盾構空推過礦山法隧道工藝要求課件

1、盾構空推過礦山法隧道工藝要求 1 導臺施工導臺施工 盾構機通過礦山法段，導臺支撐盾構機盾構機通過礦山法段，導臺支撐盾構機并為盾構機前進起導向作用，盾構機在導臺并為盾構機前進起導向作用，盾構機在導臺上空載推進上空載推進(拆除部分邊緣刀具拆除部分邊緣刀具)并拼裝管片。并拼裝管片。在盾構機進洞前，須完成導臺施工。導臺采在盾構機進洞前，須完成導臺施工。導臺采用用C30鋼筋混凝土現(xiàn)澆而成，高度鋼筋混凝土現(xiàn)澆而成，高度20cm，強，強度須滿足要求，并確保導臺的高度、弧度、度須滿足要求，并確保導臺的高度、弧度、軸線等參數(shù)的精度，導臺斷面弧長與隧道中軸線等參數(shù)的精度，導臺斷面弧長與隧道中心夾角為心夾角為60

2、，以保證盾體與導臺有足夠的，以保證盾體與導臺有足夠的接觸面并保持均勻接觸，防止因盾構機自重接觸面并保持均勻接觸，防止因盾構機自重壓壞導臺。在盾構進入導臺的洞口處導臺兩壓壞導臺。在盾構進入導臺的洞口處導臺兩側分別預埋一塊側分別預埋一塊300100020mm鋼板，鋼板，防止盾構機步上導臺時導臺開裂。防止盾構機步上導臺時導臺開裂。 導臺起點從盾構進入礦山隧道開始，一直施導臺起點從盾構進入礦山隧道開始，一直施工至隧道端墻前方，在導臺尾部與端墻之間工至隧道端墻前方，在導臺尾部與端墻之間預留預留lm長的缺口，使盾構機刀盤在缺口處長的缺口，使盾構機刀盤在缺口處順利旋轉并切入端墻。順利旋轉并切入端墻。 2 礦

3、山法隧道斷面復測礦山法隧道斷面復測 隧道初支與盾構導臺施工完成后，將對隧道初支與盾構導臺施工完成后，將對礦山法施工隧道進行竣工驗收。對隧道的中礦山法施工隧道進行竣工驗收。對隧道的中線和高程、超挖值、噴射混凝土質(zhì)量等方面線和高程、超挖值、噴射混凝土質(zhì)量等方面進行驗收，尤其對隧道斷面進行一次聯(lián)系測進行驗收，尤其對隧道斷面進行一次聯(lián)系測量，每隔量，每隔45m進行一個斷面測量，每個斷進行一個斷面測量，每個斷面測量面測量l0個點，形成礦山法隧道竣工測量成個點，形成礦山法隧道竣工測量成果，為盾構正常通過提供依據(jù)。由于盾構機果，為盾構正常通過提供依據(jù)。由于盾構機刀盤外徑為刀盤外徑為6280，刀盤頂部與隧道壁

4、只有，刀盤頂部與隧道壁只有幾十厘米間距，因此嚴禁礦山法初支侵限，幾十厘米間距，因此嚴禁礦山法初支侵限，對侵限部位須進行鑿除處理。對侵限部位須進行鑿除處理。 3 空推前準備空推前準備 3.1 盾構機進入空推段前止水盾構機進入空推段前止水 盾構機在到達空推段前盾構機在到達空推段前50米，將盾構姿態(tài)與米，將盾構姿態(tài)與管片姿態(tài)及水平軸線調(diào)整到和導臺一致，軸線的垂管片姿態(tài)及水平軸線調(diào)整到和導臺一致，軸線的垂直方向比導臺的軸線高直方向比導臺的軸線高10mm，防治盾構機盾體底，防治盾構機盾體底部低于導臺面，而損壞導臺。部低于導臺面，而損壞導臺。 盾構機刀盤離導臺盾構機刀盤離導臺3環(huán)時，對當前環(huán)后第六環(huán)時，對

5、當前環(huán)后第六環(huán)進行雙液漿環(huán)向封堵，盾構機刀盤出來后，立即環(huán)進行雙液漿環(huán)向封堵，盾構機刀盤出來后，立即觀察盾構與擋墻間隙有無滲漏水，如滲漏嚴重，立觀察盾構與擋墻間隙有無滲漏水，如滲漏嚴重，立即在盾構機中盾的徑向孔注油性聚氨酯進行封堵。即在盾構機中盾的徑向孔注油性聚氨酯進行封堵。 3.2 刀盤部分刀具拆除刀盤部分刀具拆除 由于盾構機刀盤外徑比盾構機外徑大，在盾構由于盾構機刀盤外徑比盾構機外徑大，在盾構機到達導臺前卸掉刀盤上與導臺面接觸的邊緣刀具，機到達導臺前卸掉刀盤上與導臺面接觸的邊緣刀具，避免盾構機在導臺上前進時將導臺混凝土刮起，破避免盾構機在導臺上前進時將導臺混凝土刮起，破壞導臺。壞導臺。 3

6、.3 豆礫石堆填豆礫石堆填 在空推段預先堆填在空推段預先堆填2米厚豆礫石，中米厚豆礫石，中間低，兩則高。間低，兩則高。 在橫通道小里程每間隔在橫通道小里程每間隔6米儲備米儲備32m3豆礫石，用以噴射機噴豆礫石用。豆礫石，用以噴射機噴豆礫石用。 在盾構機推上導臺前拆卸完成部分刀在盾構機推上導臺前拆卸完成部分刀具后，立即將豆礫石將盾構機刀盤前堆積，具后，立即將豆礫石將盾構機刀盤前堆積，長度長度8米，高度到拱頂。米，高度到拱頂。 4 盾構機推進盾構機推進 盾構推進時的阻力主要為盾構機與導臺盾構推進時的阻力主要為盾構機與導臺間的摩擦力，相比盾構機負載工作，空載工間的摩擦力，相比盾構機負載工作，空載工

7、作時的前進阻力很小，并且導臺已經(jīng)確定了作時的前進阻力很小，并且導臺已經(jīng)確定了盾構機的前進方向，為了確保盾構機沿導臺盾構機的前進方向，為了確保盾構機沿導臺軸線前進不偏離導臺，并在導臺上保持正確軸線前進不偏離導臺，并在導臺上保持正確的姿態(tài)，在盾構機推進時采用交叉使用豎直的姿態(tài)，在盾構機推進時采用交叉使用豎直位置和水平位置兩組推進油缸向前推進。具位置和水平位置兩組推進油缸向前推進。具體操作時使用水平兩組油缸推進體操作時使用水平兩組油缸推進30cm時，停時，停止推進并收縮油缸，再使用垂直兩組油缸推止推進并收縮油缸，再使用垂直兩組油缸推進進30cm后，停止并收縮油缸，不停地交叉使后，停止并收縮油缸，不停

8、地交叉使用。推進過程中要密切注意盾構機刀盤周邊用。推進過程中要密切注意盾構機刀盤周邊與初襯、成環(huán)管片與盾尾間的問隙，使其始與初襯、成環(huán)管片與盾尾間的問隙，使其始終處于良好狀態(tài)。終處于良好狀態(tài)。 5 管片拼裝管片拼裝 盾構在初襯隧洞內(nèi)拼裝管片與正常盾構盾構在初襯隧洞內(nèi)拼裝管片與正常盾構法施工基本相同，只因盾構在初襯隧洞內(nèi)不法施工基本相同，只因盾構在初襯隧洞內(nèi)不能作大幅糾偏動作，故確定封頂塊拼裝位置能作大幅糾偏動作，故確定封頂塊拼裝位置顯得尤為重要。當盾尾單邊間隙縮小到顯得尤為重要。當盾尾單邊間隙縮小到45mm時，則需進行封頂塊位置調(diào)整。由于時，則需進行封頂塊位置調(diào)整。由于在無正面土壓力的狀態(tài)下推

9、進，為保證管片在無正面土壓力的狀態(tài)下推進，為保證管片止水帶的壓密防水效果，必須加強連接螺栓止水帶的壓密防水效果，必須加強連接螺栓的緊固，用高速氣動扳手對連接螺栓進行復的緊固，用高速氣動扳手對連接螺栓進行復緊，尤其加強縱向螺栓緊，尤其加強縱向螺栓(即環(huán)間連接螺栓即環(huán)間連接螺栓)復復緊工作。并在盾體全部進入土體后，增加盾緊工作。并在盾體全部進入土體后，增加盾構機總推力，壓緊礦山法隧道內(nèi)已拼裝的管構機總推力，壓緊礦山法隧道內(nèi)已拼裝的管片，并再一次緊固所有的管片螺栓。片，并再一次緊固所有的管片螺栓。 6 管片背后回填管片背后回填 在礦山法初支與管片之間存在空隙，需在礦山法初支與管片之間存在空隙，需采用

10、豆礫石加注漿對空隙進行回填施工，確采用豆礫石加注漿對空隙進行回填施工，確?？障短畛滹枬M，防止管片下沉產(chǎn)生錯臺與?？障短畛滹枬M，防止管片下沉產(chǎn)生錯臺與因地下水位上升后產(chǎn)生浮力致使管片上浮。因地下水位上升后產(chǎn)生浮力致使管片上浮。 6.1 豆礫石回填施工豆礫石回填施工 管片與初支之間空隙充填豆礫石，為滿管片與初支之間空隙充填豆礫石，為滿足盾構過礦山法段管片背后豆礫石快速、高足盾構過礦山法段管片背后豆礫石快速、高效充填的需要，豆礫石粒徑為效充填的需要，豆礫石粒徑為510mm，采，采用混凝土噴射機從盾構機前方向后噴射豆礫用混凝土噴射機從盾構機前方向后噴射豆礫石，填充的順序是先下部后上部，首先填充石，填充

11、的順序是先下部后上部，首先填充左右兩側，最后填充隧道上部。左右兩側，最后填充隧道上部。 噴射壓力為噴射壓力為0.25 0.3Mpa，噴射管徑為，噴射管徑為直徑直徑50毫米。毫米。 噴射的豆礫石數(shù)量必須到一定的高度才噴射的豆礫石數(shù)量必須到一定的高度才能保證起到對管片的支撐作用，能保證起到對管片的支撐作用， 實踐經(jīng)驗得實踐經(jīng)驗得出最少到達時鐘出最少到達時鐘2 點、點、10 點位高度。點位高度。 豆礫石豆礫石到達此高度后，才能約束管片左右擺動，防到達此高度后，才能約束管片左右擺動，防止管片變形、錯臺。每環(huán)的噴豆礫石數(shù)量會止管片變形、錯臺。每環(huán)的噴豆礫石數(shù)量會與隧道初期支護超挖有關，一般要比理論計與隧

12、道初期支護超挖有關，一般要比理論計算出的最少量大，通過計算大約每環(huán)算出的最少量大，通過計算大約每環(huán)4.5m3。 盾構機過橫通道后，將噴射機移至盾構機內(nèi)盾構機過橫通道后，將噴射機移至盾構機內(nèi) 6.2 注漿回填施工注漿回填施工(見圖見圖) 第一步管片脫出盾尾后，首先通過底部第一步管片脫出盾尾后，首先通過底部管片吊裝孔作為注漿孔注水泥水玻璃雙液漿，管片吊裝孔作為注漿孔注水泥水玻璃雙液漿，以防管片下沉產(chǎn)生錯臺。隨著盾構掘進，支以防管片下沉產(chǎn)生錯臺。隨著盾構掘進，支撐提供反力安裝管片后，從管片吊裝孔同步撐提供反力安裝管片后，從管片吊裝孔同步注雙液漿至注雙液漿至lm高，將管片固定。高，將管片固定。 第二步

13、用噴射的豆礫石在管片脫離盾尾第二步用噴射的豆礫石在管片脫離盾尾時進行管片兩側支撐，利用盾構機時進行管片兩側支撐，利用盾構機 2 和和 3 同步注漿孔向管片背后注入水泥砂漿，同同步注漿孔向管片背后注入水泥砂漿，同步注漿水泥漿配合比為步注漿水泥漿配合比為 1:1,注漿壓力控制在注漿壓力控制在0.10.2MPa ，每次同步漿液量為，每次同步漿液量為 45 方方（施作過程中要根據(jù)實際情況適當進行調(diào)（施作過程中要根據(jù)實際情況適當進行調(diào)整），在同步注漿進行的同時，需密切關注整），在同步注漿進行的同時，需密切關注 同步注漿擴散情況，必要時調(diào)整漿液配合比從而縮同步注漿擴散情況，必要時調(diào)整漿液配合比從而縮短漿液

14、的凝結時間。具體注漿量應根據(jù)噴豆礫石量短漿液的凝結時間。具體注漿量應根據(jù)噴豆礫石量進行調(diào)整，進行調(diào)整， 原則上保證注完漿后的砂漿液面高于原則上保證注完漿后的砂漿液面高于2 點、點、10 點位。豆礫石的孔隙率大約為點位。豆礫石的孔隙率大約為48.2%左右。左右。 第三步在當前環(huán)后第第三步在當前環(huán)后第5 環(huán)管片上，在環(huán)管片上，在 3 點和點和 9 點位置通過管片吊裝孔注入雙液漿防止管片側移；點位置通過管片吊裝孔注入雙液漿防止管片側移；每隔十環(huán)進行一次環(huán)向封堵，中間管片通過每隔十環(huán)進行一次環(huán)向封堵，中間管片通過 1 點點11 點吊裝孔注入雙液漿，進行拱頂回填。值得注意的點吊裝孔注入雙液漿，進行拱頂回

15、填。值得注意的是，只有多次注漿才能確保管片后間隙填充密實。是，只有多次注漿才能確保管片后間隙填充密實。 第四步由于管片背填注漿時，盾構機前方敞開，第四步由于管片背填注漿時，盾構機前方敞開，管片注漿效果可能不理想，須對管片進行補充注漿。管片注漿效果可能不理想，須對管片進行補充注漿。每每10環(huán)管片，在管片環(huán)管片，在管片6個吊裝孔開口檢查注漿效果，個吊裝孔開口檢查注漿效果，若注漿效果不好，則進行補充注漿。若注漿效果不好，則進行補充注漿。 注漿回填施工工序注漿回填施工工序 7 監(jiān)測監(jiān)測 通過監(jiān)測，如發(fā)現(xiàn)管片有上浮或側移趨通過監(jiān)測，如發(fā)現(xiàn)管片有上浮或側移趨向時，除立即采取注漿措施外，必要時在管向時，除立

16、即采取注漿措施外，必要時在管片脫出盾尾后，立即打穿吊裝孔，安裝片脫出盾尾后，立即打穿吊裝孔，安裝15m長長32的螺紋鋼，螺紋鋼一端緊頂在的螺紋鋼，螺紋鋼一端緊頂在礦山法隧道初支上，將其另一端焊接固定在礦山法隧道初支上，將其另一端焊接固定在管片吊裝孔上管片吊裝孔上(吊裝孔提前安裝套絲吊裝孔提前安裝套絲)，通過，通過此措施可有效限制管片上浮及側移。此措施可有效限制管片上浮及側移。 8 空載與負載施工轉換段施工空載與負載施工轉換段施工 在隧道端墻前方，導臺與端墻之間預留在隧道端墻前方，導臺與端墻之間預留有有l(wèi)m長的缺口，在刀盤到達端墻前預留長的缺口，在刀盤到達端墻前預留1米米的缺口時，重新安裝所卸的

17、刀具，并對所有的缺口時，重新安裝所卸的刀具，并對所有刀具進行檢查。刀具進行檢查。 由于盾體與隧道初期襯砌之間有一定的由于盾體與隧道初期襯砌之間有一定的空隙，盾體四周沒有土體包裹，盾體旋轉僅空隙，盾體四周沒有土體包裹，盾體旋轉僅受導臺的阻力，因?qū)_阻力很小，導致刀盤受導臺的阻力，因?qū)_阻力很小，導致刀盤切削端墻時盾體旋轉角度很大。因此需要保切削端墻時盾體旋轉角度很大。因此需要保持刀盤低速旋轉，盾構掘進切削巖層的貫入持刀盤低速旋轉，盾構掘進切削巖層的貫入度要小，并不停地改變刀盤轉動方向，讓其度要小，并不停地改變刀盤轉動方向，讓其慢慢地切入端墻，以防止盾體旋轉角度過大。慢慢地切入端墻，以防止盾體旋轉

18、角度過大。當盾體全部進入土體后，因盾體被四周土體當盾體全部進入土體后，因盾體被四周土體完全包裹，土體對盾體旋轉產(chǎn)生較大的摩擦完全包裹，土體對盾體旋轉產(chǎn)生較大的摩擦阻力，盾體轉角明顯減小，盾構機即處于負阻力，盾體轉角明顯減小，盾構機即處于負載掘進狀態(tài)。載掘進狀態(tài)。 9 增大盾構機總推力壓緊管片增大盾構機總推力壓緊管片 由于盾構機在導臺上前進阻力較小，管由于盾構機在導臺上前進阻力較小，管片之間縱向壓力不能有效地壓緊管片，造成片之間縱向壓力不能有效地壓緊管片，造成止水條壓縮量不足，管片環(huán)向接縫容易漏水。止水條壓縮量不足，管片環(huán)向接縫容易漏水。在盾體全部進入土體后，轉動刀盤，減小推在盾體全部進入土體后

19、，轉動刀盤，減小推進速度或停止推進，加大所有推進油缸的油進速度或停止推進，加大所有推進油缸的油壓，增加盾構機總推力，使其達到壓，增加盾構機總推力，使其達到2000t及以及以上，以壓緊礦山法隧道內(nèi)已拼裝的管片，并上，以壓緊礦山法隧道內(nèi)已拼裝的管片，并保持這個總推力再一次緊固所有的管片螺栓。保持這個總推力再一次緊固所有的管片螺栓。在壓緊過程中要注重觀察每環(huán)管片受壓情況，在壓緊過程中要注重觀察每環(huán)管片受壓情況，防止因盾構機總推力過大而將管片壓損壓裂。防止因盾構機總推力過大而將管片壓損壓裂。 10 措施措施 10.1 防盾構機扭轉及抬頭的措施防盾構機扭轉及抬頭的措施 防盾構扭轉及抬頭是盾構在礦山法隧道

20、段掘進防盾構扭轉及抬頭是盾構在礦山法隧道段掘進的難題，由于盾構殼體外部不具備設防自轉裝置條的難題，由于盾構殼體外部不具備設防自轉裝置條件，采取措施如下：件，采取措施如下： 在噴射豆礫石過程中，要及時觀察刀盤下面在噴射豆礫石過程中，要及時觀察刀盤下面是否有殘留豆礫石，防止豆礫石下串盾體引起盾構是否有殘留豆礫石，防止豆礫石下串盾體引起盾構機抬頭。機抬頭。 在盾構機通過礦山法隧道期間，嚴禁轉動刀在盾構機通過礦山法隧道期間，嚴禁轉動刀盤，防止盾體扭轉。盤，防止盾體扭轉。 每拼裝完一環(huán)管片，在尾盾盾體與管片側面每拼裝完一環(huán)管片，在尾盾盾體與管片側面接口處用簽字筆畫一條線，通過觀察這條線的對接接口處用簽字

21、筆畫一條線，通過觀察這條線的對接情況來判斷盾體是否扭轉及扭轉的大小，發(fā)現(xiàn)盾體情況來判斷盾體是否扭轉及扭轉的大小，發(fā)現(xiàn)盾體扭轉時應立即停止向前掘進，及時查找原因并采取扭轉時應立即停止向前掘進，及時查找原因并采取糾正措施。糾正措施。 10.2 防止管片上浮及側移措施防止管片上浮及側移措施 管片與隧道初支間空隙較大且不均勻，管片與隧道初支間空隙較大且不均勻，注漿時操作難度大，而且填充效果差，從而注漿時操作難度大，而且填充效果差，從而導致頂部回填注漿難以密實，極易發(fā)生管片導致頂部回填注漿難以密實，極易發(fā)生管片上浮和側移，直接造成管片錯臺或崩角，嚴上浮和側移，直接造成管片錯臺或崩角，嚴重時會侵入建筑限界

22、。重時會侵入建筑限界。 加強管片注漿管理，一旦出現(xiàn)管片上加強管片注漿管理，一旦出現(xiàn)管片上浮或側移，在管片上浮或側移處，通過打穿浮或側移，在管片上浮或側移處，通過打穿管片吊裝孔，打入注漿管進行二次補充注雙管片吊裝孔，打入注漿管進行二次補充注雙液漿，迅速填充管片背后或上部間隙，阻止液漿，迅速填充管片背后或上部間隙，阻止管片上浮和側移。管片上浮和側移。 利用吊裝孔排出地下水，避免管片上浮 管片上浮是在地下水的浮力作用下管片被抬高，這樣會導致管片變形、錯臺、漏水，嚴重者隧道超限。鋼筋混凝土管片的密度比水大很多，產(chǎn)生上浮的原因可通過以下浮力計算說明： 一環(huán)管片自重 G=3.14(32-2.72)1.52 500kg/m3 =20.14103kg 式中2500 kg/m3為鋼筋混凝土密度； 1.5為一環(huán)管片寬度，單位 m。 則：一環(huán)管片浮力則：一環(huán)管片浮力 F=3.14321.51 000 kg/m3=42.39103kg 式中式中1 000 kg/m3為水密度，為水密度， 水平高于管水平高于管片頂部時的浮力。片頂部時的浮力。 從以上計算可以看出，當水位高于管片頂從以上計算可以看出，當水位高于管片頂部時，部