地下工程盾構法

地下工程盾構法第1頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/8/3第四章第四節(jié)盾構法22、基本過程（1）在隧道某段的一端建造豎井或基坑，以供盾構安裝就位。（2）盾構從豎井或基坑的墻壁開孔出發(fā)，在地層中沿著設計軸線，向另一豎井或基坑的孔洞推進。盾構推進中所受到的地層阻力，通過盾構千斤頂傳至盾構尾部已拼裝的隧道襯砌結構上，再傳到豎井或基坑的后靠壁上。（3）盾構①它既能支承地層荷載而又能在地層中推進②為圓形、矩形、馬蹄形等特殊形狀的鋼筒結構。第2頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/8/3第四章第四節(jié)盾構法3③在鋼筒的前面設置各種類型的支撐和開挖土體的裝置④在鋼筒中段周圈內面安裝頂進所需的千斤頂，⑤鋼筒尾部是具有一定空間的殼體——盾尾。⑥盾構每推進一環(huán)距離，就在盾尾支護下拼裝一環(huán)襯砌，并及時注漿、出碴。第3頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/8/3第四章第四節(jié)盾構法4

二、施工特點：

1、優(yōu)點（１）除豎井施工外，施工作業(yè)均在地下進行，既不影響地面交通，又可減少對附近居民的噪音和振動影響；（２）隧道的施工費用不受埋深的很大影響；（３）盾構推進、出土、拼裝襯砌等主要工序循環(huán)進行，易于管理，施工人員較少；（４）穿越江、河、海道時，不影響航運，且施工不受風雨等氣候條件影響；（５）在土質差。水位高的地方建設埋深較大的隧道，盾構法有較高的技術經濟優(yōu)越性；（６）土方量較少。

第4頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/8/3第四章第四節(jié)盾構法52、主要問題：

（１）當隧道曲線半徑過小時，施工較為困難，（２）在陸地建造隧道時，如隧道埋深太淺，則盾構法施工困難很大，而在水下時，如覆土太淺，則盾構法不夠安全；（３）盾構施工中采用全氣壓方法以疏干和穩(wěn)定地層時，對勞動保護要求較高，施工條件差，目前已多用局部氣壓代替；（４）盾構施工過程中引起的隧道上方一定范圍內的地表下沉較難完全防止；（５）盾構法施工所用的拼裝襯砌，防水困難。第5頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/8/3第四章第四節(jié)盾構法6三、盾構機具鋼殼部分由外殼板和加勁材料所組成，分為切口環(huán)、支承環(huán)及盾尾三部分。（１）切口環(huán)切口環(huán)位于盾構的前方，作為挖土和擋土部分，要求切口環(huán)的形狀、尺寸必須與圍巖條件相適合；刃腳必須是堅固，易貫入地層的結構。第6頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/8/3第四章第四節(jié)盾構法7（２）支承環(huán)

支承環(huán)是切口環(huán)與盾尾的連接部分，內部為安裝切削刀盤的驅動裝置、排土裝置、盾構千斤頂?shù)鹊目臻g和進行推進操作的場所。支承環(huán)是盾構的主體結構，承受作用于盾構上的全部荷載。（３）盾尾盾構法隧道襯砌的拼裝是在盾尾的保護下進行的。因此要求盾尾的長度必須根據(jù)管片寬度和形狀確定，最小長度必須保證襯砌組裝工作的進行，同時應考慮在襯砌組裝后因破損而需更換管片、修盾構千斤頂和在曲線段進行施工等條件，使其具有一些余裕量。第7頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/8/3第四章第四節(jié)盾構法8第8頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/8/3第四章第四節(jié)盾構法9（三）盾構隧道襯砌的基本類型

盾構隧道的襯砌，通常分為一次襯砌和二次襯砌。1、一次襯砌是由管片組裝成的環(huán)形結構；一次襯砌應能立即承受施工荷載和永久荷載，并且有足夠的剛度和強度；不透水、耐腐蝕，具有足夠的耐久性能；裝配成環(huán)的襯砌一般由數(shù)塊管片，彼此之間用螺栓連接。環(huán)與環(huán)之間一般是錯縫拼裝。2、二次襯砌是在一次襯砌內側灌注的混凝土結構。第9頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/8/3第四章第四節(jié)盾構法10

（四）盾構法施工

盾構法施工的內容包括盾構的出發(fā)和到達，盾構的掘進、襯砌，壓漿和防水等。１．盾構的出發(fā)和到達（１）豎井①在出發(fā)和到達時，需要有拼裝和拆卸盾構用的豎井②當盾構需要調轉方向或線路在急曲線的部位，需要設置中間豎井和方向變換豎井。第10頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/8/3第四章第四節(jié)盾構法11（２）出發(fā)和到達①出發(fā)口是利用在出發(fā)豎井內臨時設置的管片等作為后背向前推進的，從出發(fā)口進入地層，沿所定的線路方向向前推進。開始推進的方法，有保護工作面穩(wěn)定：①化學注漿法，②替換法（泥漿固化法）③凍結法，④豎井壓氣法利用鋼板樁：⑤雙層鋼板樁施工法開挖臨時隔墻：⑥開挖，回填施工法⑦開挖、臨時隔墻施工法第11頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/8/3第四章第四節(jié)盾構法12②到達口所謂到達就是在保持圍巖穩(wěn)定的同時，把盾構沿著所定的路線推進到豎井的到達面，然后從預先準備的開口面將盾構推出，或者是直到到達面的所定位置為止所進行的一連串作業(yè)。第12頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/8/3第四章第四節(jié)盾構法13

２．盾構的推進盾構推進時必須根據(jù)圍巖條件，保證工作面的穩(wěn)定，適當?shù)卣{整千斤頂?shù)男谐毯屯屏?，沿所定路線方向準確地進行推進。第13頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/8/3第四章第四節(jié)盾構法14３．氣壓施工在含水砂土和軟弱粘土地層中用盾構法施工時，會發(fā)生開挖面涌水和土層坍塌等情況，從而影響盾構的推進。在這類地層中施工，須同時使用穩(wěn)定地基的輔助工法。迄今為止，氣壓或局部氣壓施工，是一種常用的穩(wěn)定地基施工法，氣壓施工對開挖面的作用有：阻止開挖面涌水，防止坍塌，穩(wěn)定開挖面以及壓縮空氣可使地層發(fā)生脫水作用而增大土的抗剪強度等。第14頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/8/3第四章第四節(jié)盾構法15４．襯砌、壓注及防水（１）一次襯砌一般是在推進完了后將幾塊管片組成環(huán)狀，使盾構處于可隨時進行下一次推進的狀態(tài)。一次裝配式襯砌的施工是依照組裝管片的順序從下部開始逐次收回千斤頂，管片的環(huán)向接頭一般均錯縫拼裝。組裝前徹底清掃，防止產生錯臺和存有雜物，管片間應互相密貼。第15頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/8/3第四章第四節(jié)盾構法16

（２）回填注漿在盾構推進的同時或其后立即進行注漿，將襯砌背后的空隙全部填實，防止圍巖松弛和下沉、防止襯砌漏水、漏氣，以及保持襯砌環(huán)早期穩(wěn)定的作用。（３）襯砌防水襯砌防水分為密封、嵌縫、螺栓孔防水三種。第16頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/8/3第四章第四節(jié)盾構法17①密封密封是在管片接頭表面進行噴涂或粘貼膠條的方法。②螺栓孔防水螺栓孔防水是在螺栓墊圈及螺栓孔間放入環(huán)形襯墊，在緊固螺栓時，此襯墊的一部分產生變形，填滿在螺栓孔壁和墊圈表面間形成的空隙中，防止從螺栓孔中漏水。③嵌縫嵌縫指預先在管片的內側邊緣留有嵌縫