4.3盾構(gòu)施工技術(shù)

第四章地鐵施工技術(shù)——盾構(gòu)大連理工大學(xué)建設(shè)工程學(xué)部宋永發(fā)課程內(nèi)容contents盾構(gòu)的分類盾構(gòu)及其工作原理4.14.2盾構(gòu)施工技術(shù)4.3盾構(gòu)新發(fā)展盾構(gòu)施工風(fēng)險及管理措施4.44.54.3盾構(gòu)施工技術(shù)4.3.1盾構(gòu)施工總體流程盾構(gòu)法施工一般經(jīng)歷五個階段：盾構(gòu)機制造、下井、組裝、調(diào)試、驗收等和盾構(gòu)始發(fā)準(zhǔn)備；盾構(gòu)始發(fā)和試掘進(jìn)；盾構(gòu)正常段掘進(jìn)；盾構(gòu)到達(dá)段掘進(jìn)和盾構(gòu)到達(dá)；盾構(gòu)解體、吊出等。三個主要工序：開挖出、土管片拼裝、同步注漿。三個控制要點：開挖面的穩(wěn)定、盾構(gòu)沿設(shè)計路線高精度推進(jìn)(盾構(gòu)姿態(tài)、隧道方向)和管片作業(yè)。主要施工流程主要有以下幾步：首先，做前期的施工準(zhǔn)備；接著，待盾構(gòu)機始發(fā)完成后，進(jìn)行全斷面開挖與出渣；然后，在開挖完成部分做外層管片式襯砌或初期支護(hù)；接下來在完成上述步驟后，進(jìn)行盾構(gòu)機的前推工作；最后進(jìn)行管片外灌漿或二次襯砌概述4.3.1盾構(gòu)施工總體流程地鐵盾構(gòu)法具體施工總體流程一般為：始發(fā)井交付使用→盾構(gòu)始發(fā)架就位→盾構(gòu)機下井、安裝、調(diào)試→初始掘進(jìn)→負(fù)環(huán)拆除及其它輔助設(shè)備調(diào)整→正常掘進(jìn)→盾構(gòu)機到達(dá)中間站→盾構(gòu)機通過中間站→盾構(gòu)機再次安裝、調(diào)試→盾構(gòu)機再次初始掘進(jìn)→正常掘進(jìn)→盾構(gòu)機到達(dá)終點站→盾構(gòu)機解體外運→隧道清理準(zhǔn)備驗收。概述4.3.1盾構(gòu)施工總體流程泥水平衡盾構(gòu)技術(shù)施工流程主要分為六部分，主要內(nèi)容如下：（1）施工前的準(zhǔn)備：環(huán)境調(diào)查、補勘；盾構(gòu)機的設(shè)計、制造；管片模具設(shè)計、制造；場地移交；臨時設(shè)施建設(shè)；（2）始發(fā)端與到達(dá)端土體加固：旋噴加固、注漿加固、冷凍加固；（3）盾構(gòu)始發(fā)準(zhǔn)備：豎井、洞門圈、始發(fā)臺施工，盾構(gòu)機下井吊裝、組裝調(diào)試、泥水處理系統(tǒng)建設(shè)；泥水平衡盾構(gòu)技術(shù)施工流程4.3.1盾構(gòu)施工總體流程泥水平衡盾構(gòu)技術(shù)施工流程泥水平衡盾構(gòu)技術(shù)施工流程主要分為六部分，主要內(nèi)容如下：（4）盾構(gòu)始發(fā)：反力架施工；負(fù)環(huán)管片安裝；始發(fā)進(jìn)洞，掘進(jìn)；4.3.1盾構(gòu)施工總體流程泥水平衡盾構(gòu)技術(shù)施工流程泥水平衡盾構(gòu)技術(shù)施工流程主要分為六部分，主要內(nèi)容如下：（5）盾構(gòu)掘進(jìn)：試掘進(jìn)；洞內(nèi)測量、壓力控制；泥漿管理、掘進(jìn)參數(shù)控制、管片吊運及安裝、注漿；4.3.1盾構(gòu)施工總體流程泥水平衡盾構(gòu)技術(shù)施工流程泥水平衡盾構(gòu)技術(shù)施工流程主要分為六部分，主要內(nèi)容如下：（6）盾構(gòu)到達(dá)接收：洞門處理、接收掘進(jìn)、盾構(gòu)機吊出。4.3.1盾構(gòu)施工總體流程土壓平衡盾構(gòu)技術(shù)施工流程對比而言，土壓平衡和泥水平衡盾構(gòu)技術(shù)在施工流程上相差不大，兩種施工方法的本質(zhì)區(qū)別在于平衡機器內(nèi)外壓力的方式和盾構(gòu)機的結(jié)構(gòu)不同，因此，反映在施工流程上，最主要的區(qū)別就在于泥水處理系統(tǒng)和泥漿管理等機器及參數(shù)調(diào)控方面的差異，因此，在后續(xù)具體施工流程分析中，只須主要研究上述兩個方面，而對其余相同部分只做簡單介紹和說明即可。4.3.2盾構(gòu)始發(fā)（出洞）準(zhǔn)備施工技術(shù)盾構(gòu)出洞盾構(gòu)出洞是地鐵隧道盾構(gòu)施工中的首道工序。盾構(gòu)始發(fā)前在保證機械設(shè)備、所用材料、人員技術(shù)和勘探材料準(zhǔn)備充足的前提下，應(yīng)對始發(fā)所需條件進(jìn)行排查，達(dá)到始發(fā)標(biāo)準(zhǔn)；并應(yīng)在始發(fā)前對其周圍土體進(jìn)行加固處理；需要設(shè)置好盾構(gòu)始發(fā)的基座，并認(rèn)真檢查盾構(gòu)機及其配套設(shè)備。因此須做到以下幾點。（1）做好盾構(gòu)出洞前和出洞后的相關(guān)準(zhǔn)備工作，保證機械設(shè)備、所用材料、人員技術(shù)準(zhǔn)備充足。對盾構(gòu)出洞所需的各種條件進(jìn)行逐一排查，確保達(dá)到盾構(gòu)出洞的標(biāo)準(zhǔn)，做到萬無一失。（2）為了降低對盾構(gòu)周圍建筑和地下管線的影響，要在盾構(gòu)出洞前對其周圍土體進(jìn)行加固處理。4.3.2盾構(gòu)始發(fā)（出洞）準(zhǔn)備施工技術(shù)盾構(gòu)出洞（3）設(shè)置好盾構(gòu)出洞的基座。因為盾構(gòu)機基座的位置直接影響著盾構(gòu)機的始發(fā)狀態(tài)，影響著后續(xù)的施工。所以進(jìn)行盾構(gòu)施工前，一定要設(shè)置好盾構(gòu)出洞的基座，要將盾構(gòu)基座準(zhǔn)確安放在設(shè)計軸向的精準(zhǔn)位置上，而且所有準(zhǔn)備工作做好后，才可以操作盾構(gòu)機沿著設(shè)計軸向向地層進(jìn)行挖掘。（4）認(rèn)真檢查盾構(gòu)機以及配套設(shè)施。盾構(gòu)機施工主要是在地下完成的，而工作井空間都很小，因此需要將盾構(gòu)機和后配套設(shè)施分別進(jìn)行吊裝，再運至井下。而盾構(gòu)機和配套設(shè)施的安裝和調(diào)試工作都需要在井下完成。應(yīng)認(rèn)真檢查盾構(gòu)機及后配套設(shè)施，確保施工順利進(jìn)行。4.3.2盾構(gòu)始發(fā)（出洞）準(zhǔn)備施工技術(shù)盾構(gòu)出洞（3）設(shè)置好盾構(gòu)出洞的基座。因為盾構(gòu)機基座的位置直接影響著盾構(gòu)機的始發(fā)狀態(tài)，影響著后續(xù)的施工。所以進(jìn)行盾構(gòu)施工前，一定要設(shè)置好盾構(gòu)出洞的基座，要將盾構(gòu)基座準(zhǔn)確安放在設(shè)計軸向的精準(zhǔn)位置上，而且所有準(zhǔn)備工作做好后，才可以操作盾構(gòu)機沿著設(shè)計軸向向地層進(jìn)行挖掘。（4）認(rèn)真檢查盾構(gòu)機以及配套設(shè)施。盾構(gòu)機施工主要是在地下完成的，而工作井空間都很小，因此需要將盾構(gòu)機和后配套設(shè)施分別進(jìn)行吊裝，再運至井下。而盾構(gòu)機和配套設(shè)施的安裝和調(diào)試工作都需要在井下完成。應(yīng)認(rèn)真檢查盾構(gòu)機及后配套設(shè)施，確保施工順利進(jìn)行。4.3.3泥水處理系統(tǒng)建設(shè)泥水處理待檢查結(jié)束后，工作人員需要對泥水處理系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)置，泥水處理系統(tǒng)是整個施工技術(shù)的核心部分，首先，施工人員須合理控制泥水拌制質(zhì)量，儲存好新鮮泥漿；然后，須保證處理系統(tǒng)各設(shè)備、設(shè)施有效的運轉(zhuǎn)；最后，要日常檢查設(shè)備，并做好維修保養(yǎng)工作。4.3.4地鐵盾構(gòu)掘進(jìn)階段施工技術(shù)掘進(jìn)階段地鐵隧道盾構(gòu)掘進(jìn)施工可以分為盾構(gòu)試掘和正式掘進(jìn)2個環(huán)節(jié)。（1）盾構(gòu)試掘環(huán)節(jié)。相關(guān)工作人員應(yīng)根據(jù)施工方案和技術(shù)要求操作盾構(gòu)機進(jìn)行嘗試性掘進(jìn)。當(dāng)設(shè)備安全出洞后，對其前100環(huán)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，然后確定出符合隧道地質(zhì)實際施工的最佳參數(shù)。（2）正式掘進(jìn)環(huán)節(jié)。相關(guān)施工人員應(yīng)根據(jù)最佳參數(shù)調(diào)整盾構(gòu)機參數(shù)，然后才可以開動盾構(gòu)機正式進(jìn)行掘進(jìn)。在盾構(gòu)機進(jìn)行掘進(jìn)過程中，必須確保姿態(tài)正確。同時，相關(guān)人員應(yīng)依據(jù)施工參數(shù)通過計算機對盾構(gòu)機的刀盤旋轉(zhuǎn)速度、機械前進(jìn)方向、設(shè)備掘進(jìn)速度等進(jìn)行科學(xué)調(diào)控。此外，盾構(gòu)機施工過程中，現(xiàn)場施工人員應(yīng)實時監(jiān)控機械設(shè)備的運轉(zhuǎn)情況，并做好周圍地質(zhì)情況的監(jiān)測。4.3.5盾構(gòu)接收（進(jìn)洞）技術(shù)重點工作環(huán)節(jié)（1）勘測設(shè)計盾構(gòu)機施工路線，并確保其科學(xué)性和合理性。地鐵隧道盾構(gòu)機進(jìn)出洞施工工序非常復(fù)雜。因此，施工單位在盾構(gòu)機開始工作前要對地鐵工程具體施工場地的地質(zhì)情況進(jìn)行仔細(xì)的勘測，獲得準(zhǔn)確數(shù)據(jù)后，精心設(shè)計出盾構(gòu)機施工路線。然后，還要組織相關(guān)技術(shù)人員對勘測數(shù)據(jù)和設(shè)計路線進(jìn)行審核，確保科學(xué)性、合理性。4.3.5盾構(gòu)接收（進(jìn)洞）技術(shù)重點工作環(huán)節(jié)（2）在施工前，施工單位還要根據(jù)地鐵工程施工場地的地質(zhì)情況進(jìn)行審核，確保盾構(gòu)機能順利完成進(jìn)洞作業(yè)。如果某個區(qū)域的地質(zhì)條件沒有達(dá)到盾構(gòu)機進(jìn)出洞的標(biāo)準(zhǔn)要求，施工單位要根據(jù)具體情況采取盾構(gòu)機外的其他施工方法進(jìn)行施工，而不要強行采用盾構(gòu)機進(jìn)行進(jìn)出洞作業(yè)，避免造成安全事故的發(fā)生。4.3.5盾構(gòu)接收（進(jìn)洞）技術(shù)重點工作環(huán)節(jié)（3）盾構(gòu)機進(jìn)洞作業(yè)時，相關(guān)人員要正確操作，保證盾構(gòu)機從始發(fā)基座導(dǎo)軌上順利向前掘進(jìn)，而且盾殼體要全部切入洞中，縮減土體裸露時間。4.3.5盾構(gòu)接收（進(jìn)洞）技術(shù)重點工作環(huán)節(jié)（4）盾構(gòu)接收時，應(yīng)