地鐵區(qū)間隧道施工泥水平衡盾構(gòu)施工工藝

地鐵區(qū)間隧道施工

泥水平衡盾構(gòu)施工工藝龔瓏2015年11月15日主要內(nèi)容一、泥水盾構(gòu)二、盾構(gòu)施工三、現(xiàn)場(chǎng)巡視四、問(wèn)題探討一盾構(gòu)1、盾構(gòu)起源1818年，法國(guó)工程師麥克?布魯諾爾（M.I.Brunel）從蛀蟲(chóng)鉆孔得到啟示，最早提出盾構(gòu)掘進(jìn)隧道的設(shè)想。優(yōu)點(diǎn)：在松軟含水地層、地面構(gòu)筑物不允許拆遷，施工條件困難地段，采用盾構(gòu)法施工隧道能顯示其優(yōu)越性：機(jī)械化程度高、振動(dòng)小、噪聲低、施工速度快、安全可靠，對(duì)沿線(xiàn)居民、地下和地面構(gòu)筑物及建筑物影響小等。缺點(diǎn)：（1）盾構(gòu)機(jī)初期投入費(fèi)用高，設(shè)備攤銷(xiāo)費(fèi)用大，對(duì)投標(biāo)企業(yè)資金實(shí)力要求高；（2）盾構(gòu)機(jī)定購(gòu)、制造及運(yùn)輸周期較長(zhǎng)，同時(shí)盾構(gòu)法施工與車(chē)站接口協(xié)調(diào)較多，對(duì)工程籌劃要求較高。2、盾構(gòu)法3、泥水平衡盾構(gòu)（1）工作原理在盾構(gòu)開(kāi)挖倉(cāng)內(nèi)注入壓力泥水，通過(guò)泥水加壓和外部壓力平衡，在開(kāi)挖面形成泥膜，產(chǎn)生泥水平衡，使開(kāi)挖面土體穩(wěn)定。盾構(gòu)推進(jìn)時(shí)刀盤(pán)切削土體表面的泥膜，與泥水混合攪拌后形成高密度泥漿，經(jīng)泥漿泵送至地面，泥漿在地面經(jīng)過(guò)分離，再次進(jìn)入盾構(gòu)的密封艙，不斷地循環(huán)排渣。泥膜形成：當(dāng)泥水壓力大于地下水壓力時(shí)，泥水滲入土壤，在土壤間隙形成一定比例的懸浮顆粒，被捕獲并集聚于開(kāi)挖面，泥膜就此形成。隨著時(shí)間的推移，泥膜的厚度不斷增加，滲透抵抗力逐漸增強(qiáng)。當(dāng)泥膜抵抗力遠(yuǎn)大于正面土壓時(shí)，產(chǎn)生泥水平衡效果。（2）結(jié)構(gòu)功能結(jié)構(gòu)劃分：刀盤(pán)、盾體、人艙、渣土破碎系統(tǒng)、泥水循環(huán)系統(tǒng)、管片安裝機(jī)、管片小車(chē)、后配套拖車(chē)等。功能劃分：盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)、掘進(jìn)管理、泥水處理、泥水輸送和同步注漿等5大系統(tǒng)組成。二盾構(gòu)施工1、端端頭頭加加固固常見(jiàn)見(jiàn)的的土土體體加加固固技技術(shù)術(shù)主主要要有有高壓壓旋旋噴噴法法、深深層層攪攪拌拌樁樁、、SMW工法法、、凍凍結(jié)結(jié)法法等等。。深層層攪攪拌拌樁樁：利利用用深深層層攪攪拌拌機(jī)機(jī)械械，，用用水水泥泥作作為為固固化化劑劑與與地地基基土土進(jìn)進(jìn)行行原原位位的的強(qiáng)強(qiáng)制制粉粉碎碎拌拌合合，，待待固固化化后后形形成成不不同同形形狀狀的的樁樁、、墻墻體體或或塊塊體體等等。。SMW工法法：通通過(guò)過(guò)深深層層攪攪拌拌機(jī)機(jī)器器攪攪拌拌，，讓讓水水泥泥類(lèi)類(lèi)懸懸濁濁液液在在原原地地層層中中與與土土體體反反復(fù)復(fù)均均勻勻混混合合，，并并根根據(jù)據(jù)一一定定的的間間隔隔插插入入H型鋼鋼或或鋼鋼板板樁樁等等作作為為加加強(qiáng)強(qiáng)基基材材，，待待水水泥泥固固結(jié)結(jié)后后，，形形成成的的復(fù)復(fù)合合的的連連續(xù)續(xù)擋擋土土墻墻。。冷凍凍法法：將將不不穩(wěn)穩(wěn)定定的的含含水水地地層層采采用用凍凍結(jié)結(jié)的的方方法法，，使使之之形形成成凍凍土土層層，，提提高高其其強(qiáng)強(qiáng)度度和和自自立立性性，，同同時(shí)時(shí)形形成成完完整整的的防防水水屏屏蔽蔽。。（1）工藝原原理利用工程程鉆機(jī)鉆鉆孔到設(shè)設(shè)計(jì)深度度，將一一定壓力力的水泥泥漿液和和空氣，，通過(guò)其其端部側(cè)側(cè)面的特特殊噴嘴嘴同時(shí)噴噴射，并并強(qiáng)制與與噴射出出來(lái)的漿漿液混合合，膠結(jié)結(jié)硬化。。噴射同同時(shí)，旋旋轉(zhuǎn)并以以一定速速度提升升注漿管管，能在在土體中中形成明明顯的拌拌和加固固體。高壓旋噴噴法（2）工藝流流程內(nèi)容編號(hào)檢查項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)檢查方法備注1加固土體強(qiáng)度≥1MPa在每條隧道開(kāi)挖線(xiàn)外側(cè)施工2個(gè)鉆孔取芯檢查。（鉆孔深度至開(kāi)挖線(xiàn)底部）取巖土芯進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)2加固體滲透性≤1立方/d不得漏泥砂在洞門(mén)范圍上下左右及中心各施工鉆孔1個(gè)，檢查其滲水量。鉆孔要打穿地下連續(xù)墻3加固體勻質(zhì)性加固體均勻利用鉆孔取芯進(jìn)行檢查現(xiàn)場(chǎng)判定（3）地層加加固效果果檢查①水文地地質(zhì)開(kāi)挖面位位于粉質(zhì)粘土土加砂、、粉細(xì)砂砂，地下水水豐富、、水位高高且具有有承壓特征。②端頭加加固及降降水盾構(gòu)始發(fā)端頭頭采用高壓旋噴噴樁加固，始始發(fā)前降降水至開(kāi)挖面以以下1m。（4）王宗區(qū)區(qū)間端頭平面加加固區(qū)域域12.2m（橫向））×12m（縱向）），立面面加固深深度12.2m，加固區(qū)區(qū)為隧道輪廓廓上下左左右各3m，前方12m，三重管旋噴噴樁采用用Φ800@500mm。3、盾構(gòu)機(jī)機(jī)安裝與與調(diào)試（1）盾構(gòu)始始發(fā)基座座基座結(jié)構(gòu)構(gòu)：基座座由兩根工字鋼鋼通過(guò)鋼鋼板焊接在一一起，組組成箱式式結(jié)構(gòu)鋼鋼梁。在在鋼梁上上設(shè)置鋼軌軌作為盾構(gòu)構(gòu)導(dǎo)向軌軌道?；臀晃缓笸ㄟ^(guò)過(guò)橫向和和斜向進(jìn)進(jìn)行加固固，兩邊邊使用橫橫梁與始始發(fā)洞口口的預(yù)埋埋件進(jìn)行行焊接加加固。（2）盾構(gòu)機(jī)機(jī)組裝與與調(diào)試盾構(gòu)機(jī)空空載調(diào)試試主要調(diào)試試內(nèi)容：：液壓系系統(tǒng)，潤(rùn)潤(rùn)滑系統(tǒng)統(tǒng)，冷卻卻系統(tǒng)，，配電系系統(tǒng)，注注漿系統(tǒng)統(tǒng)以及各各種儀表表的校正正。電氣部分分運(yùn)行調(diào)調(diào)試：檢查送電電→檢查查電機(jī)→→分系統(tǒng)統(tǒng)參數(shù)設(shè)設(shè)置與試試運(yùn)行→→整機(jī)試試運(yùn)行→→整機(jī)再再次調(diào)試試。液壓部分分運(yùn)行調(diào)調(diào)試：推進(jìn)系統(tǒng)統(tǒng)→管片片安裝機(jī)機(jī)→管片片吊機(jī)和和拖拉小小車(chē)→泥泥漿系統(tǒng)統(tǒng)→注漿漿系統(tǒng)。。（3）反力架架及支撐撐系統(tǒng)安安裝反力架采采用組合合鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件，盾盾構(gòu)始發(fā)發(fā)時(shí)反力力支撐約約需提供供2000噸的反力。。4、洞門(mén)密密封、洞洞門(mén)破除除（1）洞門(mén)密密封洞門(mén)密封裝置置由一道道橡膠密密封與兩兩道鋼絲絲刷組成成（1）洞門(mén)破破除洞門(mén)結(jié)構(gòu)構(gòu)形式：地下連續(xù)續(xù)墻施工工洞口封封門(mén)、鉆鉆孔灌注注樁施工工洞口封封門(mén)、SMW工法施工工洞口封封門(mén)、特特殊封門(mén)門(mén)人工鑿除除，鑿除工工作分兩兩步：第一步：：以手持持風(fēng)鎬方方式從上至下下分層鑿鑿除洞門(mén)范圍圍內(nèi)的圍圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)外部混混凝土和和鋼筋，，保留最最內(nèi)層鋼鋼筋，對(duì)對(duì)端頭土土體進(jìn)行行保護(hù)；；第二步：：盾構(gòu)準(zhǔn)準(zhǔn)備推進(jìn)進(jìn)，割除除圍護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)內(nèi)層層鋼筋，，刀盤(pán)抵抵?jǐn)n掌子子面。5、負(fù)環(huán)安安裝第一環(huán)負(fù)負(fù)環(huán)管片片拼裝前前，在盾盾尾管片片拼裝區(qū)區(qū)170度范圍內(nèi)內(nèi)均勻安安設(shè)6根長(zhǎng)2m、厚80mm的定位墊墊塊（盾盾尾內(nèi)側(cè)側(cè)與管片片外弧面面的間隙隙為85mm），在盾盾構(gòu)內(nèi)拼拼裝好整整環(huán)后利利用盾構(gòu)構(gòu)推進(jìn)千千斤頂將將管片緩緩慢推出出，當(dāng)管管片推出出1700mm后開(kāi)始拼拼裝第二二環(huán)管片片（切不不可將第第一環(huán)管管片全部部推出墊墊塊范圍圍再拼裝裝第二環(huán)環(huán)，避免免管片下下沉）。。負(fù)環(huán)管管片按照照錯(cuò)縫的的方式進(jìn)進(jìn)行拼裝裝。5、盾構(gòu)掘掘進(jìn)（1）掘進(jìn)參參數(shù)掘進(jìn)參數(shù)設(shè)定值備注泥水倉(cāng)中心壓力1.2～1.5bar考慮地層土體側(cè)壓系數(shù)0.4，系數(shù)取1.1～1.3。進(jìn)漿比重1.10始發(fā)端處于粉質(zhì)粘土和粉細(xì)砂層進(jìn)漿粘度19始發(fā)端處于粘性土層掘進(jìn)速度0～2cm/min最快掘進(jìn)速度為6cm；避免泥餅產(chǎn)生進(jìn)排泥漿流量差與掘進(jìn)速度相匹配避免大的超挖埋深、姿姿態(tài)、本本環(huán)掘進(jìn)進(jìn)量、同同步注漿漿量、推推力、扭扭矩材料：鑄鑄鐵管片片、鋼管片、預(yù)制鋼筋筋混凝土土管片管片厚度度一般為為隧道外外徑的0.5~0.6倍，采采用300mm或350mm，管片片的寬寬度800～1500mm。環(huán)類(lèi)型型：標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)環(huán)環(huán)＋左左、右右楔型型環(huán)環(huán)分塊塊：標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)塊塊+鄰接塊塊+封頂塊塊，6塊拼裝工工藝：：錯(cuò)縫拼拼裝，，先環(huán)環(huán)后縱縱，先先下后后上，，封頂頂成環(huán)環(huán)（2）管片片拼裝裝（3）同步步注漿漿及二二次注注漿同步注注漿：在盾構(gòu)構(gòu)掘進(jìn)進(jìn)過(guò)程程中，，向脫出盾盾尾的的管片片背后后同步步注入入足量量的漿漿液材材料充充填盾尾環(huán)環(huán)形建建筑空空隙，采用盾尾內(nèi)內(nèi)置的的注漿漿管進(jìn)行同同步注注漿。。二次注注漿：一般般在管管片與與圍巖巖間的的空隙隙充填填密實(shí)實(shí)性差差或管管片襯襯砌出出現(xiàn)滲滲漏的的情況況下，，通過(guò)過(guò)管片片注漿漿孔向向管片片背后后二次次注漿漿。6、盾構(gòu)構(gòu)接收收（1）端頭頭加固固及降降水（3）洞門(mén)門(mén)密封封、洞洞門(mén)破破除（4）盾構(gòu)構(gòu)機(jī)拆拆除（2）盾構(gòu)構(gòu)接收收架安安裝7、盾構(gòu)構(gòu)空推推（1）導(dǎo)臺(tái)臺(tái)施作作（2）盾構(gòu)構(gòu)空推推（3）管片片背襯襯回填填（3）管片片背襯襯回填填噴射米米石回回填:利用混凝土土噴射射機(jī)向盾殼殼外噴噴射米石（5～10mm連續(xù)級(jí)級(jí)配的的花崗崗巖米米石）），在在管片片脫離離盾尾尾時(shí)對(duì)對(duì)管片片進(jìn)行行支撐撐，防防止管管片下下沉產(chǎn)產(chǎn)生錯(cuò)錯(cuò)臺(tái)，，并增增加盾盾構(gòu)向向前推推進(jìn)的的摩擦擦力。。同步注注漿補(bǔ)充注注漿：：采用二次注注漿、、地面面鉆孔