盾構施工方法學習教案

1、會計學1盾構施工盾構施工(sh gng)方法方法第一頁，共78頁。第1頁/共78頁第二頁，共78頁。第2頁/共78頁第三頁，共78頁。第3頁/共78頁第四頁，共78頁。挖建蓋（填）第4頁/共78頁第五頁，共78頁。一般堅硬巖層中的隧道均采用一般堅硬巖層中的隧道均采用(ciyng)該方法施工。該方法施工。挖襯埋深一般大于10m第5頁/共78頁第六頁，共78頁。初襯二襯超前支護錨桿、管棚或灌漿埋深一般小于5m一般用于城市交通繁忙地帶，不允許中斷交通，且地質(zhì)條件又較差的地段，武漢市的地下過街通道大多一般用于城市交通繁忙地帶，不允許中斷交通，且地質(zhì)條件又較差的地段，武漢市的地下過街通道大多(ddu)采

2、用該法施工。如武漢廣場、武漢會展中心、洪山廣場過街通道等采用該法施工。如武漢廣場、武漢會展中心、洪山廣場過街通道等第6頁/共78頁第七頁，共78頁。盾構法隧道施工適用盾構法隧道施工適用于軟土地區(qū)埋深大的于軟土地區(qū)埋深大的隧道工程隧道工程(gngchng)(gngchng)，可穿，可穿越江河、湖泊、海底、越江河、湖泊、海底、地面建筑物和地下管地面建筑物和地下管線密集區(qū)的下部。線密集區(qū)的下部。 第7頁/共78頁第八頁，共78頁。沉井結(jié)構用途十分廣泛，主要用于點式地下建筑工程：如自來水廠、電廠和化工廠的水泵房、地下沉淀池和水池、地下熱電站、地下油庫、地下車間和地下倉庫等。此外，也可用作地鐵沉井結(jié)構用

3、途十分廣泛，主要用于點式地下建筑工程：如自來水廠、電廠和化工廠的水泵房、地下沉淀池和水池、地下熱電站、地下油庫、地下車間和地下倉庫等。此外，也可用作地鐵(dti)(dti)、水底隧道等各種設備井、通風井、盾構拼裝井、車間和區(qū)間段連續(xù)沉、水底隧道等各種設備井、通風井、盾構拼裝井、車間和區(qū)間段連續(xù)沉井等井等 。第8頁/共78頁第九頁，共78頁。第9頁/共78頁第十頁，共78頁。沉管法一般用于水下隧道沉管法一般用于水下隧道(sudo)施工，目前國內(nèi)已建成的最大的沉管隧道施工，目前國內(nèi)已建成的最大的沉管隧道(sudo)是上海外環(huán)越江隧道是上海外環(huán)越江隧道(sudo)，總長，總長2880m（沉管段長（沉

4、管段長736m），雙向），雙向8車道。車道。第10頁/共78頁第十一頁，共78頁。頂管法主要用于建造頂管法主要用于建造(jinzo)穿越城市交通繁忙地帶的地下工程，其長度、斷面尺寸均受到較大限制。國內(nèi)最長的頂管隧道是西氣東輸工程穿越黃河的隧道，長度近穿越城市交通繁忙地帶的地下工程，其長度、斷面尺寸均受到較大限制。國內(nèi)最長的頂管隧道是西氣東輸工程穿越黃河的隧道，長度近3000m，直徑約，直徑約2m。第11頁/共78頁第十二頁，共78頁。 地下連續(xù)(linx)墻法可用于點式、條式地下工程的施工，如上海、廣州大部分地鐵車站均采用該法施工。其特點類似于明挖法，但比明挖法占用場地小，對周圍環(huán)境影響較小，

5、且造價相對較低。第12頁/共78頁第十三頁，共78頁。目前國內(nèi)目前國內(nèi), ,習慣上將用于巖石地層的隧道掘進機稱為習慣上將用于巖石地層的隧道掘進機稱為(chn wi)TBM,(chn wi)TBM,將用于軟土地層的隧道掘進機稱為將用于軟土地層的隧道掘進機稱為(chn wi)(chn wi)盾構機。歸類還是同在掘進機門下。盾構機。歸類還是同在掘進機門下。第13頁/共78頁第十四頁，共78頁。第14頁/共78頁第十五頁，共78頁。第15頁/共78頁第十六頁，共78頁。第16頁/共78頁第十七頁，共78頁。概述概述(i sh)第17頁/共78頁第十八頁，共78頁。第18頁/共78頁第十九頁，共78頁。

6、第19頁/共78頁第二十頁，共78頁。第20頁/共78頁第二十一頁，共78頁。盾構按形狀盾構按形狀(xngzhun)分類分類 大致有圓形（又稱半盾構）、矩形、馬蹄形等幾種。圓形因其抵抗水土壓力較理想，襯砌拼裝簡便，構件可以互換，較為通用，數(shù)量最多。開挖方式(fngsh)分為：人工挖掘式、半機械挖掘式、機械挖掘式。 第21頁/共78頁第二十二頁，共78頁。第22頁/共78頁第二十三頁，共78頁。第23頁/共78頁第二十四頁，共78頁。第24頁/共78頁第二十五頁，共78頁。 第25頁/共78頁第二十六頁，共78頁。 切削(qixio)刀盤盤型滾刀重型撕裂刀刮刀鋼格柵面板輻條輻條泡沫口中心刀面板面

7、板(min bn)(min bn)式刀盤式刀盤第26頁/共78頁第二十七頁，共78頁。輻條輻條(ftio)(ftio)式刀式刀盤盤外周強化刀先行撕裂刀刮刀輻條輻條泡沫口中心刀第27頁/共78頁第二十八頁，共78頁。 刀盤形式 比較項目面 板 式幅 條 式備 注開挖面水土壓控制一般存在三個壓力：P1：開挖面面板之間；P2：面板開口進出口之間；P3：面板與密封艙內(nèi)壁之間（即土壓計壓力）。其中：P2受面板開口影響不易確定，而P3=P1-P2開挖面壓力不易控制，同時控制壓力實際低于開挖面壓力。只有一個壓力P，密封艙內(nèi)土壓計壓力與開挖面的壓力相等，因而平衡壓力易于控制。砂、土適應性（粒徑15 cm）由于

8、開挖面土體受面板開口影響，進入密封艙內(nèi)不順暢，易粘結(jié)，易堵塞。僅有幾根幅條，同時幅條后均設有攪拌葉片，土、砂流動順暢，不易堵塞。北京西三環(huán)向東四環(huán)內(nèi)地層粒徑大致如此。砂卵石適應性（粒徑15cm）適應性強，必要時可加滾刀。不能加滾刀，刀頭形式及數(shù)量較少。刀盤扭矩刀盤扭矩阻力大，需增加設備能力，造價高。刀盤扭矩阻力小，設備造價低隧道內(nèi)刀頭更換安全性由于有面板，在隧道內(nèi)更換刀頭時安全可靠。在隧道內(nèi)更換刀頭時安全性差，加固土體費用高。由于是城市隧道，每段長度有限，可避免隧道內(nèi)更換刀頭。刀盤特性(txng)比較第28頁/共78頁第二十九頁，共78頁。 前部前部(qin (qin b)b)盾體盾體第29頁

9、/共78頁第三十頁，共78頁。 后配套(pi to)臺車 主要配置盾構機各系統(tǒng)所需的動力源以及水、電、氣、液、測量與監(jiān)測(jin c)等輔助施工系統(tǒng)以及人工操作等系統(tǒng)第30頁/共78頁第三十一頁，共78頁。開敞(ki chn)式土壓平衡(pnghng)式泥水式泥土加壓式復合式巖石盾構第31頁/共78頁第三十二頁，共78頁。圓形盾構圓形盾構雙圓盾構第32頁/共78頁第三十三頁，共78頁。矩形矩形(jxng)(jxng)盾構盾構橢圓形盾構橢圓形盾構第33頁/共78頁第三十四頁，共78頁。球形盾構球形盾構第34頁/共78頁第三十五頁，共78頁。異型盾構異型盾構第35頁/共78頁第三十六頁，共78頁。

10、多聯(lián)盾構多聯(lián)盾構第36頁/共78頁第三十七頁，共78頁。子母子母(z (z m)m)盾構盾構第37頁/共78頁第三十八頁，共78頁。 轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)向(zhunxing)盾構盾構第38頁/共78頁第三十九頁，共78頁。第39頁/共78頁第四十頁，共78頁。第40頁/共78頁第四十一頁，共78頁。第41頁/共78頁第四十二頁，共78頁。第42頁/共78頁第四十三頁，共78頁。第43頁/共78頁第四十四頁，共78頁。第44頁/共78頁第四十五頁，共78頁。第45頁/共78頁第四十六頁，共78頁。 目前在盾構工程中普遍采用的多為閉胸式盾構機，其中以泥水平衡式與土壓平衡式盾構機最為普及。而且由于(yuy)盾構

11、工程大部分位于人口密集的城區(qū)，從減少施工污染、降低施工造價等多方面綜合考慮，又以土壓平衡盾構法施工為主。第46頁/共78頁第四十七頁，共78頁。第47頁/共78頁第四十八頁，共78頁。施工準備盾構推進渣土排出管片拼裝測量軸線控制盾尾油脂壓注施工監(jiān)測壁后注漿輸送漿液制備土方運輸開啟皮帶輸送機、螺旋輸送機及出土口管片運輸管片生產(chǎn)第48頁/共78頁第四十九頁，共78頁。第49頁/共78頁第五十頁，共78頁。第50頁/共78頁第五十一頁，共78頁。第51頁/共78頁第五十二頁，共78頁。第52頁/共78頁第五十三頁，共78頁。始發(fā)臺架圖片始發(fā)臺架圖片(tpin)第53頁/共78頁第五十四頁，共78頁。

12、 折葉式密封環(huán)折葉式密封環(huán) 第54頁/共78頁第五十五頁，共78頁。第55頁/共78頁第五十六頁，共78頁。盾構機主體盾構機主體(zht)組裝過程組裝過程第56頁/共78頁第五十七頁，共78頁。后方張出臺盾構掘進方向操作操作(cozu)平臺組裝平臺組裝第57頁/共78頁第五十八頁，共78頁。第六節(jié)臺車第五節(jié)臺車第四節(jié)臺車第三節(jié)臺車第二節(jié)臺車第一節(jié)臺車盾構掘進方向吊裝螺旋輸送機吊裝整圓器螺旋螺旋(luxun)輸送機、整圓器組裝輸送機、整圓器組裝第58頁/共78頁第五十九頁，共78頁。第 六 節(jié) 臺 車第 五 節(jié) 臺 車第 四 節(jié) 臺 車第 三 節(jié) 臺 車第 二 節(jié) 臺 車第 一 節(jié) 臺 車盾 構

13、 掘 進 方 向橋架、皮帶橋架、皮帶(p di)輸送機、單軌梁、反力輸送機、單軌梁、反力架的安裝架的安裝第59頁/共78頁第六十頁，共78頁。反力架的結(jié)構反力架的結(jié)構(jigu)型式型式 第60頁/共78頁第六十一頁，共78頁。-掘進前的準備(zhnbi)工作 第61頁/共78頁第六十二頁，共78頁。1、土壓力的平衡（開挖過程控制）2、進尺與出土量的平衡（即時控制）3、注漿量與建筑孔隙量的平衡（填充控制）4、盾構掘進參數(shù)變化量的平衡（掘進參數(shù)控制）5、盾構與管片(un pin)兩者各項姿態(tài)間的平衡（軸線控制）通過盾構施工控制達到五種平衡通過盾構施工控制達到五種平衡(pnghng)狀態(tài)狀態(tài)第62

14、頁/共78頁第六十三頁，共78頁。 施工(sh gng)參數(shù)和開挖面穩(wěn)定控制的好壞直接影響地表沉降大小、地下管線和地表建筑物的安全。因此施工(sh gng)中應對開挖面的穩(wěn)定進行嚴格控制。 為了保證盾構機順暢排土，需對掘削下來的土砂加泥或加化學泡沫等添加劑以控制土倉內(nèi)土砂的塑性、流動性處于適當?shù)姆秶鷥?nèi)，以保證盾構機能夠順暢排土。開挖面穩(wěn)定開挖面穩(wěn)定(wndng)控制控制第63頁/共78頁第六十四頁，共78頁。管理重點：管理重點： 不同地層條件下進尺與出土量的平衡（即時控制），及不同地層條件下進尺與出土量的平衡（即時控制），及時時(jsh)(jsh)進行土質(zhì)狀態(tài)記錄與分析，并及時進行土質(zhì)狀態(tài)記錄

15、與分析，并及時(jsh)(jsh)調(diào)整每調(diào)整每環(huán)總出土量，保證掘進過程中進尺與出土量的對應統(tǒng)一。環(huán)總出土量，保證掘進過程中進尺與出土量的對應統(tǒng)一。出碴控制出碴控制(kngzh)第64頁/共78頁第六十五頁，共78頁。 在施工中實時進行施工數(shù)據(jù)(shj)采集，建立完善的信息化施工模式： 1、盾構機掘進參數(shù)的采集 2、盾構機導向數(shù)據(jù)(shj)的采集 3、施工監(jiān)測系統(tǒng) 4、人工控制測量數(shù)據(jù)(shj) 盾構施工類似工廠流水線作業(yè)，因此施工中要求各環(huán)節(jié)緊密銜接，任何一道工序發(fā)生(fshng)滯后，都將直接影響施工工效，或?qū)е率┕ねＶ?。因此應進行信息化施工管理，收集各階段的施工參數(shù)，通過分析、歸納，在施工

16、中不斷對各種參數(shù)的設定進行優(yōu)化，將會提高施工的質(zhì)量、效率。盾構掘進盾構掘進(jujn)(jujn)參數(shù)控制參數(shù)控制-即信息化施工即信息化施工第65頁/共78頁第六十六頁，共78頁。盾尾密封地層同步注漿原理圖管片漿液 地表沉降控制是盾構施工的重點，及時的進行壁后注漿是有效(yuxio)控制地表沉降的措施之一。在壁后注漿施工中，由于盾構隧道穿越地層的多樣性，注漿量變化幅度較大，因此采取以注入壓力控制為主，兼顧注入量的方法進行注漿管理。注漿參數(shù)控制注漿參數(shù)控制-注漿壓力注漿壓力(yl)(yl)及注漿量平衡及注漿量平衡第66頁/共78頁第六十七頁，共78頁。注漿材料注漿材料(cilio)(cilio)

17、選用選用 壁后注漿漿液分為單液砂漿和雙液化學漿液，單液砂漿漿液應具備以下(yxi)性能： 1.具有良好的長時間穩(wěn)定性及流動性，并能保證適當?shù)某跄龝r間，以適應盾構施工以及遠距離輸送的要求。 2.具有良好的充填性能。 3.在滿足注漿施工的前提下，盡可能早地獲得高于地層的早期強度。 4.漿液在地下水環(huán)境中，不易產(chǎn)生稀釋現(xiàn)象。 5.漿液固結(jié)后收縮率小，泌水率低。 6.原料來源豐富、經(jīng)濟，施工管理方便，并能滿足施工自動化技術要求。 7.漿液無公害，價格合理。 第67頁/共78頁第六十八頁，共78頁。 通過施工測量以及盾構設備的自動導向系統(tǒng)，實時取得盾構的當前通過施工測量以及盾構設備的自動導向系統(tǒng)，實時取

18、得盾構的當前姿態(tài)，再通過盾構操作系統(tǒng)調(diào)整掘進控制，使盾構姿態(tài)保持在要求的偏姿態(tài)，再通過盾構操作系統(tǒng)調(diào)整掘進控制，使盾構姿態(tài)保持在要求的偏差范圍內(nèi)；管片拼裝前認真測量已經(jīng)成環(huán)的管片姿態(tài)，根據(jù)盾構隧道差范圍內(nèi)；管片拼裝前認真測量已經(jīng)成環(huán)的管片姿態(tài)，根據(jù)盾構隧道(sudo)(sudo)曲線方向、推進千斤頂?shù)男谐滩?、盾尾間隙等條件合理選擇管曲線方向、推進千斤頂?shù)男谐滩?、盾尾間隙等條件合理選擇管片類型，拼裝過程中要注意保證管片的拼裝質(zhì)量滿足要求。片類型，拼裝過程中要注意保證管片的拼裝質(zhì)量滿足要求。管理重點：盾構姿態(tài)(zti)；成環(huán)管片姿態(tài)(zti)；管片選型。隧道軸線隧道軸線(zhu xin)控制控制第68頁/共78頁第六十九頁，共78頁。盾構到達施工技術盾構到達施工技術(jsh)(jsh)措施措施第69頁/共78頁第七十頁，共78頁。1-進風道；2-進風口；3-排風口；4-排風道；5-路面（下拉桿）6-天棚（上拉桿）；7-吊桿；8-照明燈；9-滅火器；10-消防栓；11-電纜；12-排水管；