盾構(gòu)法隧道施工工法及管片拼裝技術(shù)

盾構(gòu)法隧道施工工法及管片拼裝技術(shù)

一、盾構(gòu)法隧道技術(shù)介紹

1、盾構(gòu)法隧道基本概念盾構(gòu)法是在盾構(gòu)保護(hù)下修筑隧道的一類施工方法。這類方法的特點(diǎn)是地層掘進(jìn)、出土運(yùn)輸、襯砌拼裝、接縫防水和盾尾間隙注漿充填等作業(yè)都在盾構(gòu)保護(hù)下進(jìn)行，并需隨時(shí)排除地下水和控制地面沉降，因而是工藝技術(shù)要求高、綜合性強(qiáng)的一類施工方法。盾構(gòu)機(jī)(復(fù)合盾構(gòu)土壓平衡)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(jìn)機(jī)安裝就位4、初推段掘進(jìn)施工5、掘進(jìn)機(jī)設(shè)備轉(zhuǎn)換6、盾構(gòu)連續(xù)掘進(jìn)施工8、盾構(gòu)進(jìn)入接收井，并運(yùn)出地面7、接收井洞口土體加固3、出洞口土體加固2、盾構(gòu)法施工的優(yōu)點(diǎn)（1）、場(chǎng)地作業(yè)少，隱蔽性好，因噪音、振動(dòng)引起的環(huán)境影響小；（2）、隧道施工的費(fèi)用和技術(shù)難度基本不受覆土深淺的影響，適宜于建造覆土深的隧道；（3）、穿越河底或海底時(shí)，隧道施工不影響航道，也完全不受氣候的影響；（4）、穿越地面建筑群和地下管線密集區(qū)時(shí)，周圍可不受施工影響；（5）、自動(dòng)化程度高、勞動(dòng)強(qiáng)度低、施工速度較快。3、盾構(gòu)法施工的缺點(diǎn)

（1）施工設(shè)備費(fèi)用較高； （2）覆土較淺時(shí)，地表沉降較難控制； （3）用于施工小曲率半徑隧道時(shí)，掘進(jìn)較困難。4、盾構(gòu)法施工的適用范圍

適用于各類軟土地層和軟巖、硬巖地層的隧道掘進(jìn)，尤其適用于城市地下隧道工程。水底公路隧道；地鐵區(qū)間隧道；排水污水隧道；引水隧道；公用管線隧道。

盾構(gòu)隧道的斷面形狀一般為圓形，也可采用矩形、馬蹄形、橢圓形、雙圓形、多圓形等。圓形隧道最大直徑已達(dá)14.14m。5、盾構(gòu)隧道斷面形狀盾構(gòu)的分類和適用范圍1、盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)的構(gòu)造

6、盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)構(gòu)造盾殼：分為切口環(huán)、支承環(huán)和盾尾三部分；開挖面切削和支護(hù)結(jié)構(gòu)：*敞開式：前瞻千斤頂、支撐千斤頂、平臺(tái)千斤頂*網(wǎng)格式：開胸率、折裝式和開啟式*刀盤式：面板式和條幅式；小刀盤和大刀盤；泥水平衡和土壓平衡推進(jìn)千斤頂：盾尾周圈布置，一般單臺(tái)推力，1000kn～2000kn，行程比管片寬度長(zhǎng)10cm～20cm。管片拼裝機(jī)：舉重臂和真圓保持器7、盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)的分類（1）土壓平衡盾構(gòu)（2）復(fù)合型土壓平衡盾構(gòu)（3）泥水加壓盾構(gòu)二、盾構(gòu)施工技術(shù)1、施工工藝流程到達(dá)掘進(jìn)盾構(gòu)機(jī)下井盾構(gòu)機(jī)就位調(diào)試初始掘進(jìn)設(shè)備調(diào)整正常掘進(jìn)

盾構(gòu)進(jìn)站、解體吊出圍護(hù)結(jié)構(gòu)鑿除洞門密封圈安裝盾構(gòu)機(jī)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(hù)樁鑿除盾構(gòu)施工工藝流程(1)端頭加固為了確保盾構(gòu)始發(fā)和到達(dá)時(shí)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(dá)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(píng)價(jià)，決定是否對(duì)洞門端頭地層進(jìn)行加固處理。端頭加固有高壓旋噴樁、攪拌樁、靜壓注漿等多種形式。

2、施工工藝(2)洞門破除始發(fā)前將車站洞門部位的端頭圍護(hù)樁進(jìn)行鑿除，采用油炮+人工施工作方式進(jìn)行鑿除，先沿洞四周鑿除采用油炮A部分，再用人工持風(fēng)鎬鑿除B部分。鑿除時(shí)圍護(hù)樁內(nèi)層鋼筋先不割除，待盾構(gòu)進(jìn)洞或出洞時(shí)再迅速割除。2、施工工藝介紹(3)始發(fā)設(shè)施的安裝

始發(fā)托架的安裝1)始發(fā)托架安裝洞門鑿除完成之后，依據(jù)隧道設(shè)計(jì)軸線定出盾構(gòu)始發(fā)姿態(tài)的空間位置，然后反推出始發(fā)臺(tái)的空間位置。由于始發(fā)臺(tái)在盾構(gòu)始發(fā)時(shí)要承受縱向、橫向的推力以及約束盾構(gòu)旋轉(zhuǎn)的扭矩。所以在盾構(gòu)始發(fā)之前，先對(duì)始發(fā)臺(tái)兩側(cè)進(jìn)行加固。2)反力架安裝在盾構(gòu)主機(jī)與后配套連接之前，開始進(jìn)行反力架的安裝。由于反力架為盾構(gòu)始發(fā)時(shí)提供反推力，在安裝反力架時(shí)，反力架端面與始發(fā)臺(tái)水平軸垂直，以便盾構(gòu)軸線與隧道設(shè)計(jì)軸線保持平行。安裝時(shí)反力架與盾構(gòu)始發(fā)井結(jié)構(gòu)連接部位的間隙要墊實(shí)，以保證反力架腳板有足夠的抗壓強(qiáng)度。3)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(jìn)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(shí)安裝洞口密封壓板及橡膠簾布板。(4頸)負(fù)環(huán)勿管片陸安裝按設(shè)計(jì)屢要求經(jīng)封精確測(cè)隊(duì)量定位危后，組罵裝反力夫架和負(fù)抬環(huán)管片督，為盾期構(gòu)推進(jìn)只提供后撿座反力瞧。反力限架和負(fù)諷環(huán)管片倉(cāng)的布置術(shù)，靠近證反力架誰(shuí)的一環(huán)縮慧為基準(zhǔn)鉗環(huán)，基騾準(zhǔn)環(huán)為貌鋼管片肥，其余省負(fù)環(huán)管博片為與秧隧道管興片相同躲的混凝境土管片蹈。為利戰(zhàn)于洞門曲施工，0環(huán)伸棒入洞鏟內(nèi)0.私4～0.8胖m，在洞邁門施工漿時(shí)再將翻這環(huán)管俊片鑿除躍，負(fù)環(huán)鬼管片組勤裝采用葛錯(cuò)縫拼相裝。（5）盾構(gòu)玻掘進(jìn)1)試驗(yàn)黑段（容始發(fā)掉段）姿掘進(jìn):盾構(gòu)始艇發(fā)井始量發(fā)，始申發(fā)掘進(jìn)朋長(zhǎng)度為80～100米定義差為試驗(yàn)梨段掘進(jìn)件。①兄盾構(gòu)弦機(jī)與究后續(xù)在臺(tái)車伸的長(zhǎng)享度（80m）；②桶始發(fā)夾井內(nèi)強(qiáng)洞口啞處布動(dòng)置雙雹線道島岔所建需長(zhǎng)對(duì)度；③管脊片與土紗體之間飄的摩擦殲力足以襲支撐盾少構(gòu)機(jī)的姑正常掘析進(jìn)；的準(zhǔn)軌確性簽。（5）盾吊構(gòu)掘祝進(jìn)2)盾構(gòu)正蜘常段掘攏進(jìn):盾構(gòu)機(jī)捷正常掘夾進(jìn)范圍哀為除初決始掘進(jìn)80罷m和、到條達(dá)掘進(jìn)50m外的長(zhǎng)視度。盾文構(gòu)機(jī)在擠完成試肺驗(yàn)段掘血進(jìn)后，墳對(duì)始發(fā)給設(shè)施進(jìn)稈行必要李的調(diào)整揚(yáng)，為正賠常掘進(jìn)鼠準(zhǔn)備條秒件，調(diào)別整工作偉包括：冶拆除負(fù)蒙環(huán)管片搬、始發(fā)腫基座和淡反力架哄；在站圾內(nèi)鋪設(shè)掛雙線軌末道；其榆他各種鳥管線的搜延伸和贏連接。盾構(gòu)臣機(jī)正澆常掘丹進(jìn)段顛根據(jù)掠隧道縫穿過銅不同冤的地罩層情古況，遮選定圈不同摔的盾口構(gòu)機(jī)靠掘進(jìn)摔模式鑰如下躺：A、Ⅰ、Ⅱ類圍器巖及旬地表甘有建色筑物水的地哀段：考地層觀自穩(wěn)堪性較瞧差，差盾構(gòu)聚機(jī)切序削土漸體以盈刮刀抓為主煮，采公用土陰壓平悅衡模淘式掘句進(jìn)。競(jìng)刀盤捷緊貼淡開挖飼面，疫土倉(cāng)絹所設(shè)馳壓力蔑與開舅挖面改水土戒壓力泛相平掩衡，剪嚴(yán)格捉控制旗出土拒量。B、Ⅲ類圍巖壞：巖石梢組織結(jié)駛構(gòu)已大亭部分破遞壞，風(fēng)熊化裂隙躲發(fā)育，設(shè)巖體破碎碎，遇龍水易崩疼解，地霉層有一伙定的自劍穩(wěn)性，香采用半粘敞開掘紀(jì)進(jìn)模式策掘進(jìn)，購(gòu)在土倉(cāng)議內(nèi)注入耐高壓空餅氣，以踏穩(wěn)定掌搶子面土剪體和排抓水，并驚向開挖戒面注入牲泡沫等蠟改良劑冶，改良姐切削土歪體的和后易性和曲流塑性梳，防止禍在刀盤祝上和土鋼倉(cāng)內(nèi)形嚷成泥餅使。C、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ類圍留巖：法地層俊巖石勻組織歷結(jié)構(gòu)纖部分屆破壞岡，巖鐮質(zhì)堅(jiān)匆硬，歪地層您穩(wěn)定非性較全好，漁采用批敞開遮掘進(jìn)熊模式旱掘進(jìn)齡，向危掌子眉面注量入泡戰(zhàn)沫或社水，敵減少縫對(duì)滾總刀的預(yù)磨損鼓?？陀^閱上在初同一滿施工坑區(qū)間假地層侍變化粒也比答較突劫然，酸上下控不均丹、球件狀風(fēng)槐化體態(tài)、孤馳石等膨不良俱地質(zhì)素經(jīng)常忽存在滑，給褲盾構(gòu)稼的施弟工組既織管壯理和壯掘進(jìn)容技術(shù)竟帶來咬很大冊(cè)難度茂，在丑施工要中需果要采用器較多佩的輔捎助工紫法并憐且經(jīng)常調(diào)毅整掘進(jìn)洋參數(shù)甚敵至轉(zhuǎn)換謊掘進(jìn)模哨式以適屯應(yīng)變化捕的地層舞。掘進(jìn)參泊數(shù)是指詢：土倉(cāng)頭壓力、扣刀盤推巡壽力及扭控矩、刀查盤轉(zhuǎn)速損、螺旋嗎機(jī)轉(zhuǎn)速抽等一些負(fù)通過盾僑構(gòu)機(jī)操證作或P鍵LC設(shè)脾置達(dá)到例正常掘奔進(jìn)保證工施工安礙全的技術(shù)指標(biāo)險(xiǎn)。盾構(gòu)機(jī)什的掘進(jìn)妙參數(shù)土倉(cāng)壓痛力：是土渡壓平應(yīng)衡或須泥水義平衡弓掘進(jìn)族中最杠能體缺現(xiàn)掌懇子面趁穩(wěn)定牧狀況浙的一壩項(xiàng)操元作指逐標(biāo)，訂是利錢用刀珠盤的貝一系柴列操老作（洗推力冬、轉(zhuǎn)流速及所貫入裕度等視）與篇螺旋法輸送異機(jī)的監(jiān)轉(zhuǎn)速貢合理鋼匹配常來完紛成的納一種戰(zhàn)動(dòng)態(tài)雙的平卡衡。房誠(chéng)其數(shù)粗據(jù)是及通過花土倉(cāng)轉(zhuǎn)壁上傘的土壓傳感克器采螺集反翁饋的。一般以銅最上方釣的傳感慎器數(shù)據(jù)疼作為控翅制指標(biāo)爛，在實(shí)夕際土壓剩平衡模貍式操作打過程中教，土倉(cāng)碗壓力設(shè)置愈宜略高芒于掌殖子面勇的水唇土壓凈力（鳥理論哭計(jì)算腳值）野。刀盤聞推力磁：是所有砌推進(jìn)千生斤頂推流力的總小和，通話過千斤爆頂?shù)墓へ溩饔蛪汉我约巴颇圻M(jìn)速度驚旋鈕來粉控制，蟻但主要?jiǎng)?lì)以前者違控制為買主。除乓了推力冷本身以訊外，在跟操作面艙板上能井體現(xiàn)刀點(diǎn)盤推力兇大小是否析適當(dāng)?shù)闹缚繕?biāo)有競(jìng)：貫政入度擴(kuò)、扭座矩，甚至推度進(jìn)速度在一定計(jì)程度仁上也社能反悄映推喘力的太合理訓(xùn)性。刀盤扭磚矩：取決感于主夕軸承恭直徑穩(wěn)大小子，在5號(hào)線注使用菜的海鉤瑞克擾φ6范25礦0復(fù)燃合盾鑰構(gòu)機(jī)腸主軸事承直溪徑2竭.6港m，庫(kù)工作進(jìn)扭矩450t打.m斃，最扶大脫減困扭編矩5圣40零t.藥m。在PL膚C顯示屏微上體現(xiàn)念扭矩指必標(biāo)的參閥數(shù)有扭偏矩和刀抖盤工作婚油壓，嘆而且后醫(yī)者是最淡能體現(xiàn)債刀盤的訪旋轉(zhuǎn)工違況。刀盤鬧轉(zhuǎn)速丘與刀觀具的剝貫入欣度：是造成辜掌子面屬土體乃陣至更大固范圍土默體擾動(dòng)認(rèn)的最直伙接的參像數(shù)。另魚外，在午巖層中誤掘進(jìn)時(shí)畫，也是沾及時(shí)調(diào)狐整掘進(jìn)宅參數(shù)的巡壽有效依齒據(jù)。另外，古還要指獅出的是雷：由于土然壓平衡奇模式實(shí)掠際上是相一種通愚過螺旋拐機(jī)的旋登轉(zhuǎn)出土殘形成的緊動(dòng)態(tài)平盡衡，所災(zāi)以在實(shí)消際操作于作程中剃螺旋機(jī)立的轉(zhuǎn)速唯和壓力洽也要引夏起足夠族重視，柱同時(shí)在篇掘進(jìn)過貞程中需冠要根據(jù)蒙具體的監(jiān)上測(cè)情況進(jìn)唇行調(diào)整崇的還有療同步注冰漿量和它注漿壓爭(zhēng)力。盾構(gòu)鑒機(jī)掘謠進(jìn)操脊作管片沙洞內(nèi)勸運(yùn)輸管片蒼拼裝螺旋掉輸送競(jìng)機(jī)出殊土土箱侄運(yùn)土井口土擦箱吊運(yùn)（5）盾構(gòu)教掘進(jìn)3)到達(dá)段風(fēng)掘進(jìn):在盾面構(gòu)機(jī)還距離桑端頭晃墻50m時(shí)，即魄進(jìn)入到赤達(dá)掘進(jìn)堅(jiān)階段，答在此階復(fù)段，增吐加測(cè)量激次數(shù)，痛不斷校笑準(zhǔn)盾構(gòu)尤機(jī)掘進(jìn)挑方向，傻確保盾算構(gòu)機(jī)掘傭進(jìn)方向脾的準(zhǔn)確仰性。盾頂構(gòu)到達(dá)艦時(shí)由于尖正面土且體壓力球降低，防千斤頂剛推力逐表漸減小片及盾尾泉密封刷陣與管片壁之間的轉(zhuǎn)摩擦，萍將管片諸帶動(dòng)使冷管片之析間的縱裹縫變大毛。為保隨證已安界裝的管串片環(huán)與籍環(huán)之間蒙連接緊寫密，盾西構(gòu)機(jī)到掉達(dá)掘進(jìn)連階段時(shí)敲，及時(shí)蒸緊固螺險(xiǎn)栓，并詳在管片景環(huán)間加央型鋼將巡壽管片拉截緊，用袖角鋼固幻玉定。(6靈)管片安途裝1）管片在除預(yù)制工金廠通過盒質(zhì)檢后快，由專純門的平外板運(yùn)輸妹車將其凳運(yùn)輸至院施工現(xiàn)恥場(chǎng)臨時(shí)潤(rùn)存放，接在施工唐現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)搭地粘貼京三元乙棟丙防水粉橡膠條犯并編號(hào)椒。管片浙由龍門臺(tái)吊吊入必井下。旁洞內(nèi)采蟲用二節(jié)捆專用平元車運(yùn)輸皮管片，坊每節(jié)平程車可裝零運(yùn)3片。妥安裝剃采用歷能夠三左右乳旋轉(zhuǎn)220本°全自動(dòng)疫安裝機(jī)濤。拼裝秋形式采得用錯(cuò)縫拳拼裝，勢(shì)當(dāng)盾構(gòu)攝向前推屢進(jìn)一環(huán)凈管片長(zhǎng)辯度1.5鑼m時(shí)，卵即可鏡安裝座一環(huán)蓬管片罵。管館片安哈裝前侮先進(jìn)猴行防甩水處內(nèi)理，魔并將陡管片星、連籌接件掛備齊萄，盾咬尾雜禍物清期理干承凈，誼檢查煙管片杠拼裝禿機(jī)的拐舉重衡臂等勺設(shè)備綠運(yùn)轉(zhuǎn)劈燕正常潮后方季可進(jìn)可行管聾片安勁裝。雕管片朗安裝簡(jiǎn)順序幣先就山位底斷部管棍片，鋪再自糧下而轉(zhuǎn)上左遞右交鴨叉安驕裝，英每環(huán)炊相鄰尖管片盼控制樹環(huán)面燒平整競(jìng)度和順封口孩尺寸熟，最壇后插吹入封胃頂管伙片成親環(huán)。2）管片盞拼裝可免采用錯(cuò)估縫及通重縫拼裝饞，由于駱錯(cuò)縫比爐通縫拼婦裝最大手正、負(fù)荒彎矩增袍加，對(duì)許應(yīng)的軸茫力則減問少，單地點(diǎn)變形那量錯(cuò)縫永比通縫扔拼裝減陽(yáng)少。而那錯(cuò)縫拼凡裝由于碌縱向接物頭引起衣襯砌圓堅(jiān)環(huán)的咬寧合作用獎(jiǎng)，剛度晌增強(qiáng)而硬產(chǎn)生的僅變形被匠相鄰管慚片約束池，內(nèi)力洞加大，蕩空間剛精度加大韻，襯砌捷圓環(huán)變誘形量減繭小，對(duì)瓶隧道防筋水有利男。管片枝拼裝采俯用先縱殺后環(huán)法堤，錯(cuò)縫購(gòu)安裝管若片，錯(cuò)蛛縫方式攏見下圖稅：◢高精度罷鋼筋混凝土卸管片管片逆堆放躍及防水責(zé)條、恭襯墊◣管片吊彎運(yùn)下井◣◢管片水薦平運(yùn)輸◢管片試舒拼裝隧道規(guī)拼裝粒作業(yè)◣3、書盾構(gòu)求掘進(jìn)絲式施工勸的豎幫井和氣配套劣設(shè)備(1)盾構(gòu)移掘進(jìn)憤施工嗽的豎脊井始發(fā)陰工作頸井:滿足盾引構(gòu)掘進(jìn)窄機(jī)安裝疤和出洞屋施工的挺要求接收工延作井:盾構(gòu)隧汽道掘進(jìn)蕉完成后構(gòu)進(jìn)入接培收井,滿足盾構(gòu)拆卸作或轉(zhuǎn)場(chǎng)塌吊裝移顧位的工缸作空間漸要求豎井施放工方法:沉井法扁、地下歲連續(xù)墻奴圍護(hù)、刺鋼板樁托圍護(hù)。◢井下墓安裝多盾構(gòu)陡（始峰發(fā)井規(guī)）盾構(gòu)推進(jìn)進(jìn)洞樸（接鼻收井研）◣(2跌)同步格注漿腔和壁槐后注秀漿設(shè)閉備充填盾漫尾空隙扎的方法: