超大直径盾构隧道设计与施工讲座 Copy
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(南京)长江隧道超大直径盾构掘进施工技术PPT课件

3)施工监测与ห้องสมุดไป่ตู้力调整
以正常泥水压力通过监测点C
K3+668
纵向测点 ABCD E
K3+708
大堤
池塘
横向监测断面I
泥水压力 P=P下-0.2bar 7.3m 通过横向检测断面I及监测点A、B
−4%
0.8~1.5m
横向监测断面II
泥水压力 P=P上+0.2bar 通过横向检测断面II及监测点D、E
右线盾构岸边非加固浅覆土区地层沉降监测孔布置立面图
汊道工程。
左汊隧道长3022m
右 汊
南京长江隧道
南京长江三桥
右汊桥梁
4
工程概况
1.工程简述
本隧道的结构形式为双管单层,采用两台德国海瑞克公司生产的超 大直径泥水混合式盾构掘进机施工,盾构开挖直径14.96m,管片环外径 14.5m,内径13.3m,壁厚0.6m,环宽2m,混凝土设计强度等级C60,抗 渗等级S12。
5
工程概况
2. 工程难点及特点
130m 270m
2030m
170m 300m 120m
◆南京长江隧道在当前同类型盾构隧道中属于世界上第二大
始发浅覆土段超 直大径穿越大堤段直泥径水盾盾构构隧隧道道,,同具时体合层段又有粉细砂砾砂及卵石是以世下界四上个地工质程条特件点最: 江中冲槽浅埋段为复穿越大堤段杂的超到达浅覆土段大
12
盾构掘进施工
1.盾构掘进参数控制——泥水压力设定及控制
1)淤泥质粘土地段(K3+600~+850)(采用水土合算方式)
P3=20
◆由于本隧道以粉细砂、砾砂地层为主,地层渗透系数大,透水性强,
江
P2=Kγ(H-h)
以正常泥水压力通过监测点C
K3+668
纵向测点 ABCD E
K3+708
大堤
池塘
横向监测断面I
泥水压力 P=P下-0.2bar 7.3m 通过横向检测断面I及监测点A、B
−4%
0.8~1.5m
横向监测断面II
泥水压力 P=P上+0.2bar 通过横向检测断面II及监测点D、E
右线盾构岸边非加固浅覆土区地层沉降监测孔布置立面图
汊道工程。
左汊隧道长3022m
右 汊
南京长江隧道
南京长江三桥
右汊桥梁
4
工程概况
1.工程简述
本隧道的结构形式为双管单层,采用两台德国海瑞克公司生产的超 大直径泥水混合式盾构掘进机施工,盾构开挖直径14.96m,管片环外径 14.5m,内径13.3m,壁厚0.6m,环宽2m,混凝土设计强度等级C60,抗 渗等级S12。
5
工程概况
2. 工程难点及特点
130m 270m
2030m
170m 300m 120m
◆南京长江隧道在当前同类型盾构隧道中属于世界上第二大
始发浅覆土段超 直大径穿越大堤段直泥径水盾盾构构隧隧道道,,同具时体合层段又有粉细砂砾砂及卵石是以世下界四上个地工质程条特件点最: 江中冲槽浅埋段为复穿越大堤段杂的超到达浅覆土段大
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盾构掘进施工
1.盾构掘进参数控制——泥水压力设定及控制
1)淤泥质粘土地段(K3+600~+850)(采用水土合算方式)
P3=20
◆由于本隧道以粉细砂、砾砂地层为主,地层渗透系数大,透水性强,
江
P2=Kγ(H-h)
盾构隧道施工技术培训课件(PPT10)
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应急预案制定和演练活动组织
应急预案制定
根据盾构隧道施工特点和可能发生的 突发事件,制定相应的应急预案,明 确应急组织、通讯联络、现场处置等 方面的要求。
应急演练活动组织
定期组织应急演练活动,提高员工的 应急处置能力和协同作战能力。同时, 根据演练结果对应急预案进行修订和 完善,确保其有效性。
06
控制系统
由PLC控制器、人机界面和各种传感器组成, 用于实时监测并调整盾构机各项参数,确 保掘进精度和安全。
刀盘驱动系统
由电机、减速器和刀盘组成,用于驱动刀 盘旋转切削土体。
注浆系统
由注浆泵、注浆管路和注浆嘴组成,用于 向隧道衬砌背后注入浆液,防止地层变形 和渗漏。
管片拼装机
由拼装机头、拼装机架和控制系统组成, 用于在后盾内拼装管片。
针对不合格品产生的原因,制定相应的预防 措施,避免类似问题的再次发生,并持续改 进施工过程中的质量控制措施。
07
总结回顾与展望未来发 展趋势
本次培训重点内容回顾
盾构隧道施工基本原理与工 艺流程
盾构机类型、结构及其功能 特点
02
01
地质条件对盾构施工影响及
应对措施
03
盾构隧道施工中的关键技术 难题与解决方案
管片拼装质量检查
对管片拼装过程中的错台、破损、渗漏等问 题进行检查,确保隧道结构安全。
验收标准明确及执行流程规范
验收标准明确
根据设计文件、施工图纸及相关规范,明确盾构隧道施工的验收标准,包括隧道线形、管片拼装质量、渗漏水等 方面的具体要求。
执行流程规范
制定详细的验收流程,包括验收申请、现场核查、问题整改、复验等环节,确保验收工作的规范化和标准化。
不同地质条件下施工方法选择
讲座:盾构施工技术

一、盾构机定义
盾构机是一种隧道掘进的专用工程机械,现代盾构掘进 机集光、机、电、液、传感、信息技术于一体,具有开挖切 削土体、输送土碴、同步衬砌注浆、拼装隧道衬砌管片、测 量导向纠偏等功能,涉及地质、土木、机械、力学、液压、 电气、控制、测量等多门学科技术,而且要按照不同的地质 进行“定制式”的设计制造,可靠性要求极高。盾构掘进机 已广泛用于地铁、铁路、地下公路、城市市政、水电等隧道 工程。
盾构施工技术
目录
1.1 关于地下建筑空间施工的几个概念 1.2 TBM和盾构机的具体区别 2.1 盾构法施工技术 2.2 盾构机械设备 3 盾构法隧道施工工艺
1.1关于地下建筑空间施工的几个概念
明挖法:也称挖盖法 暗挖法:也称矿山法,钻爆法等 浅埋暗挖法: 盾构法: 沉井法: 沉管法: 顶管法: 地下连续墙法: TBM法:
地面监控室
盾构配套设施 管片生产厂
现场管片 堆放场
碴土坑
风、水、电、照明
3.1盾构法隧道施工工艺
一、盾构法的由来 二、土压平衡盾构法施工工艺
一、盾构法的由来
盾构法于19世纪初起源于欧洲,受启发于蛀虫挖洞,20世纪初日本引 进盾构施工技术,并使其得以较大发展。上世纪60年代该技术引入中国。 目前,日本及欧洲处于盾构技术的领先地位。随着盾构机制造业的发展和 施工工艺的不断改进,逐步形成了比较完善的盾构系列施工工法。
二、盾构机构造
盾构机是在钢壳体的保护下,进行地下隧道工程掌子面开挖及衬砌 连续作业,并依靠钢壳体内千斤顶的推力向前推进。盾构机主要由切削 刀盘、前部盾体、连接桥架、后配套台车等部分组成。切削刀盘根据工 程地质情况选择不同型式、配置相应刀具;前部盾体由主驱动系统、推 进系统、渣土输送系统、管片拼装系统、同步注浆等系统组成;后配套 台车主要为前部盾体内各系统配置动力源以及水、电、气、液、测量与 监测等辅助施工系统和人工操作系统;连接桥架是前部盾体和后配套台 车的连接桥梁,各系统的动力通过桥架上的管线路从后配套台车提供给 前部盾体内的执行元件。
大直径长距离盾构隧道施工技术课件

大直径长距离盾构隧道施工技术
大直径长距离盾构隧道施工技术
工程案例
• 上海长江隧道采用2台盾构机先后从浦东工 作井出发(上行线盾构先行,下行线盾构 滞后约3个月出发),以长兴岛工作经为盾 构接收井。
大直径长距离盾构隧道施工技术
主要的施工工艺
• 盾构出洞前井外地基加固、出洞时盾构后 盾管片设置及洞圈的处理。(洞门止水 等)。
大直径长距离盾构隧道施工技术
大直径盾构机实例
• 如西班牙马德里M30工程采用的直径为 15.2m的土压平衡盾构。
大直径长距离盾构隧道施工技术
适于大直径掘进的施工技术特征
• 由于大断面施工的要求,机内千斤顶,电动机, 液压设备,以及外部的电源,运输设备都大型 化,高压化。
• 由于断面尺寸大,对盾构机的组装精度要求提 高。特别是刀盘承力轴的分解组装的精度提高。
大直径长距离盾构隧道施工技术
主要的施工工艺
• 衬砌结构型式:采用有一定接头刚度的单 层钢筋混凝土柔性衬砌是合理的、成功的。 施工工艺简单,工程实施周期短、投资省。
大直径长距离盾构隧道施工技术
谢谢!
大直径长距离盾构隧道施工技术
大直径长距离盾构隧道施工技术
ห้องสมุดไป่ตู้
大直径长距离盾构隧道施工技术
主要的施工工艺
• 同步注浆点:同步注浆管路为内置式,全环压 浆点6个。施工时推进和注浆联动,用注浆压 力和注浆量两参数来保证盾尾和管片间隙的填 充效果,单管注浆压力以盾尾处水土压力控制。
• 盾构水中进洞要求:为了确保盾构进洞安全, 除在长兴岛接收井盾构进洞侧进行地基加固外, 尚须在工作井洞圈范围采用盾构刀盘可直接切 削的玻璃纤维筋混凝土、接收井底板上铺设 M5水泥砂浆(作为盾构接受基座),并在接 收井与暗埋段之间、井内上下行线间设置临时 混凝土隔墙,避免盾构进洞时的泥水溢出。
大直径长距离盾构隧道施工技术
工程案例
• 上海长江隧道采用2台盾构机先后从浦东工 作井出发(上行线盾构先行,下行线盾构 滞后约3个月出发),以长兴岛工作经为盾 构接收井。
大直径长距离盾构隧道施工技术
主要的施工工艺
• 盾构出洞前井外地基加固、出洞时盾构后 盾管片设置及洞圈的处理。(洞门止水 等)。
大直径长距离盾构隧道施工技术
大直径盾构机实例
• 如西班牙马德里M30工程采用的直径为 15.2m的土压平衡盾构。
大直径长距离盾构隧道施工技术
适于大直径掘进的施工技术特征
• 由于大断面施工的要求,机内千斤顶,电动机, 液压设备,以及外部的电源,运输设备都大型 化,高压化。
• 由于断面尺寸大,对盾构机的组装精度要求提 高。特别是刀盘承力轴的分解组装的精度提高。
大直径长距离盾构隧道施工技术
主要的施工工艺
• 衬砌结构型式:采用有一定接头刚度的单 层钢筋混凝土柔性衬砌是合理的、成功的。 施工工艺简单,工程实施周期短、投资省。
大直径长距离盾构隧道施工技术
谢谢!
大直径长距离盾构隧道施工技术
大直径长距离盾构隧道施工技术
ห้องสมุดไป่ตู้
大直径长距离盾构隧道施工技术
主要的施工工艺
• 同步注浆点:同步注浆管路为内置式,全环压 浆点6个。施工时推进和注浆联动,用注浆压 力和注浆量两参数来保证盾尾和管片间隙的填 充效果,单管注浆压力以盾尾处水土压力控制。
• 盾构水中进洞要求:为了确保盾构进洞安全, 除在长兴岛接收井盾构进洞侧进行地基加固外, 尚须在工作井洞圈范围采用盾构刀盘可直接切 削的玻璃纤维筋混凝土、接收井底板上铺设 M5水泥砂浆(作为盾构接受基座),并在接 收井与暗埋段之间、井内上下行线间设置临时 混凝土隔墙,避免盾构进洞时的泥水溢出。
1.1-2周文波-超大直径盾构法隧道施工技术综述

超大直径盾构法隧道介绍
欧 洲
意大利SPARVO隧道(2011~)
意大利连接博洛尼亚至佛罗伦萨 A1“太阳之路”公路中穿越亚平宁山脉的复线 的一部分是隧道形式修建。南北隧道长度分别为2600m和2564m,采用德国海瑞克制造 的一台直径15.615m土压平衡盾构施工。2011年8月,北线隧道盾构始发,于2012年7 月贯通,盾构调头后施工南线隧道,2013年8月贯通,2015年通车。
上海超大直径盾构隧道建设
上海上中路隧道(设备选型:1台14.89m泥水盾构,施工日期: 运营 2005年-2009年,隧道长度:1.25km×2); 上海军工路隧道(设备选型:1台14.89m泥水盾构,施工日期: 2008年-2010年,隧道长度:1.525km×2); 上海长江隧道(设备选型:2台15.43m泥水盾构 ,施工日期: 2005年-2009年,隧道长度:7.47km×2); 上海外滩道路隧道(设备选型:1台14.27m土压盾构,施工日期:2007年-2010年, 隧道长度:1.098km); 上海迎宾三路隧道(设备选型:1台14.27m土压盾构,施工日期:2009年-2011年, 隧道长度:1.682km)。
超大直径盾构法隧道施工技术综述
近20年来,盾构法隧道工程技术已向大深度、大断面、长距离的方向 发展,并建成了一批超大直径的海底隧道和城市道路隧道。采用盾构 法施工的超大直径(14m以上)长距离隧道已成为新一轮城市公路隧道 建设的发展趋势。
报告内容
超大直径盾构法隧道介绍 上海超大直径盾构隧道建设 超大直径盾构隧道关键施工技术 不同形式盾构的适应性比较 展望
10 11
超大直径盾构法隧道施工技术综述
上海超大直径盾构隧道建设
盾构施工经验交流演示文稿.

4.5自动化监测单位提前布设监控点并取得初始监测
数据。
4、下穿前期准备
4.6全面检修盾构设备及后配套 4.7充分储备掘进物资及应急物资
4.8对作业人员进行安全技术培训及交底
4.9拟定下穿掘进参数
根据下穿段水文地质情况及结合下穿前实际掘进参数综合考虑拟定
下穿掘进参数。土仓压力1.9bar,同步注浆压力4.0bar,同步注浆量5~7
外径6m,内径5.4 m,管片厚0.3 m的盾构隧道。前宝区间右线隧道 与既有线隧道最小间距为2.04m。两隧道位置关系如图1-1、1-2所示。
一、工程概况
杂填土 素填土 填块石 淤泥 粘土 可塑状砾质粘性土 地铁5号线隧道 硬塑状砾质粘性土
砾沙 地铁5号线隧道
前宝区间隧道 全风化花岗岩 土状强风化花岗岩 土状强风化花岗岩
28.60(-24.23)
ZCK19+160
图4-1,盾构下穿段地质补勘纵断面图
4、下穿前期准备
4.2下穿前刀具检查
为保证盾构能顺利通过5号线前宝区间,下穿前必须开仓检查刀 盘及刀具的磨损情况,不能满足施工需要的刀具提前更换。为保证 开仓及更换刀具施工安全,提前在YDK19+067(距离下穿交点19m, 距离始发井337m)进行换刀地面加固。 下穿前,盾构在加固区开仓检查刀具,检查发现边缘滚刀最大 磨损5mm,无偏磨现象,能满足掘进要求,继续使用原有刀具掘进。
4、下穿前期准备
ZK15 4.27 ZK16 4.33 ZK17 4.37
▽ 3.70(0.57) 1-6
杂填土
▽ 4.10(0.23)
▽ 4.60(-0.23)
2-1
淤泥
9.50(-5.17) 9.60(-5.23)
大直径盾构技术应用及风险控制(吴总讲座)PPT

首先由不同厂商提供各自泡沫产品使用的具体参数 (浓度C、发泡率FER),然后要求在相同工况条件下进行对比试验。 (条件包括同一台泡沫发生器,同一把泡沫枪,相同土压下)
在泡沫发生器前端样品阀处接一根约1m的软管或橡皮管进行取样观察,取软管喷出的成品泡沫。 (注意不要样品阀一开就取,待样品泡沫成型稳定(wěndìng)再取,可以将样品阀打开让泡沫先打一会,再用容器去盛 接。 另外更换泡沫品牌时,需要注意混合液箱内不要留有残余,以免两种品牌的混合液混合使用,造成实验结果不具说服 力。更换品牌后,最好使用一段时间后再进行取样,将之前管路中的残留泡沫消耗殆尽) 同类泡沫产品在相同工况条件下,各自盛取软管喷出的相同体积的成品泡沫。 (用容器装好,并静置12小时后观察消泡情况,消泡严重的属于泡沫破裂不符要求,因此一定要扣除消泡体积,仅以最 终剩余泡沫体积进行后续计算) 分别对静置后的泡沫样品称重,去掉容器重量得出实际泡沫重量。 (泡沫的实质是混合液,气体重量可以忽略不计,因此称重的泡沫重量实际就是混合液重量,然后换算单位至L) 最后,称重消泡后泡沫的体积/混合液体积 得出的比例就为工况条件下该泡沫剂参数的实际发泡倍率。 以此来鉴别各类泡沫剂是否能达发泡倍率的要求。 另外,实际施工中也能以出渣情况参考。取一把渣土掰开,通过目测是否存在明显泡沫颗粒,或者通过在耳边手捏渣土 是否听到渣土内有泡沫破裂声。这些也能表明泡沫是否渗透土体进行改良。如果渣土完全没有泡沫颗粒存在,则说明,泡 沫在掌子面效果不佳,或者在土仓内早已消泡殆尽,甚至遇水又被稀释成混合液,起不到应有效果。
保证有效最大 安全系数S>1.5 开挖直径
保证有效最大 安全系数S>1.3 开挖直径
混装式刀具 安全系数S>2.0
混装式刀具 安全系数S>2.0
保证有效最大
在泡沫发生器前端样品阀处接一根约1m的软管或橡皮管进行取样观察,取软管喷出的成品泡沫。 (注意不要样品阀一开就取,待样品泡沫成型稳定(wěndìng)再取,可以将样品阀打开让泡沫先打一会,再用容器去盛 接。 另外更换泡沫品牌时,需要注意混合液箱内不要留有残余,以免两种品牌的混合液混合使用,造成实验结果不具说服 力。更换品牌后,最好使用一段时间后再进行取样,将之前管路中的残留泡沫消耗殆尽) 同类泡沫产品在相同工况条件下,各自盛取软管喷出的相同体积的成品泡沫。 (用容器装好,并静置12小时后观察消泡情况,消泡严重的属于泡沫破裂不符要求,因此一定要扣除消泡体积,仅以最 终剩余泡沫体积进行后续计算) 分别对静置后的泡沫样品称重,去掉容器重量得出实际泡沫重量。 (泡沫的实质是混合液,气体重量可以忽略不计,因此称重的泡沫重量实际就是混合液重量,然后换算单位至L) 最后,称重消泡后泡沫的体积/混合液体积 得出的比例就为工况条件下该泡沫剂参数的实际发泡倍率。 以此来鉴别各类泡沫剂是否能达发泡倍率的要求。 另外,实际施工中也能以出渣情况参考。取一把渣土掰开,通过目测是否存在明显泡沫颗粒,或者通过在耳边手捏渣土 是否听到渣土内有泡沫破裂声。这些也能表明泡沫是否渗透土体进行改良。如果渣土完全没有泡沫颗粒存在,则说明,泡 沫在掌子面效果不佳,或者在土仓内早已消泡殆尽,甚至遇水又被稀释成混合液,起不到应有效果。
保证有效最大 安全系数S>1.5 开挖直径
保证有效最大 安全系数S>1.3 开挖直径
混装式刀具 安全系数S>2.0
混装式刀具 安全系数S>2.0
保证有效最大
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二 盾构隧道设计
三)总体设计
3.方案比选与论证重点 路线方案 道路连接(含交叉节点)方案 横断布置 重要控制点方案(空间交叉布置、近邻影响措施等) 盾构施工筹划(盾构、工作井)
二 盾构隧道设计
四)结构设计
1.设计原则 1)隧道衬砌宜采用具有一定刚度的柔性结构,应限制其变形和接头张开量,满足结构强度和 刚度的前提下,还同时满足防水、防腐蚀等要求 2)衬砌结构横向计算模式应根据地层情况、衬砌构造特点、结构的实际工作条件等确定,宜 考虑衬砌与地层共同作用及装配式衬砌接头的影响。在进行结构横向内力、变形计算时, 应考虑由可能产生的纵向变形所引起的横向内力及变形值 3)隧道在荷载、结构、地质条件发生变化的部位或因抗震要求需设置变形缝时,应采取可靠 的工程技术措施,确保变形缝两侧的结构不产生影响使用的差异沉降。变形缝的形式、宽 度和间距应根据允许纵向沉降曲率、沉降差、防水和抗震要求等确定 4)盾构法隧道不宜设于可液化地层中。当隧道周边存在可液化地层时,应根据地层的液化等 级、液化范围及其与隧道的位置关系等因素,分析地层液化后对隧道结构强度和稳定性的 不利影响,并应采取相应的地层抗液化或隧道结构加强措施 5)盾构法隧道结构在施工阶段抗浮安全系数≥1.1,施工阶段≥1.2
上海打浦路隧道(单管双向2车道、网格式盾构施工、管片外径10m)第一座水下盾构隧道 延安东路隧道南线(单管单向2车道、泥水平衡盾构施工、管片外径11m )第一次采用泥水 平衡盾构 复兴东路隧道(双管双层双向6车道,上层净高2.6m,下层净高4.0m,管片外径11m ,原按 双管单层双向4车道订购盾构机)第一个盾构双层隧道 上中路隧道(双管双层双向8车道,高4.5m,管片外径14.5m )第一个超大直径单管4车道 隧道 上海长江隧道(双管双向6车道,预留轨道交通,管片外径15m ,盾构机连续超长距离掘进 达7.2km)创造多项世界第一 上海外滩隧道(单管双向6车道,管片外径13.95m )创造国内城市核心区盾构隧道的新纪 录(单管车道数最多)
盾构衬砌结构结构设计参照现行国家、行业相关规范、标准、指南开展设计,主要执行 极限状态设计法
二 盾构隧道设计
二)设计规范、标准及原则
2.设计原则 1)根据规划、道路等级性质、交通量、建设条件及隧道规模等确定路线方案、技术标准 2)隧道总体设计应满足工程影响区域的总体及各专业规划要求,并协调好与地面建(构) 造物、地下管线及其他公用设施的关系 3)隧道洞内外平、纵线形应协调,符合行车安全与舒适的要求 4)隧道横断布置应满足行车、设备布置、防灾与救援对结构建筑限界、内净空的要求 5)根据建设条件和技术特点进行隧道方案的比选 6)根据工程特点做好与其他工法施工安全性、技术可行性、经济合理性与环境适应性 等方面进行充分比较与论证 7)总体设计应在充分研究已有资料的基础上进行,根据拟定的技术标准,对平面线位、 纵面线形、横断面布置、洞口位置、始发与接收及两端接线方案等进行综合比选 8)隧道总体布置、土建结构、通风照明、消防排水、供配电等运营管理系统及附属设施等 ,应能满足隧道正常运营、管理维护、防灾救援等方面需要 9)洞门、风塔、管理中心等建(构)筑物建筑应与环境协调,满足较好的环境景观效果
二 盾构隧道设计
二)设计规范、标准及原则
1.设计规范、标准 目前盾构法隧道设计规范国内还不完善,主要可参照的标准、规范、指南有: 1)公路水下隧道设计规范(报批稿)JTG D71-2014 2)道路隧道设计规范 DG/TJ08-2033-2008;(上海地方标准) 3)盾构隧道管片质量检测技术标准 CJJ/T 164-2011 4) 盾构法隧道施工及验收规范 GB 50446-2017 5)盾构隧道衬砌设计指南 (国际隧道协会) 6)隧道标准规范(盾构篇)及解说 2006年 日本土木学会编制
二 盾构隧道设计
三)总体设计
2.主要设计内容及重点 主要设计内容: 1) 综合分析明确工程功能定位、技术标准 2) 隧道选址(隧道位置、走向、线形) 3) 沿线接线方案 4) 隧道断面布置(结构型式、主要控制尺寸) 5) 隧道平、纵控制因素及参数 6) 确定通风、防灾救援方式 7) 隧道平、纵布置设计 8) 明确工程风、水、电布置及配套设施布置 9) 确定施工井尺寸、布置和明确指导性施工组织
二 盾构隧道设计
三)总体设计
2.主要设计内容及重点 隧道断面布置(结构型式、主要控制尺寸) 几种常见盾构隧道横断面布置(双向4、6、8车道及双向4车道+紧急停车带),可采取单、双 管盾构形式,也就是单管盾构双层布置和双管盾构单层布置,示例如下:
复兴东路隧道
上中路隧道
上海外滩通道盾构段横断
二 盾构隧道设计
最近10~20年间,盾构隧道直径以及盾构机开挖直径被不断刷新,正朝着超大直径方向迈进 ,表1是近年来国内外直径13m以上盾构隧道项目汇总
目前国内将开挖直径超过13m的盾构视为超大直径盾构,在穿越复杂地层和环境要求严格时 仍面临诸多难题,大、超大直径盾构隧道主要集中在城市道路、公路、地铁、城际铁路、高铁 等领域,以城市道路为最多,发展最快、功能最多样化,在城市核心区隧道和水下通道建设中 所发挥的作用越来越重要 国内超大直径道路盾构隧道建设发展概要
内容
一、概述 一)发展概况 二)技术特点
二、盾构隧道设计 一)调查及基础性资料 二)设计规范、标准及原则 三)总体设计 四)结构设计 五)结构计算 六)结构防水及耐久性 七)通风与防灾
三、盾构施工 一)盾构机选型 二)工程筹划与主要施工内容 三)施工主要风险
四、展望
一 概述
一)发展概况
自从19世纪,在伦敦泰晤士河底建成第一条盾构隧道以来,盾构技术不断发展,并在世界 各地得到了广泛地应用
二)技术特点
超大直径盾构相对于其他直径盾构隧道有如下技术特点: 总体设计(平、纵、横布置)更加需要好的设计技术和理念 盾构管片尺寸大、结构受力及接头构造更复杂,安全、质量控制难度大,风险高 隧道水压大,防水、耐久性标准更高,控制更难 隧道穿越地层地质变化(软硬不均、盾构不利岩土层) 盾构施工对地层扰动更大,建(构)筑物、管线等保护更难,风险更大 隧道的防灾系统更复杂 盾构机制造难度、工艺要求和控制标准更高
二 盾构隧道设计
一)调查及基础性资料
1.收集资料与场地条件调查 总体布置、地质条件、环境条件、盾构选型、隧道技术特点确定设计阶段资料收集与场地
条件调查的内容 查明场地土地利用、土地现状及性质、交通运输条件 调查工作井用地情况,包括盾构始发与接收设备堆放、管片预制厂与渣土处理 调查河流、湖泊、 江海等水域的情况,包含水域断面,水文、航道及水利等 调查工程用电的确保及给排水设施的状况,确保盾构掘进水、电供给的可靠合理
三)总体设计
2.主要设计内容及重点
上海长江隧道盾构段横断面
武汉长江隧道横断面
武汉三阳隧道横断面
二 盾构隧道设计
三)总体设计
2.主要设计内容及重点 隧道平、纵控制因素及参数 城市规划及现状影响因素: 双盾构水平净距: 与其他构造物交叉净距: 沿线环境近邻保护要求距离: 覆盖层: 纵坡要求: 平曲线要求: 竖曲线要求: 沿线道路(含地下匝道)接线要求: 地层对盾构适应性要求: 盾构施工井及施工场地要求: 隧道配套建(构)筑(风塔、供配电、通风及逃生口等)要施工组织方案
二 盾构隧道设计
三)总体设计
1.目的及要求 目的: 通过调查工程场地建设条件,在分析区域现状及规划、交通流量预测及分析和设计控制因 素基础上,确定交通功能定位、技术标准、工程规模和主要技术方案,明确工程总体布 置、路线走向及沿线接线方案,并形成设计成果文件 要求: 方案分析研究要深入,不能遗漏有价值方案,影响工程建设功能、安全、质量、工期、造 价等的技术经济比选应全面,并提出比选意见
10) 初步开展盾构机选型、施工辅助及环境保护措施分析
二 盾构隧道设计
三)总体设计
2.主要设计内容及重点 隧道断面布置(结构型式、主要控制尺寸) 国内外超大直径盾构隧道工程规模信息统计(截至2016年6月)见表1、表2:
二 盾构隧道设计
三)总体设计
2.主要设计内容及重点 隧道断面布置(单管单层、单管双层、双管单层、双管双层和多功能的组合) 建筑限界(根据道路功能定位、车辆组成和交通流量预测) 城市道路盾构隧道开始设置专用通道(小型车、大型客车等)实现交通服务 国标GB1589-89 规定汽车外廓尺寸总宽不得超过2.5m,城市道路设计规范定义的机动车外廓尺 寸:小型汽车:1.8m普通汽车和铰接车: 2.5m;实际车型尺寸:小型车:一般宽1.7m ,高度 2.0m;最宽1.98m ,最高2.4m;大型客车(双层巴士、电车除外):一般宽2.40m;不超2.5m ,高度3.8m以下; 专用道路限界:小型车:车道宽度可取3.0~3.25m,通行净高:2.60m,运营限高:2.40m,也 可按规范取到3.2~3.5m; 大型客车:车道宽度可取3.0m,通行净高:4.0m,运营限高:3.8m,紧急停车带: 2.50m; 建筑限界应根据通道交通流量、交通特点及专用道特性合理分层、分管确定,但不同特性专用 道应独立孔洞,达到合理利用盾构空间,提高经济性,并解决好设备布置和隧道通风、防灾及 救援功能满足要求
一 概述
一)发展概况
一 概述
随后又在上海、武汉、南京、杭州、广州、珠海等城市建成20多座管片外径11~15.2m盾构隧 道工程,穿越地层更复杂、技术难度更大,在设计(总体设计、结构防水及耐久性、逃生防灾)、 施工(换刀、水下对接、控制)、盾构机制造等不断取得技术突破
超大直径盾构隧道会在以下方面取得新的发展与技术突破: 城市道路超大直径盾构隧道功能和横断面布置向多功能化(汽车、轨道、市政管廊、排洪等 组合)、集约化单管双层双向布置隧道(城市核心区解决交通拥堵问题)、双管双层大容量 多功能布置隧道(提高断面利用率)和巨型盾构隧道(盾构隧道直径实现19m以上) 盾构技术(常压刀盘换刀、刀具检测、刀盘摆动和伸缩摆动、冷冻刀盘及超前地质预报等) 进步满足超大型盾构隧道建设的需要