盾構施工技術培訓課件6504

第八章盾構法施工謝雄耀教授xiexiongyao@§8.1概述§8.2盾構機的分類與選型§8.3盾構機的構造和工作原理§8.4盾構法施工工藝第八章盾構法施工盾構法主要施工程序1、建造盾構工作井2、盾構掘進機安裝就位3、出洞口土體加固4、初推段掘進施工5、掘進機設備轉換6、盾構連續(xù)掘進施工7、接收井洞口土體加固8、盾構進入接收井，并運出地面§8.4盾構法施工工藝8.4.1盾構施工的準備工作8.4.2盾構出洞8.4.3盾構推進及襯砌的拼裝8.4.4盾構壁后注漿8.4.5盾構施工隧道的防水8.4.1盾構施工的準備工作包括工作井的制作、盾構基座與導軌的鋪設滿足盾構掘進機安裝和出洞施工的要求接收工作井:盾構隧道掘進完成后進入接收井,滿足盾構拆卸或轉場吊裝移位的工作空間要求8.4.2盾構出洞盾構出洞是盾構法施工的重要環(huán)節(jié)之一。在始發(fā)井內，盾構按設計高程及坡度推出預留孔洞，進入正常土層的過程定義為盾構出洞。盾構出洞涉及到洞門預留塊制、四周土體加固、封門的鑿除、盾構后座支撐下頂進。一般在出洞50m之后，盾構法隧道施工才進入正常。8.4.2盾構出洞預留封門在盾構出洞之前必須抵擋洞外土體側向壓力和水壓力，保證封門不斷裂倒塌，同時不產生大量地下水滲漏。封門的形式與作法：現(xiàn)澆鋼筋混凝土封門；鋼板封門；裝配式楔體封門。8.4.2盾構出洞為防止土體在在臨空面產生生大量的坍塌塌或涌水，因因此對封門外外的土體加固固是必須的，，目前常用的的方法有高壓壓旋噴法、深深層攪拌法及及凍結法。8.4.2盾構出出洞加固土土體的的厚度度的求求取。。式中：：Fs為安全全系數數，取取1.5；W為均布布側向向水土土壓力力(kN)r為洞門門半徑徑；σ為改良良土體體的抗抗彎強強度人工地地層凍凍結法法基本本原理理凍土形形成過過程利用人人工制制冷技技術,使地層層中的的水結結冰,把天然然巖土土變成成凍土土,增加其其強度度和穩(wěn)穩(wěn)定性性,隔絕地地下水水與地地下工工程的的聯(lián)系系間接式式：鹽鹽水制制冷-30℃~-35℃8.4.3盾構推推進及及襯砌砌的拼拼裝七字口口訣：：保頭頭、護護尾、、勤注注漿8.4.3盾構推推進及及襯砌砌的拼拼裝8.4.3盾構推推進及及襯砌砌的拼拼裝盾構推推進工工程中中施工工參數數的調調整8.4.3盾構推推進及及襯砌砌的拼拼裝盾構推推進過過程中中，導導致偏偏離隧隧道設設計軸軸線因因素分分析：：1）土層層不均均勻；；2）正面面四周周阻力力不一一致；；3）千斤斤頂伸伸出頂頂力不不一致致；4）盾盾構重重心偏偏于一一側；；5）盾構構下部部土體體流失失過多多導致致盾構構叩頭頭下沉沉。盾構推進軸線的的縱坡坡控制制方法法盾構縱坡控控制不不單是是調整整盾構構高程程位置置，還還可以以調正正盾構構和已已成環(huán)環(huán)管片片之間間頂部部和下下部間間隙，，以減減少盾盾構對對圓環(huán)環(huán)的徑徑向卡卡壓及及下一一環(huán)管管片拼拼裝的的困難難?？v坡控制應應根據據盾構構現(xiàn)狀狀情況況以及及盾構構與圓圓環(huán)管管片間間的相相對位位置，，采用用不同同方法法來達達到最最佳效效果。。a、穩(wěn)坡坡法這種方方法盾盾構推推進中中對地地層擾擾動最最小，，是最最佳控控制方方法。。（見見圖2－3）b、變坡坡法盾構推推進前前應先先觀察察盾構構與管管片上上下的的間隙隙情況況，遇遇盾構構上部部已卡卡管片片時則則可采采用先先抬后后壓的的縱坡坡控制制（如左圖圖）所示，，反之之可用用（如右圖圖）所示的的先壓壓后抬抬的方方法來來控制制。

左圖

右圖當盾構構與管管片之之間四四周間間隙較較均勻勻時，，可采采用縱縱坡逐逐變的的方法法（如左圖圖）所所示。由于操操作人人員的的技術術水平平，對對盾構構的性性能不不熟，，以及及施工工人員員思想想不集集中等等原因因，往往往發(fā)發(fā)生在在一環(huán)環(huán)距離離的推推進過過程中中，多多次進進行縱縱坡起起伏的的調正正，（（如右右圖圖））。。這這種種極不不平平穩(wěn)穩(wěn)的的控控制制盾盾構構推推進進軸軸線線，，對對地地層層將將產產生生最最大大的的擾擾動動，，對對地地面面建建筑筑物物危危害害很很大大，后后期期變形形要要有有一一個個較較長長的的時時間間，，且且變變形形量量亦亦較較大大。。左圖圖右圖圖8.4.3盾構構推推進進及及襯襯砌砌的的拼拼裝裝盾構構推推進進過過程程糾糾偏偏1）千千斤斤頂頂編編組組的的調調整整；；如停停開開偏偏離離方方位位處處的的幾幾只只千千斤斤頂頂；；2）縱縱坡坡控控制制；；盾構構推推進進盡盡量量接接近近隧隧道道縱縱坡坡，，避避免免變變坡坡推推進進；；3）盾盾構構旋旋轉轉的的防防止止。。通常常由由大大型型旋旋轉轉設設備備（（如如切切削削刀刀盤盤、、舉舉重重壁壁及及轉轉盤盤旋旋轉轉））等等引引起起的的，，簡簡單單的的方方法法是是在在盾盾構構旋旋轉轉方方向向的的反反側側加加壓壓重重，，或或經經常常改改變變大大設設備備的的轉轉向向，，注注意意調調整整拼拼裝裝左左右右程程序序。。8.4.3盾構構推推進進及及襯襯砌砌的的拼拼裝裝曲線線推推進進盾構構推推進進糾糾偏偏1）盾盾構構推推一一環(huán)環(huán)的的糾糾偏偏幅幅度度應應以以小小到到大大最最后后到到小小的的規(guī)規(guī)律律控制制由于于開始始推推進進時時管管片片埋埋入入盾盾尾尾內內的的深深度度為為最最長長，，這這就就使使盾盾構構與與管管片片之之間間相相對對位位置置調調節(jié)節(jié)量量是是處處于于最最小小的的狀狀態(tài)態(tài)，，過過量量的的糾糾偏偏將將會會導導致致危危機機管管片片安安全全的的現(xiàn)象象，，一般般為為每每環(huán)環(huán)推推進進距距離離各各1/3范圍圍最最佳佳。2）分分析析盾盾構構現(xiàn)狀狀位位置置測測量量報表表目的的是控控制制好好拼拼裝裝機機中中心心的的軸軸線線偏偏離離值值，，使使管管片片拼拼裝裝于于正正確確位位置置，，保保證證隧隧道道的的連連貫貫軸軸線線的的質質量量。。3）盾盾構構軸軸線線控控制制糾糾偏偏必必須須要要按按““及及時時、、連連續(xù)續(xù)””的的原則則4）當當施施工工時時產產生生有有過過大大偏偏差差時時，，其其糾糾偏偏應應做做到到合合理理，，使使盾盾構構糾糾偏偏軸軸線和和順順，，有有利利于于施施工工及及隧隧道道的的使使用用要求求8.4.3盾構構推推進進及及襯襯砌砌的的拼拼裝裝1裝配式圓圓型襯砌砌構造結構形式式：帶肋肋的箱型型管片，，不帶肋肋的平板板形管片片。聯(lián)結結方式：：直螺栓栓，彎螺螺栓。材材料：：球墨鑄鑄鐵，全全鋼，鋼鋼筋混凝凝土管片片環(huán)寬：750-1500mm;厚度：250-600mm；弦長：：3-4m分塊：6-8塊，分別別為數塊塊標準塊；兩塊相鄰管片片；一塊封頂管片片組成，封封頂管片片一般趨趨向于小小封頂；；拼裝形形式有：：徑向楔楔入（楔楔角4-8度）與縱縱向插入入8.4.3盾構推進進及襯砌砌的拼裝裝8.4.3盾構推進進及襯砌砌的拼裝裝拼裝形式式通縫拼裝裝：縱縫縫環(huán)環(huán)對對齊錯縫拼裝裝：縱縫縫互相錯錯開，相相鄰圓環(huán)環(huán)環(huán)間錯錯開1/2~1/3管片。通縫拼裝——前后環(huán)縱縱縫對齊齊的一種種拼法，，其特點1）整條隧隧道整體體性差因因各環(huán)之之間僅有有縱向螺螺栓連接接圓環(huán)，，管片間間無牽連連。2）圓環(huán)變變形大，，由于縱縱向螺栓栓孔徑間間隙產生生管片位位置的變變動，使使圓環(huán)變變形量大大。3）環(huán)面平平整度差差。由于于環(huán)縫壓壓密量不不一而引引起，并并使誤差差累計錯縫拼裝——前后環(huán)縱縱縫錯開開的一種種拼法，，有1/2或1/3管片弧長長的二種種，其特特點：1）整條隧隧道整體體性強，，縱向變變形少；；2）由于每每塊管片片受到其其前環(huán)、、后環(huán)與與本環(huán)六塊塊管片的的限制，，所以圓圓環(huán)變形形小；3)圓環(huán)質量量好同樣樣對拼裝裝的質量量要求也很高，，不然將將影響下下環(huán)管片片拼裝精精度；4)環(huán)面產生生的不平平整量不不產生累累計，而而是產生下一環(huán)環(huán)騎縫管管片的斷斷裂。8.4.3盾構推進進及襯砌砌的拼裝裝2襯砌的拼拼裝在盾構尾尾部盾殼殼保護下下，利用用舉重壁壁拼裝。。1）拼裝工工序：管管片的運運送----就位---成環(huán)----襯砌的防防水8.4.3盾構推進進及襯砌砌的拼裝裝8.4.3盾構推進進及襯砌砌的拼裝裝2襯砌的拼拼裝2）拼裝方方法（1）先環(huán)后后縱優(yōu)點：環(huán)環(huán)面平整整，縱縫縫拼接質質量好。。缺點：：在易產產生盾構構后退地地段不易易采用。。（2）先縱后后環(huán)工法：拼拼塊縮回回這部分分千斤頂頂，其它它千斤頂頂仍支撐撐在盾構構上，逐逐塊輪流流，直至至拼裝成成環(huán)。（3）舉重壁壁拼裝順順序自下而上上，左右右交叉，，最后封封頂成環(huán)環(huán)，可以有有效防止止盾構旋旋轉圖3－1圖3－2成環(huán)形式式(1)徑向插入入成環(huán)（2)縱向插入入成環(huán)（3）縱向半半插入成成環(huán)8.4.4盾構襯砌砌壁后注注漿8.4.4盾構襯砌砌壁后注注漿向襯砌壁壁后注漿漿盾構施施工的關關鍵工序序，其作作用有：：1、填充由由于盾構構推進后后形成的的地層土土體與隧隧道之間間的建筑筑空隙。2、控制地地表變形形。3、穩(wěn)定隧隧道、控控制隧道道縱向變變形及橫橫向位移移量。4、改善隧隧道圓環(huán)環(huán)的受力力狀態(tài)。。5、增加隧隧道施工工縫的防防水性能能。6、合理選選擇壓漿漿位置，，可輔助助盾構推推進軸線線的控制制。1、同步注注漿：壓壓漿要與與盾構推推進速度度同步，，即做到到建筑空空隙一形形成立即即壓入等等量的漿漿體填充充其空隙隙，壓漿漿出口在在盾尾處處。2、二次次壓漿漿：作作為對對地表表后期期沉降降控制制的手手段，，這是是從地地表觀觀測數數據沉沉降有有擴大大發(fā)展展位置置處的的管片片壓漿漿孔壓壓出，，通常常稱為為補壓壓漿。。3、壓漿漿量及及壓漿漿壓力力的控控制壓漿量量：一一般是是理論論建筑筑孔隙隙的130％～250％，具具體量量是按按地表表變形形觀察察數據據作調調整，，壓漿漿壓力力略大大于地地層壓壓力，，這壓壓力是是指壓壓漿管管路最最終出出口處處，總總之壓壓漿要要做到到及時時地用用一定定壓力力，把把足夠夠符合合要求求的漿漿體壓壓入建建筑空空隙。。8.4.4盾構襯襯砌壁壁后注注漿1壓漿方方