ０ ５ 盾构隧道 所在地层 主要为 孔隙潜 水和孔 隙承压 水 ， 地层最 大渗 透 系数 Ｋ－ ５ｍ／ － ０ ｄ潜水 ， 大水 土 压力 为 ＿１ ＿ 最
管片环采用通 用 楔 型环 ， 每环 管 片 由 ６块 标 准 块 、 ２块 邻 接块 和 １ 封顶块 共 ９ 组成 。 块 块
２ 工程地 质与水 文地质 盾构隧道 主要穿 越 的地层 以卵石 土 、 圆砾 、 中砂 、 粗
掘 削新 型材料墙 体 的方 式开洞 门 ， 开洞 处 的地 下连续墙 钢筋 笼全 部换用 玻璃纤 维筋代 替普通 钢筋 ， 混凝 土采 用 以石 灰石 为粗 骨 料 的细 石 混 凝 土 ， 混凝 土抗 压 强 度 为 Ｃ ０其余 范 围地 下连续 墙采用 Ｃ ０混凝 土 。 ２， ３
３ ２ 盾构始 发井施 工 ． ４ 始 发井 围护结构 为地 下 连续 墙 。采用 盾 构直 接
盾构 中是 结构最 为复杂 、 工质 量较好 、 施 效率较 高 、 技术 最先进 、 全可靠性 最高 的一种 。而泥水 盾构在 始发 阶 安 段的施工难 度较大 ， 如何保 证泥水 盾构始 发成功 是盾 构 法施 工成败 的关键 。
３ ａ。 ｂ ｒ
技术进 步 、 综合 国力 的增 强 以及 我 国地铁 、 路 、 路 、 公 铁 水利 等基础建设 的飞速 发展 ， 大断 面盾构 已越来越 多地
应用于 城市地下 工程 。 泥水 平衡盾 构是一 种全新 的盾构技 术 ， 目前 各类 在
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( 1) 盾构始发阶段, 掘进速度应不大于 20mm/ min; ( 2) 开始掘进应逐步提高掘进速度, 正常掘进过程 中, 掘进速度值应尽量保持恒定, 减少波动, 以保证泥水 仓水压稳定和送、排泥管的畅通; ( 3) 掘进速度选取时, 必须注意与地质条件和地表 建筑物条件匹配, 避免掘进速度不当对盾构机刀盘、刀 具造成非正常损坏和造成隧洞周边土体扰动过大。 4. 3 掘进方向控制 盾构机始发姿态的方向控制是利用盾构机自带的 PP S 自动导向系统来完成的。该系统配置了导向、自动 定位、掘进程序软件和显示器等, 能够全天候在盾构机 主控室动态显示盾构机当前位置与隧道设计轴线的偏 差以及趋势。据此调整控制盾构机掘进方向, 使其始终 保持在允许的偏差范围内。 同时, 采用 PP S 导向系统和人工测量辅助进 行盾 构姿态监测。 4. 4 同步注浆浆液质量及注浆量的控制 当盾尾通过两道洞 门密封后开始 实施同步注浆。 注浆浆液选择水泥砂浆, 水泥砂浆的凝结时间控制 在 6h 左右, 浆液的强度不小于 5M Pa。同步浆液配合比如 表 1 所示。
4# 始发井端头加固采用地面注浆加固方式, 加固 范围为: 东侧 12. 0m, 隧道轮廓线上下 6m, 左右 4m。由 于玻璃纤维筋与普通钢筋接头处抗拉力强度较低( 只有 普通钢筋抗拉强度的 10% ) , 而在始发洞门处的地下连 续墙采用 C20 混凝土, 因此为保证 4# 竖井开挖的安全 性, 在始发洞门前端施做 2 排 M 10 砂浆桩。
始发洞门临时密封采用双道密封装置, 每道密封装 置由帘布橡胶、扇形压板、止水箱、注浆管和螺栓等 组 成, 两道密封间隔 0. 4m。洞门临时密封装置如图 1 所 示。
图 1 洞门密封结构示意图
为防止盾构机刀盘磨损帘布橡胶板, 影响密封 效果。在盾构机进入预留洞门前, 应在刀盘外围和 帘布橡胶板外侧涂抹润滑 油脂。当 盾构刀 盘全部 进
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西部探矿工程
2011 年第 4 期
编号
钠1 钠2
水泥 19 0 19 0
表 1 注浆材料配比
浆液成份( kg )
河砂
粉煤灰
膨润土
水
64 0
49 4
66( 钠基)
4 10
62 5
50 3
66( 钠基)
4 16
纯碱 2. 280 3. 420
水胶比
0. 60 0. 60
注浆量应满足规范要求的充盈系数。每环的理论 注浆量为: V = / 4 ∃ ( 11. 972- 11. 62) 1. 8= 12. 33m 3 由于始发端头加固后地层空隙率较小, 故实际的注浆量 为理论建筑空隙的 130% ~ 180% , 即每环的注浆量应 控制在 16. 03~ 22. 19m3。
始发条件。
3. 2 盾构始发井施工 4# 始发井围护结构为地下连续墙。采用盾构直接
掘削新型材料墙体的方式开洞门, 开洞处的地下连续墙 钢筋笼全部换用玻璃纤维筋代替普通钢筋, 混凝土采用 以石灰石为粗骨料的细石混凝土, 混凝土抗压强度 为 C20, 其余范围地下连续墙采用 C30 混凝土。 3. 3 始发洞门端头加固
由于地面注浆受地下管线及现场其他因素的影响, 导致加固区存在一定的盲区特别是管线下方土体, 未能 进行有效加固, 给盾构始发造成一定隐患。为了保证端 头土体加固的效果, 保证盾构安全始发, 采取在 4# 竖井 内对端头土体进行水平注浆补强加固。采用水平地质
* 收稿日期: 2010 09 10 修回日期: 2010 09 26 第一作者简介: 黄学军( 1978 ) , 男( 汉族) , 宁夏中宁人, 工程师, 现从事地下工程技术及施工管理工作。
盾构隧道主要穿越的地层以卵石土、圆砾、中砂、粗 砂为主。地质统计资料显示: 最大粒径 200mm , 一般粒 径 20~ 60m m, 大于 0. 08mm 的颗 粒含量约 占总量的 97% , 其中大于 20mm 粒径含量约占总量的 65% 。
盾构隧道所在地层主要为孔隙潜水和孔隙承压水, 地层最大渗透系数 K = 150m/ d 潜水, 最大水土压力为
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西部探矿工程
2011 年第 4 期
钻机前进式分段成孔注浆, 最后一次注浆结束, 再成孔 下 50 塑料管, 进行补充注浆。 3. 4 始发洞门凿除
为了防止洞门破除后发生涌水涌砂现象, 先将 1m 厚的地下连续墙凿除 0. 6m, 剩余 0. 4m 的保护厚度, 洞 门中心鱼尾刀部位 1. 4m 范围内多凿除 0. 2m, 并将 外露的玻璃纤维筋全部割除取出。洞门破除由人工利 用风镐自上而下一次完成。洞门凿除后尽快将盾构机 前移, 使刀盘紧贴掌子面, 保证掌子面的稳定, 由刀盘切 削剩余部分连续墙混凝土。 3. 5 安装盾构始发基座
3b ar 。 3 泥水盾构始发关键技术 3. 1 盾构始发总体施工方案
首先采用明挖法开挖竖井, 在盾构始发竖井施工期 间同步进行盾构始发端头土体加固; 然后井下安装盾构 始发基座及洞门密封, 依次组装盾构后配套拖车, 并将 其拖入暗挖段; 盾构主机安装、反力架下半部分, 待管片 安装机横梁安装完成后将反力架上半部分进行安装, 随 后将主机和后配套拖车连接, 并完成盾构机整机调试; 同时要完成泥水处理系统的安装调试。最后盾构达到
为了确保掘进安全, 根据地层情况和地面建筑物的
情况, 必须严格控制始发试掘进的各种参数。 4. 1 泥水仓压力控制
盾构机掘进时的泥水仓压力应介于理论计算值上 下限之间, 并根据地表建、构筑物的情况和地质条件适 当调整。在盾构始发掘进通过加固区时, 掌子面泥浆压 力控制在 0. 1M Pa 左右, 穿过加固区后, 泥水仓内压力 逐渐调整至 0. 15M Pa。盾构机推进、反冲和旁通 三状 态切换时的泥水仓水压偏差值均控制在 # 0. 05bar。 4. 2 掘进速度控制
在 4# 井始发端两侧布置 4 个降水井。在端头加固
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西部探矿工程
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完成后, 始发洞门凿除前开始启用降水井, 同时也启动 所有其他暗挖段降水井, 形成区域降水, 使水位降至隧
道底板以下 1m, 从而提高土体的自稳能力, 保证洞门凿 除及盾构始发的安全。
图 2 始发阶段运输轨道布置图
关键词: 城市; 大直径; 泥水盾构; 始发 中图分类号: U45 文献标识码: B 文章编号: 1004 5716( 2011) 04 0151 04
盾构法施工具有快速、安全、对地面建筑物影响小 等诸多优点, 已经被越来越多的人们所认可。随着科学 技术进步、综合国力的增强以及我国地铁、公路、铁路、 水利等基础建设的飞速发展, 大断面盾构已越来越多地 应用于城市地下工程。
由于第一环负环管片脱出盾尾后周围没有约束, 为 减小其椭圆度, 在第一环和第二环负环管片生产时需要 在每块管片端头外弧面各预埋 2 块 20mm 厚钢板, 待管 片环脱出盾尾后, 将相邻的两块管片预埋钢板采用 ∀25 工字钢帮焊在一起, 使第一环、第二环管片成为一个整 体, 其他负环管片采用 22m m 钢丝绳箍紧。 4 盾构始发掘进各项参数的控制
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西部探矿工程
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城市大直径泥水盾构始发关键技术
黄学军* , 翟志国
( 中铁隧道集团二处有限公司, 河北 燕郊 065201)
摘 要: 通过对北京铁路北京站至北京西站地下直径线工程采用的膨润土- 气垫式泥水平衡盾构机 组成部分及始发施工技术的介绍, 总结了城市繁华地段大直径盾构始发施工的一些关键技术, 希望对 类似工程有借鉴作用。
泥水平衡盾构是一种全新的盾构技术, 在目前各类 盾构中是结构最为复杂、施工质量较好、效率较高、技术 最先进、安全可靠性最高的一种。而泥水盾构在始发阶 段的施工难度较大, 如何保证泥水盾构始发成功是盾构 法施工成败的关键。 1 工程简介
北京站至北京西站地下直径线 2 标工程为连接北 京站和北京西站两大铁路枢纽的铁路隧道工程, 位于北 京市中心区。隧道全长 6282m, 其中 5175m 隧道采用 盾构法施工。盾构法隧 道采用一 台全新的 11. 97m 膨润土- 气垫式泥水加压平衡盾构机施工。
反力架位置的确定: 根据盾构主机长度、负环管片 宽度以及洞门结构宽度等综合确定反力架位置。 3. 8 盾构始发阶段运输轨道及管线布置
由于场地空间狭窄, 在始发阶段后配套拖车完全进 入负环管片之前, 盾构施工所用材料全部由 5# 井下洞, 经横通道运输。轨道在横通道布设为双轨, 在 5# 竖井 底及正洞段布设单轨。管片、轨 道、进排 浆管、循环 水 管、管片螺栓等材料全部由 16t 桥吊经 5# 竖井吊运, 砂 浆从 4# 竖井下料。待后配套拖车 完全进入负环管 片 后, 将反力架上面的两根支撑钢管去除, 管片等材料由 4# 井通过 35t 行吊从反力架后面的空隙垂直运输到井 底。始发阶段轨道及管线布置见图 2。 3. 9 降水井布置
3. 10 负环管片拼装 在拼装 第 一环 负 环管 片 前, 在 盾尾 管片 拼 装区
180 范围内均匀安设 7 根长 1. 8m、26mm 厚的钢板, 考 虑到在拼装负八环管片时, 管片后横断面没有支撑, 管 片拼装过程中无法提供油缸推进及封顶块插入时所需 反力, 所以需在负八环管片后 面即盾尾适当位置焊接 I22 工字钢以提供管片拼装的反力, 为了防止顶部管片 不稳, 在推进油缸的一侧也要焊接 I22 工字钢, 保证拼 装的管片在未成环前不下落。
入内洞门密封后, 开始向泥水仓内加压, 压力仅满足 泥浆充满泥水仓。同时, 在两道密封间利用预留注 脂孔向止水箱内注堵漏剂, 增加洞门处的止水效果。 3. 7 安装反力架及支撑