盾構(gòu)施工技術(shù)說明小結(jié)

盾構(gòu)施工技術(shù)說明

小結(jié)

陳和2010.12１．基本設(shè)計(jì)條件２．盾構(gòu)機(jī)的概要2-1.推進(jìn)機(jī)構(gòu)2-2.管片拼裝、選型３．盾構(gòu)機(jī)技術(shù)上的考慮點(diǎn)

3-1.硬巖層的對策

3-2.軟巖層的對策

3-3.對復(fù)合地層的對策４．同步注漿設(shè)備關(guān)聯(lián)5.端頭加固技術(shù)

１．基本設(shè)計(jì)條件1）管片條件：外徑φ6000ｍｍ(厚300mm)，寬1500ｍｍ(

軸向插入

)6分塊

2.盾構(gòu)機(jī)的概要

2-1.推進(jìn)機(jī)構(gòu)盾構(gòu)千斤頂

,2000KN(20根)40000KN(1303KN/m2)鉸接千斤頂,2500KN(16根)V型鉸接(左右±２°、上下±１°)鋼絲刷３道配備逆流板盾尾油脂自動(dòng)給脂(６處)埋入型同步注漿裝置(４處)管片拼裝機(jī)刀盤減速馬達(dá)

刀盤體

刀盤驅(qū)動(dòng)盾尾部2.盾構(gòu)機(jī)的概要切口環(huán)人行閘Φ1250×2700L10英寸

送泥管12英寸

排泥管2英寸

注入管（６根）

可排出粒徑Φ300mm中心回轉(zhuǎn)接頭

刀盤的配置

硬巖層地盤掘削

中硬巖／軟巖層地盤掘削

利于切削性利于取土性2.盾構(gòu)機(jī)的概要2.盾構(gòu)機(jī)的概要硬巖層地層(約150MPa)一般軟土硬巖刀盤中硬巖刀盤中硬巖地層（中風(fēng)化巖）

(約70MPa)軟巖層地層（強(qiáng)風(fēng)化巖）(約50MPa)2-2.管片拼裝、選型垂直方向水平方向2-2.管片拼裝、選型2-2.管片拼裝、選型2-2.管片拼裝、選型2-2.管片拼裝、選型2-2.管片拼裝、選型2-2.管片拼裝、選型2-2.管片拼裝、選型3.對盾構(gòu)機(jī)技術(shù)上的考慮點(diǎn)3-1.對應(yīng)硬巖層地層3-2.對應(yīng)軟巖層地層3-3.對應(yīng)復(fù)合地層１）刀盤：配置17英寸滾刀×40把單滾刀，刀間距：90～100mm。

3-１．硬巖層的對策采用弧形刀盤采用中間支撐的方式充分考慮了彎曲確保架體的強(qiáng)度此三種刀具應(yīng)在何種地層使用？普通滾刀：硬巖層掘削嵌入鎢合金鋼塊：軟巖層掘削嵌入鎢合金鋼及加強(qiáng)塊：壽命加長約2倍3-１．硬巖層的對策2.滾刀3-１．硬巖層的對策強(qiáng)化型滾刀3.主軸承：壽命時(shí)間10000小時(shí)以上

200kW(總功率1200KW)

變頻器馬達(dá)×6臺(tái)主軸承密封：高耐力?長壽命３排３列3-１．硬巖層的對策4.刀盤驅(qū)動(dòng)部：裝備液壓驅(qū)動(dòng)馬達(dá)或200kW變頻器馬達(dá)（6臺(tái)）

主動(dòng)攪拌棒被動(dòng)攪拌棒

＜關(guān)于刀盤規(guī)格比較表＞

軟巖～中硬巖掘削中硬巖～硬巖掘削一軸壓縮強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)5～50

MPa左右50～150

MPa左右掘削模式扭矩重視型回轉(zhuǎn)數(shù)重視型刀盤回轉(zhuǎn)數(shù)回轉(zhuǎn)數(shù)～2.6rpm～4.2rpm周速51.5m/min83.1m/min刀盤扭矩最大扭矩4297kN?m2686kN?mD3比α＝17.2(α＝10.7)D2比（β＝108）β＝67.7扭矩系數(shù)3-1．硬巖層的對策硬巖層地層掘進(jìn)時(shí)(150MPa)3-1．硬巖層的對策5.地下水壓的對策a.刀盤密封b.盾尾密封耐壓10kg/cm2耐壓10kg/cm2鋼絲刷３段＋自動(dòng)供脂3-１．硬巖層的對策6.前體固定夾鎖a)控制振動(dòng)b)抑制自轉(zhuǎn)3-1．硬巖層的對策7.方向控制鉸接機(jī)構(gòu)水平方向：±２°垂直方向：±1°3-１．硬巖層的對策8.超挖機(jī)構(gòu)由最外周滾刀來進(jìn)行超挖單邊

25mm單軸抗壓強(qiáng)度和掘削速度?貫入度的關(guān)系計(jì)算條件?17英寸R/C40個(gè)?裝備扭矩

2686KN-(4.2rpm)?裝備扭矩4297KN-(2.6rpm)?地質(zhì)－砂巖?頁巖?花崗巖(150MPa)一律高轉(zhuǎn)速?低扭矩模式低轉(zhuǎn)速?高扭矩模式一律單軸抗壓強(qiáng)度和更換距離容許磨耗量設(shè)定容許磨耗量:30MPa～50MPa20mm50MPa～200MPa10mm3-2．軟巖層的對策1.刀具配置(1/2)硬巖刀盤軟巖刀盤

須考慮刀盤、刀具的互換性重視硬巖(150MPa)切削能力3-2．軟巖層的對策2)刀頭配置(2/2)中硬巖層掘進(jìn)軟巖層掘進(jìn)考慮刀盤、刀具的安裝互換性中硬巖用(70MPa)重視出渣

＜關(guān)于刀盤規(guī)格比較表＞

扭矩系數(shù)3-2．軟巖層的對策軟巖層掘進(jìn)時(shí)(50MPa以下)

軟巖～中硬巖掘削中硬巖～硬巖掘削單軸壓縮強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)5～50

MPa左右50～150

MPa左右掘削模式扭矩重視型回轉(zhuǎn)數(shù)重視型刀盤回轉(zhuǎn)數(shù)回轉(zhuǎn)數(shù)～2.6rpm～4.2rpm周速51.5m/min83.1m/min刀盤扭矩最大扭矩4297kN?m2686kN?mD3比α＝17.2(α＝10.7)D2比（β＝108）β＝67.73-2．軟巖層的對策3)防止結(jié)泥餅a.開口率的確保b.開口寬＝250mmc.開口率＝24%c.開口率＝28%3-3．復(fù)合地層的對策

地質(zhì)強(qiáng)度不均一(硬巖／軟巖層)考慮點(diǎn)?集中負(fù)荷偏負(fù)荷／偏磨耗的產(chǎn)生?方向控制性機(jī)器的蛇行?取土量管理地盤下沉3-3．復(fù)合地層的對策1.集中負(fù)荷的影響b）采用１７英寸單刃滾刀

a）考慮了偏荷重的情況主旋轉(zhuǎn)環(huán)的選定

?軸力耐力＞２５０KN

?材質(zhì)＞SNCM439

?密封耐壓＞0.3MPa

?空轉(zhuǎn)扭矩＞３０～４０N?ｍ

2.

方向控制3-3．復(fù)合地層的對策

鉸接機(jī)構(gòu)?采用能優(yōu)秀控制方向的V型鉸接裝置?裝備2500KN×16根?為更換滾刀而采用V型鉸接裝置?在地層變化時(shí)的姿態(tài)控制3-3．復(fù)合地層的對策3-3．復(fù)合地層的對策3-3．復(fù)合地層的對策4.盾構(gòu)千斤頂?shù)妮o助裝置微速回路的追加裝備低負(fù)荷追蹤回路盾構(gòu)機(jī)千斤頂高速縮回3-3．復(fù)合地層的對策隔板注漿管裝備六根可以從機(jī)內(nèi)進(jìn)行注漿或加固5)輔助的裝置（機(jī)內(nèi)化學(xué)注漿）10M4.同步注漿設(shè)備1)盾尾盾構(gòu)機(jī)殼體埋入式同步注漿裝置帶逆止板裝置洗浄中清洗水注漿材料同步注漿4.同步注漿設(shè)備2)盾尾部同步注漿裝置流程圖從管片注入（補(bǔ)充注漿）從注漿裝置注入（同步注漿）可采用同步注漿?壁后注漿切換方式5.端頭加固技術(shù)

5.1凍結(jié)施工是將自然狀態(tài)下不均勻的地基通過凍結(jié)變成具有均勻力學(xué)性質(zhì)的材料。分為鹽水冷凍方式（間接凍結(jié)）和液氮冷凍方式（直接凍結(jié)）。5.2鹽水方式使用冷凍機(jī)將鹽水冷卻到－20～－40℃，用循環(huán)泵將冷卻的鹽水輸送到凍結(jié)管，冷卻周圍的地基，因地基內(nèi)的熱量、鹽水溫度上升，便再次用冷凍機(jī)冷卻。通過冷凍裝置使冷卻的鹽水在冷卻管內(nèi)循環(huán)，使地基凍結(jié)固化。5.3盾構(gòu)工程的凍結(jié)規(guī)模大，一般廣泛采用的是鹽水方式。5.4液氮冷凍方式需要油罐車從工廠運(yùn)到施工現(xiàn)場，再通過在凍結(jié)管中氣化而使冷凍管周圍地層的土壤凍結(jié)，氣化后的氮?dú)夥湃氪髿?，液氮?huì)在大氣中釋放損耗，只限于凍土量為150m3，以下的小規(guī)模工程。加固范圍始發(fā)、到達(dá)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(jìn)出洞，而洞口的井壁混凝土有時(shí)要達(dá)到800mm或更厚，鑿除時(shí)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(shí)間過長而坍塌或造成過大地表沉降。加固長度、寬度、加固方法的選擇，還必須考慮經(jīng)濟(jì)合理，加固方法是否風(fēng)險(xiǎn)性過大，或過于保守，加固范圍過大，等等。目前大多數(shù)的承包商往往在端頭加固的一項(xiàng)的報(bào)價(jià)較低，如何采取經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠的加固方法，是我們共同面對的一個(gè)課題。盾構(gòu)到達(dá)的一般性工序控制1、口字止加固體水帷幕加上主加固體全長超過了盾構(gòu)機(jī)長，將可能發(fā)生的涌水涌砂限制在一定范圍內(nèi)。2、當(dāng)盾構(gòu)的刀盤抵達(dá)洞門前沿的加固體時(shí)，盾尾已穿過了縱向第一道旋噴樁止水帷幕，暫停盾構(gòu)掘進(jìn)，通過管片吊裝孔對盾尾后的5環(huán)管片注雙液漿，確保止水帷幕外的泥水再?zèng)]有通道進(jìn)入井字帷幕內(nèi)。3、待注漿的強(qiáng)度達(dá)到終凝后，迅速把洞門的鋼筋砼破除，安裝洞門密封，盾構(gòu)迅速向車站內(nèi)推進(jìn)，刀盤進(jìn)入車站時(shí)可能盾構(gòu)與洞門之間的縫隙有噴砂水的現(xiàn)象，須立即收緊鋼絲繩壓緊洞門密封，噴涌嚴(yán)重時(shí)采用遇水膨脹的聚胺酯封堵（專業(yè)壓注），如不是很厲害，可迅速把盾構(gòu)往前推，盾尾到達(dá)3米范圍的加固體內(nèi)時(shí)再通過同步注漿，管片壁后注漿封堵。4、尾刷完全進(jìn)入全截面加固體2米后，盾構(gòu)機(jī)暫停兩天，使注的漿液形成強(qiáng)度，此時(shí)盾構(gòu)再最終進(jìn)站。1、除了工程地質(zhì)勘探報(bào)告外，采用補(bǔ)充勘探的方法對端頭土體的以下特性進(jìn)行了解：土體強(qiáng)度（c、Φ、N值）、滲透系數(shù)（水平、豎直），土質(zhì)情況（砂粒、粘粒、粉粒含量）2、盾構(gòu)工作井施工期間暴露的全斷面土體情況，觀察和詳細(xì)了解，掌握土壤分類分層的確切位置，為盾構(gòu)進(jìn)、出洞施工方案提供可靠的工程地質(zhì)依據(jù)。3、所影響區(qū)域的地面、地下建筑物、構(gòu)筑物、公眾設(shè)施、地下管線等。通過實(shí)地調(diào)查了解，并與相關(guān)單位密切聯(lián)系，以控制沉降量和制定相應(yīng)監(jiān)護(hù)措施。（危房的鑒定工作）。4、非正常性的地下