盾構(gòu)始發(fā)與到達施工技術(shù)演講PPT(48頁)

1、中交一公局2013年章海濱盾構(gòu)始發(fā)與到達施工技術(shù)盾構(gòu)始發(fā)與到達施工技術(shù)第一章端頭加固第二章盾構(gòu)始發(fā)第三章盾構(gòu)到達第一章端頭地基加固一.端頭加固目的、方法及應(yīng)用范圍二.各方法的施工特點端頭加固的目的（1）控制地表沉降，端頭不坍塌。始發(fā)、到達前往往需要鑿除洞口井壁的混凝土，割斷鋼筋，以滿足盾構(gòu)順利進出洞，而洞口的井壁混凝土有時要達到800mm或更厚，鑿除時間長，要避免鑿除過程發(fā)生坍塌，更要避免因開挖面暴露時間過長而坍塌或造成過大地表沉降。（2）控制水土流失。盾構(gòu)始發(fā)進入加固體，或盾構(gòu)到達穿過加固體時，在含水量較高、水平滲透系數(shù)大的含砂層、卵石層等地層，盾構(gòu)進出洞容易造成水土流失。3）滿足重型機械作

2、業(yè)時土體的承載力。盾構(gòu)吊裝或拆卸時，重型吊機往往作用在端頭位置，為防止重型機械作用在軟弱土體上起吊時發(fā)生失穩(wěn)、坍塌，或?qū)σ殉尚嗡淼腊踩斐刹焕绊?，對地表的軟弱地層進行加固。（4）考慮周邊建、構(gòu)筑物安全一、端頭加固方案 SMW工法(深層攪樁+H型鋼)1、SMW工法的原理SMW工法是通過深層攪拌機器攪拌，使水泥類懸濁液在原地地層中與土體反復(fù)均勻的混合，并根據(jù)一定的間隔插入H型鋼或板樁等作為加強基材，待水泥土固結(jié)后，形成復(fù)合的連續(xù)擋土墻的技術(shù)。2、SMW工法的特點* 對周圍地基影響小 止水性高 環(huán)境污染小一、端頭加固方案深層攪拌樁 1、深層攪拌樁工法的原理是利用水泥作為固化劑，通過深層攪拌機械在地

3、基將軟土或沙等和固化劑強制拌和，使軟基硬結(jié)而提高地基強度。2、深層攪拌樁工法的特點*固化樁與地基構(gòu)成復(fù)合地基*可獨立支護擋土*形成隔水帷幕*環(huán)境污染小*操作簡單方便、造價底3、深層攪拌樁工法的適用范圍適用于處理淤泥、砂土、淤泥質(zhì)土、泥炭土和粉土一、端頭加固方案降水法地基加固1、降水法的原理 人工降低地下水位使工作面土體始終保持干燥，從根本上防止流沙的發(fā)生，同時，減小動水壓力使土體豎直面更穩(wěn)定。2、降水的方法種類* 輕型井點 * 噴射 * 井點 電滲井點 * 深井井點 3、適用范圍* 盾構(gòu)工作井施工中發(fā)生噴涌、流沙時；* 盾構(gòu)開挖面發(fā)生漏泥、漏水時；* 進出洞施工。一、端頭加固方案冷凍法地基加固

4、 1、冷凍法的原理 冷凍法是將不穩(wěn)定的含水地層進行冷凍，冷凍后形成強度很高的凍土體，能形成完整的防水屏蔽，起到防水、擋土的作用。 2、特點工期長 造價高 風(fēng)險大 3、適用范圍* 富水的軟弱地層一、端頭加固方案高壓旋噴樁 1、高壓旋噴樁工法的原理高壓旋噴樁，是以高壓旋轉(zhuǎn)的噴嘴將水泥漿噴入土層與土體混合，形成連續(xù)搭接的水泥加固體。2、高壓旋噴樁工法的特點* 可加固指定地層* 可加固細顆粒沙土層* 可形成隔水帷幕* 使用靈活方便* 環(huán)保(回收利用排除泥漿)3、高壓旋噴樁工法的適用范圍 適用于砂層、含砂層地層或要求較高的地基加固高壓旋噴樁施工高壓旋噴施工示意圖套管沉入設(shè)計深度套管中插入二重管，邊旋邊噴

5、且邊提升拔出旋噴管與套管，下部形成圓柱噴射樁加固體振動就位，放樁靴，立套管，安振動錘拔起一段套管，卸上段的套管，使下段露出地面（h要求的旋噴長度）自動提升璇噴管端頭加固效果檢測端頭加固的主要檢測手段如下：豎向抽芯檢測：目測判斷加固體強度可否滿足設(shè)計要求，是否連續(xù)（抽芯率）；試驗判斷加固體強度、抗?jié)B性能。在砂層中，特別注意加固體連續(xù)性是否良好，抽芯率要達到90以上。抽芯位置一般選取在樁間咬合部位。（樁體垂直度的控制）抽芯數(shù)量按規(guī)范選取，且每個端頭不應(yīng)少于1根。水平抽芯檢測：沿洞門四周加固體范圍內(nèi)打數(shù)個水平探孔，觀察滲水情況。探孔數(shù)量不少于6個，中間和四周均布。第二章 盾構(gòu)始發(fā)一、盾構(gòu)始發(fā)的工藝流

6、程二、盾構(gòu)始發(fā)的施工技術(shù)三、始發(fā)注意事項盾構(gòu)始發(fā)的定義:是指盾構(gòu)在安裝豎井內(nèi)或過站豎井內(nèi)，自盾構(gòu)主機開始定位，刀盤向前推進貫入圍巖，沿設(shè)計線路向前掘進，直至具備拆除負(fù)環(huán)條件為止。盾構(gòu)始發(fā)流程始發(fā)端頭地層加固 安裝始發(fā)基座 盾構(gòu)機組裝安裝反力架、洞門密封，盾構(gòu)機連接，空載調(diào)試安裝負(fù)環(huán)管片始發(fā)掘進、負(fù)荷調(diào)試盾尾通過洞門密封后進行注漿回填盾構(gòu)掘進與管片安裝洞門第二次破除洞門第一次破除盾構(gòu)始發(fā)的施工技術(shù)始發(fā)洞口維護結(jié)構(gòu)的切除洞門密封反力架、始發(fā)基座的安裝盾構(gòu)的始發(fā)始發(fā)試掘進技術(shù)要點洞門破除洞門破除工藝流程圖 洞門復(fù)測腳手架搭設(shè)探孔檢查盾構(gòu)進洞內(nèi)層鋼筋混凝土鑿除外層鋼筋混凝土鑿除洞門中心標(biāo)高、水平、直徑

7、、中心線搭設(shè)應(yīng)符合相關(guān)安全規(guī)范，確保牢固可靠安全通過探孔檢查端頭加固效果，以及加固土體的止水性 分格進行鑿除由下而上切割破除洞門破除洞門拆除采用人工風(fēng)鎬鑿除，進行分塊鑿除，順序如圖所示:247356189孔徑5cm，孔深1.2m洞門破除注意事項：1、洞門第一次破除完成后，待盾構(gòu)機安裝調(diào)試完畢具備始發(fā)條件后，在盾頭與洞圈之間搭設(shè)支架，由下而上切割洞門鋼筋，拆除完畢后盾構(gòu)機必須迅速靠上洞門土體，以免土體暴露時間過長發(fā)生洞門坍塌。圖為洞門土體發(fā)生局部坍塌圖為洞門第二次破除由下而上洞門破除注意事項2、在打開洞門過程中，若遇發(fā)生流清水現(xiàn)象，必須用雙快水泥和水玻璃進行堵漏，并適當(dāng)加快對鋼筋的切割速度。3、

8、割除鋼筋時若發(fā)生流泥、流砂現(xiàn)象，必須立即停止對鋼筋的切割，在流泥、流砂處進行雙液注漿處理，堵住后方可再次切割。4、整個破除過程應(yīng)安排專職安全員進行全過程的監(jiān)督，杜絕安全事故隱患，確保人身安全。始發(fā)基座的安裝安裝始發(fā)基座前先進行定位測量，在車站底板設(shè)立控制護樁，根據(jù)護樁精確定位始發(fā)臺的高程和左右位置。然后將始發(fā)臺安設(shè)在預(yù)定的位置上，并由測量組進行復(fù)核，在完成定位之后，將始發(fā)臺固定。此外利用型鋼給始發(fā)基座加橫向的支撐，提高始發(fā)基座的穩(wěn)定性。在盾構(gòu)機主機組裝時，在始發(fā)臺的軌道上涂硬質(zhì)潤滑油以減小盾構(gòu)機在始發(fā)臺上向前推進時的阻力。由于始發(fā)臺與加固體之間存在較長距離間隙，為使盾構(gòu)機順利進入加固體，并防止

9、盾構(gòu)機栽頭，一般在前方安裝一段連接導(dǎo)軌。始發(fā)基座采用鋼結(jié)構(gòu)形式，主要承受盾構(gòu)機的重力和推進時的摩擦力。由于盾構(gòu)機重達400多噸，所以始發(fā)基座必須具備足夠的剛度、強度。始發(fā)基座的安裝始發(fā)基座安裝時考慮為防止盾構(gòu)進洞后盾頭所處的土層軟而造成盾頭下沉，使盾構(gòu)偏離軸線，出現(xiàn)盾構(gòu)機低頭現(xiàn)象，因此可根據(jù)端頭地質(zhì)情況適當(dāng)抬高1020mm來安裝始發(fā)基座，當(dāng)盾構(gòu)機完全進入土體后，盾構(gòu)姿態(tài)進行調(diào)整，逐漸進入設(shè)計平豎曲線內(nèi)。始發(fā)基座水平軸線的垂直方向與反力架的夾角2，與設(shè)計軸線豎直趨勢偏差2，水平趨勢偏差3。洞門密封洞門密封是為盾構(gòu)在始發(fā)時防止背襯注漿砂漿外泄所用，按種類分有壓板式和折葉式兩種，其中折葉式越來越被人

10、們所認(rèn)可。洞口密封的施工分兩步進行施工，第一步是在車站結(jié)構(gòu)的施工工程中，做好始發(fā)洞門預(yù)埋件的埋設(shè)工作，要特別注意的是在埋設(shè)過程中預(yù)埋件必須與車站結(jié)構(gòu)鋼筋連接在一起；第二步在盾構(gòu)正式始發(fā)之前，應(yīng)先清理完洞口的碴土，再完成洞口密封的安裝。洞門密封折葉式壓板式壓板式洞門密封注意事項1、洞門密封裝置安裝時，需注意密封橡膠簾布及扇形壓板的安裝方向。密封橡膠簾布端頭的凸起方向與盾構(gòu)掘進方向相同。2、盾構(gòu)機進入洞門前在刀盤邊緣和簾布橡膠板外側(cè)涂潤滑油以免盾構(gòu)機刀盤掛破簾布橡膠板影響密封效果。3、盾構(gòu)機整個機身進入洞門后需檢查下折頁板以及橡膠簾布是否完好無損，如果出現(xiàn)折頁板松動或脫落必須采取加固措施反力架的安

11、裝反力架是為盾構(gòu)始發(fā)推進提供一個反向推力作用，推力通過反力架傳遞到車站主體結(jié)構(gòu)。反力架的安裝是在盾構(gòu)主機與后配套連接之前安裝。反力架端面應(yīng)與始發(fā)臺軸線垂直，以便盾構(gòu)軸線與隧道軸線保持水平。反力架底部的橫梁和立柱下端，采用鋼支撐塊支頂在后面車站預(yù)留的鋼板上，位置確定之后，再焊接固定后部兩排斜撐。斜撐采用600鋼管支撐。安裝反力架與車站結(jié)構(gòu)連接部位的間隙要墊實，以保證反力架腳板有足夠的抗壓強度。反力架的安裝安裝反力架時，用經(jīng)緯儀雙向校正兩根立柱的垂直度，使其形成的平面與推進軸線垂直。反力架的左右偏差控制在10mm,高程偏差控制在5mm之內(nèi)。600mm反力架的安裝負(fù)環(huán)管片的安裝負(fù)環(huán)管片的作用 為盾構(gòu)

12、始發(fā)時提供臨時的反推力和初始的盾構(gòu)姿態(tài)。 負(fù)環(huán)管片的0環(huán)伸入洞內(nèi)0.40.8m，在洞門施工前再將這環(huán)管片鑿除。管片的安裝順序是：先安裝底部管片，再左右安裝，每環(huán)相鄰管片應(yīng)控制環(huán)面平整度和封口尺寸。安裝負(fù)環(huán)管片時千斤頂推力控制在1000t以內(nèi)，推進行保證每組千斤頂行程差小于10mm.負(fù)環(huán)管片的安裝負(fù)環(huán)管片的拼裝質(zhì)量控制要點（1）管片運輸中要輕吊輕放，避免碰撞。（2）安裝前專人檢查管片是否有不合要求的裂縫、破損等缺陷，管片的類型是否正確，管片標(biāo)志是否齊全，是否已達齡期。負(fù)環(huán)管片的安裝（3）根據(jù)高程和平面的測量報表和管片間隙，及時調(diào)整 管片拼裝的姿態(tài)，并嚴(yán)格控制管片成環(huán)后的環(huán)、縱向間隙。用三角方木每

13、隔0.5m及時填補環(huán)、縱向間隙，并用鋼絲繩或者槽鋼固定拉緊每環(huán)管片，防止其失圓。盾構(gòu)始發(fā)注意事項（1）盾構(gòu)始發(fā)前，需檢查核實各電纜、電線及管路的連接是否留有足夠的供盾構(gòu)機前進需要的拉長量；人員組織機具配備是否到位等。檢查基座、反力架、洞門密封及端頭加固是否滿足設(shè)計要求。（2）盾構(gòu)推進前，為減小盾構(gòu)機的推進阻力，在盾構(gòu)機的基座上涂抹黃油，為避免刀盤上的刀具在進洞時損壞洞門密封裝置，在刀盤和刀具上涂抹油脂。（3）盾構(gòu)機在導(dǎo)軌上逐環(huán)推進并盡快推進掌子面，然后盾構(gòu)開始掘進。涂抹黃油盾構(gòu)始發(fā)注意事項（4）盾構(gòu)機在進洞前，在盾構(gòu)機的兩側(cè)分別焊接防扭樁，防止盾構(gòu)刀盤轉(zhuǎn)動時帶動整個盾體轉(zhuǎn)動，防扭樁應(yīng)能承受盾構(gòu)

14、機的扭矩并能將扭矩傳給盾構(gòu)基座。減少刀盤的設(shè)定扭矩，使其值不得大于最大扭矩的40%。在盾構(gòu)機進入洞門密封裝置后及時切除，切口應(yīng)平整。防扭樁盾構(gòu)始發(fā)注意事項（5）根據(jù)實際情況控制施工參數(shù)，一般在始發(fā)進洞時推進速度在24mm/min，刀盤轉(zhuǎn)速在0.30.8r/min。在推進的過程中可逐漸的將土壓設(shè)定值提升到理論值，并根據(jù)地面及地層的檢測的反饋信息對土壓力的設(shè)定值進行調(diào)整。加固區(qū)范圍內(nèi)稍微抬高盾構(gòu)機的姿態(tài)，防止在推出加固區(qū)后，由于土層的軟硬程度不同 而導(dǎo)致盾構(gòu)機發(fā)生栽頭現(xiàn)象。（6）始發(fā)階段由于受負(fù)環(huán)管片的限制，盾構(gòu)上部千斤頂暫不能使用，為此要嚴(yán)格的調(diào)整正面土體反力并少使用底部千斤頂，以防止盾構(gòu)機上浮

15、或后面臨時管片因受力不均受壓而損壞。（7）盾尾即將離開洞門密封時，要及時的進行同步注漿，同時檢查洞門密封效果如何，是否有大面積漏漿現(xiàn)象。盾構(gòu)始發(fā)注意事項盾構(gòu)始發(fā)掘進施工功效分析工作內(nèi)容所需時間102030405060708090100拌漿管片、軌道下井卸管片、放漿、正常掘進同步注漿渣土外運拼裝管片拼接走道板、水管、電線材料準(zhǔn)備充分、攪拌機故障管片止水帶粘貼不及時、龍門吊故障砂漿罐未經(jīng)常清理、漿管堵漏機械故障、更換油脂、盾構(gòu)機偏離設(shè)計軸線、地面沉降等注漿壓力過大造成漏漿，注漿管堵漏、機械故障電瓶車故障、脫軌拼裝機故障、管片吊裝頭脫落、管片小車故障 第五章盾構(gòu)到達盾構(gòu)到達的準(zhǔn)備工作 洞門破除 洞門

16、密封裝置的安裝 接收基座的安裝盾構(gòu)到達的定義:指盾構(gòu)沿設(shè)計線路，自區(qū)間隧道貫通前100m掘進至區(qū)間隧道貫通后，然后從預(yù)先施工完畢的洞口處進入車站或豎井內(nèi)的整個施工過程，以盾構(gòu)主機推出洞門爬上接收小車、后配套與盾構(gòu)主機分離為止。盾構(gòu)到達盾構(gòu)到達施工流程 洞門密封的安裝掘進參數(shù)的調(diào)整掘進方向的控制洞門剩余部分的鑿除渣土的清理到達段的掘進洞門部分鑿除接受托架的安裝與固定貫通后步上接受托架洞門鑿除在盾構(gòu)機距離端頭墻前一星期時對洞門進行第一次破除先將圍護結(jié)構(gòu)的主體鑿除,只保留圍護結(jié)構(gòu)的外排鋼筋和保護層。待盾構(gòu)機進入加固范圍時快速將洞口圍護結(jié)構(gòu)剩余部分破除,確保鋼筋割除干凈。洞門密封洞門密封裝置安裝的示意

17、洞門密封洞門密封裝置安裝的示意圖渣土清理清理洞門土渣接受托架的安裝與固定1)洞門鑿?fù)旰?按照預(yù)計盾構(gòu)姿態(tài)對接收基座進行初步定位, 做好加固材料準(zhǔn)備。2)盾構(gòu)貫通后根據(jù)盾構(gòu)機實際姿態(tài)對接收基座進行準(zhǔn)確定位,加固接收基座。盾構(gòu)機標(biāo)高宜高出接收架的滑軌面標(biāo)高20 mm30 mm。3）盾構(gòu)推出托架前需認(rèn)真檢查托架的加固情況、盾構(gòu)刀盤底部與接收托架高差等情況。確認(rèn)無誤后再推出洞門。推出的過程要時刻關(guān)注托架的穩(wěn)定性，以防出現(xiàn)問題。 。盾構(gòu)到達盾構(gòu)到達 盾構(gòu)機的掘進姿態(tài)及參數(shù) 盾構(gòu)機到達地表監(jiān)控 洞內(nèi)外的信息暢通 進洞注漿 拉緊裝置到達后掘進控制1)盾構(gòu)進入到達段后,以“小推力、低刀盤轉(zhuǎn)速,減小擾動”為原則

18、,結(jié)合理論計算及經(jīng)驗調(diào)整掘進參數(shù),掘進時頂部土壓p控制在0.6bar0.8bar,停機狀態(tài)保證p0.8bar。若停機時間較長,p0.8bar時,需適當(dāng)推進油缸將土壓提升,以免地面發(fā)生較大的沉降。掘進速度控制在35mm/min以內(nèi),避免因速度過快造成注漿不飽滿;掘進推力控制在18000kN以內(nèi),各組油缸推力差不宜過大;刀盤轉(zhuǎn)速在0.9r/min左右;泡沫劑用量為20L/環(huán)25L/環(huán),視地質(zhì)變化及出渣效果酌情增減; 合理的控制注漿量，同時進行二次補漿,以充分填充管片背部間隙,減小對周圍土體的擾動。到達后掘進控制2)在盾構(gòu)刀盤距圍護樁10m時,將掘進速度控制在15mm/min左右,控制出土量并逐步減小土倉壓力,在最后兩環(huán)采用趨于零土壓的掘進模式。3)在盾構(gòu)刀盤距圍護樁5m時,要求掘進速度控制在510mm/min。對盾尾管片進行二次注漿,以阻止盾構(gòu)后部的水流向洞口。4)在盾構(gòu)刀盤距圍護樁2m左右時,在洞門中心鑿一個300mm直