盾構(gòu)隧道施工技術(shù)-工藝流程篇

盾構(gòu)隧道施工工藝

內(nèi)容提要盾構(gòu)法主要施工程序盾構(gòu)法施工始發(fā)現(xiàn)場布置盾構(gòu)法主要施工工藝復(fù)合地層掘進技術(shù)一、盾構(gòu)法主要施工程序1、建造盾構(gòu)工作井2、盾構(gòu)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(shè)備轉(zhuǎn)換6、盾構(gòu)連續(xù)掘進施工7、接收井洞口土體加固8、盾構(gòu)進入接收井，并運出地面施工工藝流程到達掘進盾構(gòu)機下井盾構(gòu)機就位調(diào)試初始掘進設(shè)備調(diào)整正常掘進

盾構(gòu)進站、解體吊出圍護結(jié)構(gòu)鑿除洞門密封圈安裝盾構(gòu)機接收托架始發(fā)井端頭加固始發(fā)反力架安裝洞門密封圈安裝始發(fā)井端頭圍護樁鑿除盾構(gòu)施工工藝流程二、盾構(gòu)法施工始發(fā)現(xiàn)場布置渣土池前置式中空翻中側(cè)翻地側(cè)翻渣土池側(cè)置式泥水系統(tǒng)分布圖泥水處理工藝泥水處理流程圖一級處理設(shè)備盾構(gòu)機二級處理設(shè)備調(diào)整池沉淀池P1泥漿泵泥漿量漿液濃度滿足要求土渣三級處理設(shè)備壓濾棄渣場外運造漿清水池三、盾構(gòu)法主要施工工藝3.1端頭加固為了確保盾構(gòu)始發(fā)和到達時施工安全，確保地層穩(wěn)定，以防端頭地層發(fā)生坍塌或涌漏水等意外情況，根據(jù)各始發(fā)和到達端頭工程地質(zhì)、水文地質(zhì)和端頭結(jié)構(gòu)等綜合分析與評價，決定是否對洞門端頭地層進行加固處理。常見方法有：1、深攪樁群；2、旋噴樁；3、降水法;4、冷凍法；5、化學注漿法；6、SMW（水泥土攪拌墻）；

以及上述方法結(jié)合使用。圍護結(jié)構(gòu)施工端頭加固與現(xiàn)場布置要求：加固體和洞口密封共同在盾構(gòu)始發(fā)時包住盾構(gòu)機。3.2洞門破除始發(fā)前將車站洞門部位的端頭圍護樁進行鑿除，采用油炮+人工施工作方式進行鑿除，先沿洞四周鑿除采用油炮A部分，再用人工持風鎬鑿除B部分。鑿除時圍護樁內(nèi)層鋼筋先不割除，待盾構(gòu)進洞或出洞時再迅速割除。3.3始發(fā)井(車站）設(shè)施安裝顧名思義，始發(fā)井就是盾構(gòu)隧道施工的起點。必須滿足下列基本要求：1、具備容納盾構(gòu)機設(shè)備和安裝、運行的空間。2、承受盾構(gòu)推進中的反力和周邊水土的作用力。3、設(shè)有盾構(gòu)機從井內(nèi)推出的軟眼（洞口）。4、工程的功能性結(jié)構(gòu)要求。到達井就是盾構(gòu)隧道施工的終點。必須滿足下列基本要求：1、容納盾構(gòu)機設(shè)備和拆裝吊出的空間。2、承受周邊水土的作用力和盾構(gòu)機進洞的部分壓力。3、設(shè)有盾構(gòu)機從井外進入（進洞）的軟眼（洞口）。4、工程的功能性結(jié)構(gòu)要求。始發(fā)井到達井兩點一線，有始有終車站開挖和支撐車站施工始發(fā)井(車站）

到達井（車站）施工車站施工圍護結(jié)構(gòu)施工盾構(gòu)始發(fā)井3.4始發(fā)架安裝始發(fā)架的作用：1、為盾構(gòu)機提供井內(nèi)支托；2、導(dǎo)向：確保盾構(gòu)中心、隧道中心、洞口密封中心、三心合一。3、為負環(huán)管片提供約束和支撐。3.5盾構(gòu)機下井組裝盾構(gòu)機下井組裝3.6、洞口密封安裝洞口密封的作用：1、在始發(fā)時在盾構(gòu)機外殼與混凝土洞口之間形成一個柔性止水密封。2、在試掘進階段，在管片與混凝土洞口之間形成止水、止?jié){密封。洞口密封結(jié)構(gòu)圖洞門密封及止水裝置的安裝洞口密封采用右圖所示的折葉式密封壓板。其施工分兩步進行施工，第一步在始發(fā)端墻施工過程中，做好始發(fā)洞門預(yù)埋件的埋設(shè)工作。在埋設(shè)過程中預(yù)埋件與端墻結(jié)構(gòu)鋼筋連接在一起。第二步在盾構(gòu)正式始發(fā)之前，清理完洞口的碴土后及時安裝洞口密封壓板及橡膠簾布板。3.7、反力架安裝反力架的作用：1、傳遞盾構(gòu)推進反力到井體或車站結(jié)構(gòu)上。2、提供盾構(gòu)后配套臺車（或系統(tǒng)）通行空間。3、標準環(huán)定位。3.8負環(huán)安裝負環(huán)的作用：1、傳遞盾構(gòu)推進反力到反力架----推進墊塊。2、盾構(gòu)推進導(dǎo)向。盾構(gòu)始發(fā)階段盾構(gòu)試掘進階段按設(shè)計要求經(jīng)精確測量定位后，組裝反力架和負環(huán)管片，為盾構(gòu)推進提供后座反力。反力架和負環(huán)管片的布置，靠近反力架的一環(huán)為基準環(huán)，基準環(huán)為鋼管片，其余負環(huán)管片為與隧道管片相同的混凝土管片。為利于洞門施工，0環(huán)伸入洞內(nèi)0.4～0.8m，在洞門施工時再將這環(huán)管片鑿除，負環(huán)管片組裝采用錯縫拼裝。3.9盾構(gòu)始發(fā)盾構(gòu)始發(fā)是指盾構(gòu)機從井（站）內(nèi)破除洞口出發(fā)到加固土體掘進，直至盾尾全部進入洞口密封的作業(yè)過程。包括二個步驟：1、洞門鑿除：在洞口密封安裝基本完成后，鑿除洞內(nèi)區(qū)域的維護結(jié)構(gòu)。2、盾構(gòu)機開始切削、出土，全部進入加固體。八字方針：不塌不漏不歪不扭3.10進洞技術(shù)進洞段常見問題端頭加固效果不好開洞門時失穩(wěn)始發(fā)后盾構(gòu)“磕頭”洞門密封效果不好端頭加固長度不足3.11、盾構(gòu)試掘進特點：內(nèi)容多、空間小、時間長、效率低、風險大試掘進還需要解決的問題：1、臨時出土口和出渣運輸；2、管片運輸和負環(huán)拼裝；3、臺車與車站的空間干涉；4、臨時管線布置；5、電瓶機車編制；

盾構(gòu)始發(fā)井始發(fā)，始發(fā)掘進長度為120～150米定義為試驗段掘進。①盾構(gòu)機與后續(xù)臺車的長度（80m-130m）；②始發(fā)井內(nèi)洞口處布置雙線道岔所需長度；③管片與土體之間的摩擦力足以支撐盾構(gòu)機的正常掘進的準確性。盾構(gòu)試掘進是指盾構(gòu)機的適應(yīng)性掘進。在試掘進階段主要是四個適應(yīng)：1、盾構(gòu)機控制系統(tǒng)、機械結(jié)構(gòu)相互間的磨合，設(shè)備自適應(yīng)性。2、操作人員與盾構(gòu)機操作功能系統(tǒng)使用的磨合，人機適應(yīng)性。3、盾構(gòu)機功能系統(tǒng)對地質(zhì)的適應(yīng)性。簡稱地適應(yīng)性。4、盾構(gòu)設(shè)備全功能與環(huán)境空間的適應(yīng)性。完成盾構(gòu)試掘進的標志:1、基本掌握盾構(gòu)機在當前地層的掘進技術(shù)，清晰掘進參數(shù)的設(shè)置和相互關(guān)系。能夠通過掘進參數(shù)來調(diào)控盾構(gòu)姿態(tài)、隧道偏差、地面沉降、管片姿態(tài)。-----控制條件2、盾構(gòu)機的所有系統(tǒng)設(shè)備負載運行和功能正常。-----功能條件3、盾構(gòu)機的推進力反力完全由隧道管片與土體摩阻力承擔。反力架不受推力的反作用。-----受力條件4、盾構(gòu)機及后配套臺車完全進入隧道內(nèi)。機車編制完成-----空間條件盾構(gòu)隧道試掘進的長度一般在100環(huán)左右,即120-150m。地質(zhì)是基礎(chǔ)設(shè)備是關(guān)鍵人員是根本3.12

盾構(gòu)正常掘進流程控制兩個平衡：壓力平衡、推速出土平衡把握兩個姿態(tài)：盾構(gòu)姿態(tài)、管片姿態(tài)設(shè)定土倉壓力值P0設(shè)定泡沫、膨潤土注入?yún)?shù)設(shè)定千斤頂推力設(shè)定螺旋輸送機轉(zhuǎn)速刀盤扭矩為上限土壓力P1P0與P1碴土流動性與止水性盾構(gòu)機姿態(tài)地層沉降控制與反饋調(diào)整各組千斤頂推力調(diào)整掘進參數(shù)并進行二次補強注漿調(diào)整螺旋輸送機轉(zhuǎn)速及出料口倉門調(diào)整泡沫及膨潤土注入?yún)?shù)是不符不好相符好好超差超差盾構(gòu)機正常掘進范圍為除初始掘進120-150m和到達掘進80m外的長度。盾構(gòu)機在完成試驗段掘進后，對始發(fā)設(shè)施進行必要的調(diào)整，為正常掘進準備條件，調(diào)整工作包括：拆除負環(huán)管片、始發(fā)基座和反力架；在站內(nèi)鋪設(shè)雙線軌道；其他各種管線的延伸和連接。盾構(gòu)機正常掘進段根據(jù)隧道穿過不同的地層情況，選定不同的盾構(gòu)機掘進模式如下：A、Ⅰ、Ⅱ類圍巖及地表有建筑物的地段：地層自穩(wěn)性較差，盾構(gòu)機切削土體以刮刀為主，采用土壓平衡模式掘進。刀盤緊貼開挖面，土倉所設(shè)壓力與開挖面水土壓力相平衡，嚴格控制出土量。B、Ⅲ類圍巖：巖石組織結(jié)構(gòu)已大部分破壞，風化裂隙發(fā)育，巖體破碎，遇水易崩解，地層有一定的自穩(wěn)性，采用半敞開掘進模式掘進，在土倉內(nèi)注入高壓空氣，以穩(wěn)定掌子面土體和排水，并向開挖面注入泡沫等改良劑，改良切削土體的和易性和流塑性，防止在刀盤上和土倉內(nèi)形成泥餅。C、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ類圍巖：地層巖石組織結(jié)構(gòu)部分破壞，巖質(zhì)堅硬，地層穩(wěn)定性較好，采用敞開掘進模式掘進，向掌子面注入泡沫或水，減少對滾刀的磨損。

盾構(gòu)機的掘進參數(shù)

客觀上在同一施工區(qū)間地層變化也比較突然，上下不均、球狀風化體、孤石等不良地質(zhì)經(jīng)常存在，給盾構(gòu)的施工組織管理和掘進技術(shù)帶來很大難度，在施工中需要采用較多的輔助工法并且經(jīng)常調(diào)整掘進參數(shù)甚至轉(zhuǎn)換掘進模式以適應(yīng)變化的地層。掘進參數(shù)是指：土倉壓力、刀盤推力及扭矩、刀盤轉(zhuǎn)速、螺旋機轉(zhuǎn)速等一些通過盾構(gòu)機操作或PLC設(shè)置達到正常掘進保證施工安全的技術(shù)指標。土倉壓力：是土壓平衡或泥水平衡掘進中最能體現(xiàn)掌子面穩(wěn)定狀況的一項操作指標，是利用刀盤的一系列操作（推力、轉(zhuǎn)速及貫入度等）與螺旋輸送機的轉(zhuǎn)速合理匹配來完成的一種動態(tài)的平衡。其數(shù)據(jù)是通過土倉壁上的土壓傳感器采集反饋的。一般以最上方的傳感器數(shù)據(jù)作為控制指標，在實際土壓平衡模式操作過程中，土倉壓力設(shè)置宜略高于掌子面的水土壓力（理論計算值）。刀盤推力：是所有推進千斤頂推力的總和，通過千斤頂?shù)墓ぷ饔蛪阂约巴七M速度旋鈕來控制，但主要以前者控制為主。除了推力本身以外，在操作面板上能體現(xiàn)刀盤推力大小是否適當?shù)闹笜擞校贺炄攵?、扭矩，甚至推進速度在一定程度上也能反映推力的合理性。刀盤扭矩：取決于主軸承直徑大小，在5號線使用的海瑞克φ6250復(fù)合盾構(gòu)機主軸承直徑2.6m，工作扭矩450t.m，最大脫困扭矩540t.m。在PLC顯示屏上體現(xiàn)扭矩指標的參數(shù)有扭矩和刀盤工作油壓，而且后者是最能體現(xiàn)刀盤的旋轉(zhuǎn)工況。刀盤轉(zhuǎn)速與刀具的貫入度：是造成掌子面土體乃至更大范圍土體擾動的最直接的參數(shù)。另外，在巖層中掘進時，也是及時調(diào)整掘進參數(shù)的有效依據(jù)。另外，還要指出的是：由于土壓平衡模式實際上是一種通過螺旋機的旋轉(zhuǎn)出土形成的動態(tài)平衡，所以在實際操作作程中螺旋機的轉(zhuǎn)速和壓力也要引起足夠重視，同時在掘進過程中需要根據(jù)具體的監(jiān)測情況進行調(diào)整的還有同步注漿量和注漿壓力。3.13壁后注漿技術(shù)同步注漿二次注漿堵水注漿同步注漿砂漿性能要求流動性：新拌混凝土在自重或振搗的作用下，能產(chǎn)生流動。粘聚性：新拌混凝土的組成材料之間有一定的粘聚力，在施工過程中，不致發(fā)生分層和離析現(xiàn)象的性能。保水性：在新拌混凝土具有一定的保水能力，在施工過程中，不致產(chǎn)生嚴重泌水現(xiàn)象的性能。和易性：流動性、粘聚性與保水性的綜合體現(xiàn)初凝：混凝土失去塑性但不具備機械強度終凝：混凝土失去塑性且具備機械強度同步注漿原理

隨著盾構(gòu)的推進，在管片和土體之間會出現(xiàn)建筑間隙。為了填充這些間隙，就要在盾構(gòu)機推進過程中，保持一定壓力（綜合考慮注入量）不間斷地從盾尾直接向壁后注漿，當盾構(gòu)機推進結(jié)束時，停止注漿。這種方法是在環(huán)形建筑空隙形成的同時用漿液將其填充的注漿方式。

建筑空隙同步注漿作用防止地表下沉地表變形同步注漿作用增加襯砌接縫的防水功能盾構(gòu)外殼隧道管片襯砌接縫漿液同步注漿漿液材料要求收縮率小和易性好初凝快、終凝慢具有一定強度同步注漿施工工藝盾構(gòu)出洞段同步注漿為防止同步注漿破壞洞門止水裝置（即防止翻板由于注漿壓力崩斷及防止簾布橡膠板外翻）影響止水效果，需等盾尾脫出加固區(qū)方可進行同步注漿。由于此段（約6m）為出洞加固區(qū)，土體自立能力較強，地表沉降相對較小。盾構(gòu)進洞段同步注漿進洞段同步注漿施工除了填充建筑空隙，控制地面沉降外，還應(yīng)配合盾構(gòu)軸線控制，采取靈活多變的注漿方式，確保盾構(gòu)順利進洞，當盾構(gòu)機靠上盾構(gòu)基座后停止同步注漿，待盾構(gòu)機進入完全?？吭诙軜?gòu)基座，洞門封死后在進行洞門的補壓漿，防止水土流失正常掘進段同步注漿

每環(huán)開始推進前，先拌制足夠一環(huán)使用的漿液打入注漿罐。當開始掘進后，保證注漿罐儲存的漿液能夠滿足同步注漿要求，保證施工的連續(xù)性。嚴格控制同步注漿量和漿液質(zhì)量，通過同步注漿及時填充建筑空隙，減少施工過程中土體的變形。做好地面變形情況及地表監(jiān)測分析，及時調(diào)整注漿量要合理控制注漿壓力，盡量作到填充而不是劈裂。注漿壓力過大，管片外的土層將會被漿液擾動而造成較大的沉降，并易造成跑漿。同時，注漿壓力過小填充速度過慢，填充不足，也會使變形增大。在管片脫出盾尾5環(huán)后，對管片的建筑空隙進行壁后二次注漿，整個區(qū)間每隔5環(huán)注漿一次，壓漿量的控制根據(jù)變形信息確定。二次注漿管片背后二次補強注漿是在同步注漿結(jié)束以后，通過管片的吊裝孔對管片背后進行補強注漿，以提高同步注漿的效果，補充部分不充填的空腔，提高管片背后土體的密實度。二次注漿其漿液充填時間滯后于掘進一定時間，對圍巖起到加固和止水的作用。先行沉降開挖面沉降盾構(gòu)間隙沉降盾構(gòu)通過沉降盾構(gòu)掘進地層變形產(chǎn)生沉降的原因：開挖大于盾殼，超挖、欠挖。占9%-55%占20-60%占15-30%2個埋深管片止水條及襯墊粘貼管片吊機卸車、運送管片管片選型、下井和運輸組織管片安裝區(qū)的清理管片安裝與連接掘進1.5m盾構(gòu)掘進管片脫離盾尾后的緊固管片安裝就位推進缸頂緊就位管片縮回安裝部位置油缸3.11盾構(gòu)正常掘進之管片拼裝選好拼精緊牢推穩(wěn)管片拼裝方式通縫拼裝錯縫拼裝環(huán)縫縱向螺栓縱縫環(huán)向螺栓管片接頭構(gòu)造比較：不好拼裝，容易定位，增加剛度連接螺栓：直螺栓，開孔較深，較大，目前不使用。法蘭直螺栓和斜螺栓，主要用于大直徑彎螺栓：小直徑管片管片防水海綿擋漿條(防砂漿，大縫有，小縫沒有）橡膠密封墊（都有，主要防水）遇水膨脹橡膠嵌縫聚醚聚氨橡膠未硫化丁基膩子（主要從角度和構(gòu)造要求）管片拼裝抓舉頭真空吸盤拼裝點位選擇錯縫拼裝選擇盾尾間隙大的位置為拼裝點位行程最大位置為拼裝點位拼裝點位盡量腰部以上管片錯臺管片錯臺在脫出盾尾后3－4環(huán)穩(wěn)定拼裝過大，造成F塊內(nèi)縮拼裝過小，造成F塊外擴管片螺栓復(fù)緊不及時錯臺原因分析錯臺對隧道質(zhì)量影響產(chǎn)生偏壓，影響盾構(gòu)姿態(tài)控制偏壓過大，易引起管片破損環(huán)間止水帶接觸寬度變小，容易產(chǎn)生滲水錯臺量過大，連接螺栓屈服，螺栓孔周圍混凝土破損管片堆放及防水條、襯墊◣◢高精度鋼筋混凝土管片◢管片水平運輸管片吊運下井◣盾構(gòu)機掘進操作管片洞內(nèi)運輸管片拼裝3.11盾構(gòu)正常掘進之出口裝置螺旋輸送機出土土箱運土井口土箱吊運3.12、盾構(gòu)到達段掘進到達段掘進指盾構(gòu)機到達前50米掘進，主要要求：1、加強盾構(gòu)姿態(tài)和隧道線形測量，確保盾構(gòu)機姿態(tài)和位置精度。2、最后8~10環(huán)，設(shè)置管片拉緊裝置，確保管片壓緊力。3、最后5～6環(huán)，進一步降低盾構(gòu)機推力至400t左右，最后3環(huán)，掘進速度控制在5～10mm/min。

同始發(fā)井（站）一樣，到達井（站）也需要提前進行土體加固，安裝洞口止水密封、安裝接收架、鑿除洞門。準、穩(wěn)、慎3.13、盾構(gòu)到達盾構(gòu)到達之“三個盡快”：1、盡快將盾構(gòu)機推入井內(nèi)；2、盡快完成管片止水；3、盡快注漿充填管片外周空隙。盾構(gòu)到達之“四個到位”：1、端頭加固到位；2、洞口密封止水到位；3、盾構(gòu)接收架安裝到位。4、洞里井內(nèi)聯(lián)絡(luò)到位。不漏、不塌、不偏、不松3.14、盾構(gòu)到達或過道接受最容易出事故：1、管片接緊裝置；2、水中進洞技術(shù)，填粘土到中心以上，也可以降水或冷凍。四、復(fù)合地層掘進技術(shù)復(fù)合地層開挖斷面范圍內(nèi)和開挖延伸方向上，由兩種或者兩種以上的不同地層組成，且這些地層的巖土力學、工程地質(zhì)和水文地質(zhì)等特征相差懸殊的組合地層。復(fù)合地層掘進易發(fā)事故滾刀偏磨開挖面失穩(wěn)偏離軸線復(fù)合地層掘進施工措施合理設(shè)計刀盤必要的渣土改良合理控制掘進參數(shù)

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車用空調(diào)器自動

控制系統(tǒng)

一、概述普通車用空調(diào)器，當車室內(nèi)的溫度高于或低于希望達到的狀態(tài)時，要靠駕駛者進行一些溫度或風量調(diào)整操作才能達到目的。帶有自動控制系統(tǒng)的車用空調(diào)器，設(shè)定車室內(nèi)希望達到的溫度后，可隨車室內(nèi)外溫度變化與日照影響，由控制裝置自動調(diào)整，以確保車室內(nèi)經(jīng)常處于所設(shè)定的溫度范圍內(nèi)。1、組成：全自動空調(diào)控制系統(tǒng)由三大部分組成：

控制器

、傳感器元件、執(zhí)行器（伺服電機）2、功能：空調(diào)控制、節(jié)能控制、故障、安全報警、自動顯示(顯示設(shè)定溫度、實際溫度、控制模式、運轉(zhuǎn)方式等)、故障診斷儲存。