盾構(gòu)施工的設(shè)備保障-溫法慶課件

盾構(gòu)施工的保障措施盾構(gòu)施工的保障措施目錄1、工程簡介2、設(shè)備簡介3、設(shè)備功能的優(yōu)化4、鉸接保護(hù)5、二次注漿設(shè)備的優(yōu)化6、風(fēng)險(xiǎn)的處理措施目錄1、工程簡介工程簡介

南昌地鐵一號線6標(biāo)的彭家橋站～師大南路站區(qū)間盾構(gòu)施工為例，介紹針對不同的水文地質(zhì)情況，對進(jìn)場設(shè)備的部分功能進(jìn)行優(yōu)化，以更好地滿足現(xiàn)場施工的需要,確保盾構(gòu)施工的安全。工程的水文地質(zhì)及周邊地理環(huán)境：盾構(gòu)穿越地層依次為：①1雜填土，成分以砼塊及粘性土為主，層底標(biāo)高12.62m，層厚為2.7m；③2細(xì)砂，局部含少許泥質(zhì)，層厚3.6m；③4粗砂含少量礫石，層.1m；③5礫砂粒徑一般2～20mm，層厚4m；③6圓礫間隙中充填中粗砂，局部含少許卵石，層厚2.7m；③5礫砂；⑤3-1強(qiáng)風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖；⑤3-2中風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖，區(qū)間覆土厚度為10m～15.2m，隧道主要穿越③5礫砂層，局部夾雜有③6圓礫層，③5礫砂，中密，其滲透性較好，屬中等滲透。③6圓礫層，中密，其滲透性好，水量極為豐富，為強(qiáng)透水層。盾構(gòu)由彭家橋站始發(fā)，沿著北京東路西進(jìn)，下穿彭家橋、玉帶河，然后沿著北京西路西進(jìn)到達(dá)師大南路站，主要影響的建筑物是彭家橋、玉帶河，雙連拱污水涵。盾構(gòu)穿越玉帶河寬約60米，平均水深1.5米；位于玉帶河上的彭家橋?yàn)榻ㄓ谏鲜兰o(jì)五十年代末的石拱橋，橋墩為漿砌塊，無詳細(xì)資料可查。隧道通過處地表為城市道路的主干道，道路下有給水管、污水管、通訊光纜、煤氣和路燈線等，上述管線埋深一般小于3.0m，局部市政給、排水管道系統(tǒng)埋深在4.0m左右，對隧道盾構(gòu)施工影響不大。工程簡介南昌地鐵一號線6標(biāo)的彭家橋站～師大南路站工程簡介工程簡介工程簡介工程簡介工程簡介工程簡介設(shè)備簡介

用于南昌地鐵一號線6標(biāo)的盾構(gòu)有鐵建重工生產(chǎn)，型號ZTE6250土壓平衡盾構(gòu)，開挖直徑6.28米，設(shè)備總長約83米，總重量450噸，主機(jī)長度8.7米，刀盤由6臺132KW電機(jī)驅(qū)動，后配套由設(shè)備橋及6節(jié)臺車組成。在設(shè)備的選型、設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)等過程中，針對工程的水文地質(zhì)條件進(jìn)行了針對性的設(shè)計(jì)，主要為以下幾方面：刀盤刀具：采用輻板式刀盤，刀盤開口率37%，刀盤泡沫噴嘴6路，刀盤裝有刀具磨損檢測裝置；刀盤周邊及面板焊有耐磨鋼板，刀具耐磨性設(shè)計(jì)；刀具布置有切刀、貝殼刀、周邊刮刀、滾刀（齒刀），滾刀與齒刀根據(jù)地質(zhì)情況可互換。設(shè)備簡介用于南昌地鐵一號線6標(biāo)的盾構(gòu)有鐵建重工生設(shè)備簡介

主驅(qū)動、推進(jìn)、鉸接系統(tǒng)：主驅(qū)動功率6×132KW功率儲備大，額定扭矩為5700KNm，脫困扭矩為6300KNm；額定推力34212kN@300bar，最大推力39914kN@350bar；被動式鉸接，獨(dú)立的液壓系統(tǒng)控制，提高盾尾的脫困能力。盾構(gòu)密封系統(tǒng)：主驅(qū)動密封設(shè)計(jì)壓力4.5bar，額定工作壓力3bar；盾尾密封油脂注入通道為6處12路，使油脂注入更加均勻。渣土改良系統(tǒng)：6路泡沫的壓力流量單獨(dú)控制,土倉4路；膨潤土系統(tǒng)采用2臺可無極調(diào)速的擠壓式膨潤土注入泵，以保證大粘度的膨潤土泥漿的注入，變頻調(diào)速的擠壓泵的流量10m3／h；螺旋機(jī)：螺旋機(jī)采用有軸式后部驅(qū)動設(shè)計(jì)，螺旋軸可伸縮，螺旋機(jī)筒體的前、中、后部設(shè)有檢查口，利于故障排除，螺旋輸送機(jī)預(yù)留保壓泵接口，以應(yīng)對富水砂層的噴涌問題。設(shè)備簡介主驅(qū)動、推進(jìn)、鉸接系統(tǒng)：主驅(qū)動功率6×132設(shè)備部分功能的進(jìn)一步優(yōu)化提高

根據(jù)南昌地鐵一號線其他標(biāo)段的施工情況，考慮到本標(biāo)段的風(fēng)險(xiǎn)情況，在盾構(gòu)組裝調(diào)試期間，對設(shè)備的部分功能進(jìn)行了進(jìn)一步的優(yōu)化提高，以進(jìn)一步應(yīng)對可能發(fā)生的噴涌，增加了兩項(xiàng)措施即機(jī)械式控制—保壓泵控制法；化學(xué)添加劑進(jìn)行渣土改良的控制方法。設(shè)備部分功能的進(jìn)一步優(yōu)化提高根據(jù)南昌地鐵一號線其他標(biāo)保壓泵控制法保壓泵原理示意

保壓泵技術(shù)參數(shù)：流量90m3/h；電機(jī)功率90KW；進(jìn)口管徑DN200；出口管徑DN125；通過最大粒徑50mm；保壓泵的組成部分：雙柱塞泵（料倉、泵缸、液壓缸）、液壓系統(tǒng)、控制箱及公用底座。保壓泵控制法保壓泵原理示意保壓泵技術(shù)參數(shù)：流量90m3/h保壓泵控制法進(jìn)渣口出渣口組裝完畢的保壓泵

隧道內(nèi)的保壓泵

螺旋機(jī)排出管保壓泵控制法進(jìn)渣口出渣口組裝完畢的保壓泵隧道內(nèi)的保壓泵化學(xué)添加劑控制法—渣土改良控制

根據(jù)高分子聚合物（HHZ-A）溶液具有減摩的作用可起到預(yù)防刀具磨損的作用，從聚合物的試驗(yàn)可看到，聚合物的溶液可將水與砂粘合在一起，起到了粘合不分散的作用，可以將土倉中有壓力的水同砂粘合攪拌，以便于在螺旋機(jī)內(nèi)形成土塞，起到保壓防噴涌的作用。當(dāng)盾構(gòu)掘進(jìn)中出現(xiàn)噴涌可以將濃度為0.5～1%的高分子溶液注入到螺旋機(jī)、土倉或開挖掌子面，通過土倉攪拌及螺旋機(jī)的攪拌作用，使聚合物溶液與砂、砂礫結(jié)合在一起，達(dá)到減輕或抑制噴涌的發(fā)生?；瘜W(xué)添加劑控制法—渣土改良控制根據(jù)高分子聚合物（化學(xué)添加劑控制法—渣土改良控制聚合物注入裝置

設(shè)備橋左側(cè)注入泵化學(xué)添加劑控制法—渣土改良控制聚合物注入裝置設(shè)備橋注入泵鉸接的保護(hù)措施

鉸接潤滑注脂點(diǎn)盾尾應(yīng)急密封注入盾尾油脂鉸接潤滑注脂點(diǎn)盾尾油脂注入點(diǎn)鉸接的保護(hù)措施鉸接潤滑注脂點(diǎn)盾尾應(yīng)急密封注入盾尾油脂鉸接潤二次注漿設(shè)備的優(yōu)化盾構(gòu)臺車的原設(shè)計(jì)沒有配備二次注漿設(shè)備，通常的二次注漿設(shè)備的體積較大，使用時放于管片小車上，使用不方便。在富水砂層的盾構(gòu)施工中，一旦沉降較大停機(jī)注漿不僅會影響到正常掘進(jìn)，還存在掌子面沉降、塌陷的風(fēng)險(xiǎn)。通過市場調(diào)研，綜合分析選擇注漿量、注漿壓力皆滿足施工要求，但體積又相對較小，滿足放在臺車的需要（圖13所示），根據(jù)臺車的布置情況，注漿泵放在了五號臺車左邊的后部。既保證了快速通過風(fēng)險(xiǎn)地段期間不停機(jī)的要求，滿足了二次注漿不影響掘進(jìn)的需要，進(jìn)一步提高了盾構(gòu)應(yīng)對風(fēng)險(xiǎn)地層的能力。放于臺車的二次注漿泵

二次注漿設(shè)備的優(yōu)化盾構(gòu)臺車的原設(shè)計(jì)沒有配備二次注漿設(shè)備，通常風(fēng)險(xiǎn)源的處理措施

本標(biāo)段的彭家橋站~師大南路站區(qū)間，盾構(gòu)穿越的重大風(fēng)險(xiǎn)源為玉帶河及位于玉帶河上的彭家橋。彭家橋總寬為49.2m，橋梁全長38m。上部構(gòu)造由2跨12m鋼筋混凝土板拱及一座紅巖石材料砌筑而成的實(shí)腹式拱橋組成，該橋分兩期建成，前期石拱橋建于上世紀(jì)五十年代末期，為機(jī)動車道,鋼筋混土板拱橋建成于本世紀(jì)初期為非機(jī)動車道,石拱橋?yàn)闈{砌塊石墩臺,無施工資料,隧道左右線均從石拱橋下穿過，盾構(gòu)下穿該地質(zhì)為砂礫層，水位線在地下9～10m左右,隧道頂部距河底部月7米。彭家橋風(fēng)險(xiǎn)源的處理措施本標(biāo)段的彭家橋站~師大南路站區(qū)間，盾風(fēng)險(xiǎn)源的處理措施

根據(jù)實(shí)際情況，對風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)進(jìn)行全面調(diào)查，經(jīng)過多方比較及專家論證采取了橋基礎(chǔ)進(jìn)行雙液靜壓注漿加固，加固范圍為：隧道頂部1.7m，橋墩兩側(cè)各3.5m，橋臺外側(cè)各2m的范圍進(jìn)行加固，提高土體的密實(shí)度，增加其承載能力。在盾構(gòu)通過的河底影響范圍（約40米）內(nèi)澆筑30cm厚的鋼筋混凝土，使河底成為一體，同時在橋臺基礎(chǔ)部位預(yù)埋袖閥管，在盾構(gòu)穿越風(fēng)險(xiǎn)源過程中，一旦沉降超過預(yù)警值及時注漿；同時在盾構(gòu)穿越石拱橋前，采用滿堂鋼支架對石拱橋