土壓平衡盾構(gòu)施工技術(shù)_第1頁(yè)
土壓平衡盾構(gòu)施工技術(shù)_第2頁(yè)
土壓平衡盾構(gòu)施工技術(shù)_第3頁(yè)
土壓平衡盾構(gòu)施工技術(shù)_第4頁(yè)
土壓平衡盾構(gòu)施工技術(shù)_第5頁(yè)
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土壓平衡盾構(gòu)施工技術(shù)提綱土壓平衡盾構(gòu)機(jī)2土壓平衡盾構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)3概述1施工組織與管理要點(diǎn)43TBM是隧道掘進(jìn)機(jī)(TunnelBoringMachine)的簡(jiǎn)稱。為了與盾構(gòu)法施工的區(qū)別,通常對(duì)全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)(FullFaceRockTunnelBoringMachine)也簡(jiǎn)稱TBM。隧道掘進(jìn)機(jī)TBM山嶺掘進(jìn)機(jī)(FFRTBM)盾構(gòu)機(jī)(shield)開(kāi)敞式掘進(jìn)機(jī)護(hù)盾式掘進(jìn)機(jī)雙護(hù)盾式掘進(jìn)機(jī)單護(hù)盾式掘進(jìn)機(jī)1.概述1.1

TBM(巖石掘進(jìn)機(jī))4

通常所說(shuō)的TBM是指長(zhǎng)大距離的山嶺隧道全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)。主要分為開(kāi)敞式、雙護(hù)盾式、單護(hù)盾式三種類型。各種不同類型的TBM分別適應(yīng)于不同地質(zhì)下長(zhǎng)距離(>10km)隧道掘進(jìn)施工。一般情況下,整條隧道地質(zhì)情況都差的作業(yè)條件下使用單護(hù)盾TBM;

在良好地質(zhì)中則使用開(kāi)敞式TBM;

雙護(hù)盾TBM常用于復(fù)雜地層的長(zhǎng)隧道開(kāi)挖,一般適用于中厚埋深、中高強(qiáng)度、地質(zhì)穩(wěn)定性基本良好的隧道,對(duì)各種不良地質(zhì)和巖石強(qiáng)度變化有較好適應(yīng)性。1.概述單護(hù)盾式TBM51.概述雙護(hù)盾式TBM6開(kāi)敞式TBM1.概述71.概述1.2盾構(gòu)法(Shield)盾構(gòu)是一種全封閉的隧道掘進(jìn)機(jī)(既能支承地層的壓力、又能在地層中掘進(jìn)的施工機(jī)具),襯砌管片提供反力,不能連續(xù)掘進(jìn)。一邊保持開(kāi)挖面及圍巖穩(wěn)定,一邊進(jìn)行隧道掘進(jìn)、出渣,并在盾尾內(nèi)拼裝管片形成襯砌,及時(shí)實(shí)施注漿,從而在盡可能不擾動(dòng)圍巖條件下修建隧道的方法。

“盾”——“保護(hù)、庇護(hù)”,

指刀盤、盾殼;“構(gòu)”——“構(gòu)筑、修建”,

即管片拼裝和注漿。8盾構(gòu)法:以盾構(gòu)為核心的一整套完整的建造隧道的施工方法。三大要素:

開(kāi)挖面的穩(wěn)定

盾構(gòu)沿設(shè)計(jì)路線高精度推進(jìn)(盾構(gòu)姿態(tài)、隧道方向)

襯砌(管片)作業(yè)1.概述門吊管片存放區(qū)挖掘機(jī)自卸汽車盾構(gòu)始發(fā)井通風(fēng)機(jī)運(yùn)輸設(shè)備土壓盾構(gòu)后配套手掘式半機(jī)械式機(jī)械式全敞開(kāi)式半敞開(kāi)式擠壓式泥水式土壓式閉胸式盾構(gòu)土壓平衡式加泥式土壓平衡式1.概述10盾殼支承著圍巖并保護(hù)著刀盤旋轉(zhuǎn),在千斤頂推力的作用下,刀盤上被切割、破碎的碴土,經(jīng)過(guò)開(kāi)口進(jìn)入密閉室,當(dāng)密閉室內(nèi)的泥土壓力與開(kāi)挖面壓力取得平衡的同時(shí),端部伸入密閉室下部的螺旋輸送機(jī)開(kāi)機(jī)排土,控制螺旋輸送機(jī)的轉(zhuǎn)速或者盾構(gòu)機(jī)的推進(jìn)速度,達(dá)到密閉室內(nèi)的泥土壓力與開(kāi)挖面壓力的動(dòng)態(tài)平衡。碴土通過(guò)配套的運(yùn)輸設(shè)備運(yùn)至洞外。1.概述1.3土壓平衡盾構(gòu)基本原理11土壓平衡盾構(gòu)開(kāi)挖面穩(wěn)定機(jī)理泥土壓必須可以對(duì)抗開(kāi)挖面上地層的土壓和水壓。必須可以利用螺旋輸送機(jī)等排土機(jī)構(gòu),調(diào)節(jié)排土量。對(duì)必須混入添加材的土質(zhì)而言,注入的添加材料必須可使泥土(混入添加材的開(kāi)挖土)的塑流性和抗?jié)B性提高到滿足開(kāi)挖面穩(wěn)定要求的水準(zhǔn)。1.概述12盾構(gòu)機(jī)是根據(jù)施工對(duì)象“度身定做”的。制造盾構(gòu)機(jī)所依據(jù)的對(duì)象稱之為施工環(huán)境,它是基礎(chǔ)地質(zhì)、工程與水文地質(zhì)、氣候地貌、建筑物以及地下管線和構(gòu)筑物等特征的總和。

在施工環(huán)境的諸多因素中,掌握基礎(chǔ)地質(zhì)和工程地質(zhì)特征最為重要,是盾構(gòu)機(jī)選型及采用盾構(gòu)施工工藝的先決條件。

目前全國(guó)地層分為四大類:

第一類:以廣州、深圳為主的復(fù)合地層,上軟下硬,既有巖石,又有溶洞,砂層及淤泥;

第二類:以成都、沈陽(yáng)、北京、蘭州為主的砂卵石地層;

第三類:以西安、鄭州為主的黃土地層;

第四類:以上海、無(wú)錫、蘇州、寧波、南京為主的軟土地層。1.概述1.4盾構(gòu)施工環(huán)境13武漢地區(qū)存在以上全部四種地層,一級(jí)階地為流砂和淤泥地層,二級(jí)階地為黏土地層,三級(jí)階地為上軟下硬及硬巖地層,同時(shí)武漢還存在中粗砂地層,因此武漢地層比較復(fù)雜,四大類地層全部涉及到,所以在武漢的盾構(gòu)施工比其它地區(qū)綜合性要求更高一些。1.概述14盾構(gòu)工程施工風(fēng)險(xiǎn),主要有:“地質(zhì)復(fù)雜性”、“盾構(gòu)機(jī)的不適應(yīng)性”、“人認(rèn)知的局限性、責(zé)任性、方案和措施的不合理性”。

地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn):復(fù)合地層,富水?dāng)嗔褞Щ蚱扑閹?,溶洞、土洞,含承壓水的粉?xì)砂層,含瓦斯、煤成氣地層,球狀風(fēng)化體或構(gòu)造風(fēng)化硬巖,砂礫石、卵石地層等地層盾構(gòu)掘進(jìn)。

盾構(gòu)機(jī)風(fēng)險(xiǎn):盾構(gòu)選型和功能性缺陷,大軸承或四大密封損壞,刀盤損壞(解體、開(kāi)裂、磨損),刀具磨損,減速箱及齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)損壞等情況。人為風(fēng)險(xiǎn):認(rèn)知的局限性(不能全面系統(tǒng)地了解地質(zhì)變化、盾構(gòu)機(jī)性能),施工組織及責(zé)任心,方案和措施的合理性等問(wèn)題。1.概述1.5盾構(gòu)施工風(fēng)險(xiǎn)15

由盾構(gòu)主機(jī)、連接橋架、后續(xù)臺(tái)車三部分組成。2.土壓平衡盾構(gòu)機(jī)2.1土壓平衡盾構(gòu)機(jī)構(gòu)成盾構(gòu)主機(jī)連接橋架后續(xù)臺(tái)車16

盾構(gòu)機(jī)根據(jù)地質(zhì)條件、工程環(huán)境以及工程設(shè)計(jì)等具體特征“量身定做”,其核心技術(shù)不僅是設(shè)備本身的機(jī)電工業(yè)設(shè)計(jì),還在于設(shè)備如何適用于各類工程地質(zhì)。盾構(gòu)施工的成功率,主要取決于盾構(gòu)的選型,決定于盾構(gòu)是否適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)的施工環(huán)境,盾構(gòu)的選型正確與否決定著盾構(gòu)施工的成敗。盾構(gòu)的“型式”涉及盾構(gòu)的“型”和“模式”。不論是適用于單一軟土地層的軟土盾構(gòu),還是適用于復(fù)雜地層的復(fù)合盾構(gòu),都有土壓平衡盾構(gòu)和泥水盾構(gòu)兩種機(jī)型。“型”是在施工前決定的。土壓平衡盾構(gòu)一般具有敞開(kāi)式、半敞開(kāi)式、土壓平衡式三種模式;2.土壓平衡盾構(gòu)機(jī)2.2盾構(gòu)選型17

土壓平衡模式(EPB):用于圍巖不穩(wěn)定或水壓高、水量大的地層。掘進(jìn)時(shí),刀盤開(kāi)挖下來(lái)的碴土填滿泥土倉(cāng),借助盾構(gòu)推進(jìn)油缸的推力通過(guò)隔板進(jìn)行加壓,使之產(chǎn)生泥土壓,這一壓力作用于整個(gè)作業(yè)面,使作業(yè)面穩(wěn)定,同時(shí)使刀盤切削下來(lái)的碴土量與螺旋輸送機(jī)向外輸送的卸土量相平衡。

敞開(kāi)式模式(open):用于開(kāi)挖面足夠穩(wěn)定并且涌水能夠被控制時(shí)。掘進(jìn)時(shí),由刀盤切削下來(lái)的碴土進(jìn)入土倉(cāng)后,不需要進(jìn)行加壓,而是由螺旋輸送機(jī)直接排出土倉(cāng),使土倉(cāng)盡量處于排空的狀態(tài),以便減輕刀盤轉(zhuǎn)動(dòng)的阻力。

半敞開(kāi)模式(semi-open):用于開(kāi)挖面具有足夠的自穩(wěn)能力,且水壓小于1.5bar的地層。掘進(jìn)時(shí)不完全靠維持泥土倉(cāng)的土壓力來(lái)穩(wěn)定開(kāi)挖面,而需要充以壓縮空氣來(lái)穩(wěn)定開(kāi)挖面,施加氣壓的大小根據(jù)不同地層條件確定。2.土壓平衡盾構(gòu)機(jī)土壓平衡式敞開(kāi)式半敞開(kāi)式182.3刀具軟土刀盤上配置切削刀具:包括正面切削刀、周邊刮刀、中心切削刀、先行刀。先行刀比主切削刀高,先對(duì)開(kāi)挖面進(jìn)行切削以減輕對(duì)主切削刀及面板磨損。

復(fù)合刀盤需布置滾刀或焊接撕裂刀(或齒刀),以滿足盾構(gòu)破巖需要。2.土壓平衡盾構(gòu)機(jī)復(fù)合刀盤軟土刀盤19雙刃滾刀單刃滾刀單刃齒刀2.土壓平衡盾構(gòu)機(jī)三刃滾刀滾刀安裝形式撕裂刀20

軟土刀盤:主切削刀的布置一般是將刀盤分成內(nèi)、中、外3部分,內(nèi)部1條切削軌跡上配置1把切削刀,中間部1條切削軌跡上配置2把切削刀及外周部1條切削軌跡配置3把切削刀,在刀盤最外周配置刮刀每個(gè)切削軌跡上有6把。這樣配置可以大大減輕刀具及面板磨損,并且能有效的保證開(kāi)挖直徑。2.土壓平衡盾構(gòu)機(jī)主切削刀配置先行刀配置21

復(fù)合刀盤:滿足盾構(gòu)破巖需要,結(jié)合地質(zhì)條件布置滾刀。

滾刀在盾構(gòu)推進(jìn)千斤頂和刀盤旋轉(zhuǎn)共同作用下,刀刃滾動(dòng)切入巖體,切入?yún)^(qū)產(chǎn)生裂紋,而軌跡相鄰的兩滾刀間裂紋達(dá)到相接或相近到一定程度,巖石即可崩裂破碎。破巖能力由垂直力和滾動(dòng)力組成。盾構(gòu)破巖效率與貫入度、轉(zhuǎn)速正相關(guān),針對(duì)一定的巖體強(qiáng)度及RQD條件,提高貫入度與轉(zhuǎn)速將加大盾構(gòu)額定推力與扭矩,需考慮推力、轉(zhuǎn)速、扭矩等因素。2.土壓平衡盾構(gòu)機(jī)垂直力刀間距示意圖滾動(dòng)力分析22盾構(gòu)機(jī)是集機(jī)、電、液、光于一體的技術(shù)含量高的大型隧道施工設(shè)備,性能先進(jìn)、結(jié)構(gòu)復(fù)雜,施工機(jī)械化、自動(dòng)化程度高。盾構(gòu)施工系統(tǒng)性強(qiáng),往往牽一發(fā)而動(dòng)全身。盾構(gòu)隧道施工一般經(jīng)歷的五個(gè)階段:

盾構(gòu)機(jī)制造、下井、組裝、調(diào)試、驗(yàn)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。盾構(gòu)施工三個(gè)主要工序:開(kāi)挖出土、管片拼裝、同步注漿

施工控制的三個(gè)要點(diǎn):開(kāi)挖面的穩(wěn)定、盾構(gòu)沿設(shè)計(jì)路線高精度推進(jìn)(盾構(gòu)姿態(tài)、隧道方向)、管片作業(yè)3.土壓平衡盾構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)3.1土壓平衡盾構(gòu)施工流程盾構(gòu)機(jī)下井盾構(gòu)機(jī)就位調(diào)試初始掘進(jìn)正常掘進(jìn)到達(dá)車站過(guò)站再次始發(fā)到達(dá)終點(diǎn)站盾構(gòu)機(jī)解體外運(yùn)設(shè)備調(diào)整始發(fā)端頭加固反力架安裝洞門密封圈安裝洞門圍護(hù)墻鑿除到達(dá)端頭加固洞門密封圈安裝盾構(gòu)機(jī)托架再次就位調(diào)試始發(fā)站中間站到達(dá)站盾構(gòu)總體施工流程:始發(fā)井交付使用→盾構(gòu)托架就位→盾構(gòu)機(jī)下井、安裝、調(diào)試→初始掘進(jìn)(L=80~100m)→負(fù)環(huán)拆除及其它調(diào)整→正常掘進(jìn)→盾構(gòu)機(jī)到達(dá)中間站→盾構(gòu)機(jī)通過(guò)中間站→盾構(gòu)機(jī)再次安裝、調(diào)試→盾構(gòu)機(jī)再次初始掘進(jìn)→正常掘進(jìn)→盾構(gòu)機(jī)到達(dá)終點(diǎn)站→盾構(gòu)機(jī)解體外運(yùn)→隧道清理驗(yàn)收233.土壓平衡盾構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)243.土壓平衡盾構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)3.2盾構(gòu)下井組裝與調(diào)試3.2.1盾構(gòu)下井組裝

盾構(gòu)工地組裝可分為整機(jī)組裝和分體組裝兩種方式。(1)整機(jī)組裝:始發(fā)井(場(chǎng)地)應(yīng)具有容納盾構(gòu)主機(jī)和后部臺(tái)車的條件,將盾構(gòu)主機(jī)及全部后配套臺(tái)車一次組裝完畢。

組裝順序:后配套臺(tái)車→中盾→前盾→刀盤→管片拼裝機(jī)→螺旋輸送機(jī)→盾尾→管線連接→組裝完成。(2)分體組裝:始發(fā)井應(yīng)具有容納盾構(gòu)主機(jī)的條件,地面應(yīng)有能放置盾構(gòu)后配套臺(tái)車的相應(yīng)場(chǎng)地。盾構(gòu)主機(jī)在井下完成組裝,后配套臺(tái)車在地面連接,主機(jī)與地面臺(tái)車用加長(zhǎng)管線連接后調(diào)試、始發(fā),隨盾構(gòu)掘進(jìn)并據(jù)井下條件將地面臺(tái)車逐次下井組裝。

組裝順序:中盾→前盾→刀盤→管片拼裝機(jī)→螺旋輸送機(jī)→盾尾→加長(zhǎng)管線連接→后配套臺(tái)車(根據(jù)工作條件逐次下井組裝)。253.土壓平衡盾構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)3.2.2盾構(gòu)調(diào)試(1)盾構(gòu)在工廠及工地組裝和連接完成后,應(yīng)進(jìn)行調(diào)試,主要調(diào)試內(nèi)容包括:刀盤驅(qū)動(dòng)、液壓、潤(rùn)滑、冷卻、配電、注漿、氣壓倉(cāng)、注入系統(tǒng)等以及各種儀表的校正。應(yīng)著重觀測(cè)刀盤轉(zhuǎn)動(dòng)和端面跳動(dòng)是否符合要求。(2)空載調(diào)試合格后在試掘進(jìn)期進(jìn)行設(shè)備負(fù)荷調(diào)試。除空載調(diào)試內(nèi)容外,還應(yīng)進(jìn)行下列負(fù)荷的調(diào)試:檢查各種管線及密封的負(fù)載能力。各類閥的氣密性或水密性。各個(gè)工作系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)達(dá)到滿足正常生產(chǎn)要求的工作狀態(tài)。3.2.3盾構(gòu)驗(yàn)收驗(yàn)收程序一般為:由購(gòu)買方和制造商共同認(rèn)定《驗(yàn)收大綱》;共同逐項(xiàng)進(jìn)行驗(yàn)收;購(gòu)買方在驗(yàn)收過(guò)程中根據(jù)合同及設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)會(huì)議中提到的設(shè)計(jì)要求,對(duì)盾構(gòu)組裝與調(diào)試中出現(xiàn)的問(wèn)題向制造商提出整改要求。應(yīng)包括:工廠驗(yàn)收、組裝驗(yàn)收、試掘進(jìn)驗(yàn)收。263.土壓平衡盾構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)3.3盾構(gòu)始發(fā)與到達(dá)

盾構(gòu)始發(fā)施工階段:指從破除洞門、盾構(gòu)始發(fā)推進(jìn)到盾構(gòu)掘進(jìn)、壁后注漿、渣土運(yùn)輸?shù)热ば蛘归_(kāi)前的施工階段。

盾構(gòu)接收施工階段:指盾構(gòu)刀盤進(jìn)入加固土體的掘進(jìn)施工及盾構(gòu)主機(jī)完全進(jìn)入接收基座的施工階段。

始發(fā)和到達(dá)施工時(shí)可能發(fā)生盾構(gòu)隧道偏離、始發(fā)反力架與盾構(gòu)基座變形或移位、洞門涌水、涌泥砂、地表沉降過(guò)大以及坍塌等危險(xiǎn)情況,施工風(fēng)險(xiǎn)大。

通過(guò)對(duì)盾構(gòu)工法原理與工況的深入認(rèn)識(shí)、針對(duì)不同的地質(zhì)與環(huán)境條件,采用適宜的技術(shù)方案和措施,加強(qiáng)技術(shù)管理、現(xiàn)場(chǎng)管理,盾構(gòu)始發(fā)與接收的風(fēng)險(xiǎn)是可控的。

應(yīng)根據(jù)始發(fā)和到達(dá)部位地質(zhì)、環(huán)境、隧道設(shè)計(jì)等條件,結(jié)合始發(fā)和到達(dá)階段施工特點(diǎn),制定始發(fā)和到達(dá)專項(xiàng)施工方案;應(yīng)嚴(yán)格按方案實(shí)施,并對(duì)地表、臨近地面建(構(gòu))筑物、地下埋設(shè)物、始發(fā)反力架、盾構(gòu)基座、洞門密封裝置等進(jìn)行觀察和監(jiān)測(cè)。273.土壓平衡盾構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)283.土壓平衡盾構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)3.3.1始發(fā)與到達(dá)的基本工況與要求(1)盾構(gòu)始發(fā)與到達(dá)時(shí)需拆除鋼筋砼圍護(hù)結(jié)構(gòu),要求裸露的土體應(yīng)穩(wěn)定、無(wú)漏水;(2)始發(fā)與到達(dá)是一段工作過(guò)程,盾構(gòu)在此期間逐漸建壓(或逐漸減壓、失壓),不能達(dá)到理想的土壓平衡狀態(tài),難以支撐端頭區(qū)域的水土壓力。要求距洞門一定距離、一定范圍的土體保持穩(wěn)定及無(wú)漏水的狀態(tài);到達(dá)階段:需逐漸降低土壓直至降為0,以確保洞門不發(fā)生坍塌。加固土體作為重力式擋土墻越來(lái)越薄。始發(fā)階段:刀盤初始切削土體、填充土倉(cāng)、逐漸建立反力是一個(gè)過(guò)程。其間開(kāi)挖面的平衡與無(wú)漏水狀態(tài)由加固土體保證。293.土壓平衡盾構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)3.3.2端頭加固方案(1)當(dāng)洞口段土體不能滿足防水土流失、防坍塌的安全要求時(shí),必須采取地層加固措施。應(yīng)根據(jù)地質(zhì)、施工環(huán)境、隧道埋深、盾構(gòu)類型與外徑等條件,制定地層加固施工方案,并嚴(yán)格按方案實(shí)施。(2)加固土體應(yīng)達(dá)到自穩(wěn)的強(qiáng)度及止水效果,并根據(jù)強(qiáng)度計(jì)算及工法的適用特點(diǎn)選擇加固方法。當(dāng)洞口地層處于有承壓水地層或砂性土層時(shí),應(yīng)采取降水、堵漏等防止涌水、涌砂的措施。(3)加固范圍應(yīng)考慮地層與地下水特性(水、砂層)、盾構(gòu)機(jī)長(zhǎng)度以及盾構(gòu)中盾圓周徑向孔位置等因素。(4)應(yīng)對(duì)地層加固質(zhì)量和效果進(jìn)行檢查,地層加固范圍、加固體的強(qiáng)度、抗?jié)B指標(biāo)應(yīng)經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)取樣試驗(yàn)確定并滿足設(shè)計(jì)要求。303.土壓平衡盾構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)(5)推薦加固方案粘土、黃土、殘積土等(條件:無(wú)水;有水,C、φ值較高,但能實(shí)現(xiàn)可靠降水效果)推薦方案:素混凝土樁、墻擋土加固(+降水)。

粉土、淤泥質(zhì)土、淤泥(條件:

有水,C、φ值較低)推薦方案:旋噴樁(或攪拌樁、注漿等)加固止水+降水。

富水、承壓水砂等地層基坑主體采用連續(xù)墻設(shè)計(jì)(一般墻趾深入隔水層)時(shí),推薦加固方法:U型素混凝土連續(xù)+旋噴樁加固+降水當(dāng)用其他方法難以達(dá)到穩(wěn)定開(kāi)挖面土體時(shí),采用凍結(jié)法可取得較好的效果,可使不穩(wěn)定的含水地層能形成強(qiáng)度很高的凍土體,起到隔水和擋土墻的作用。313.土壓平衡盾構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)3.3.3始發(fā)與到達(dá)施工流程盾構(gòu)到達(dá)作業(yè)流程圖盾構(gòu)始發(fā)作業(yè)流程圖323.土壓平衡盾構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)3.3.6分體始發(fā)分體始發(fā)是指將盾體與全部或部分臺(tái)車之間采用加長(zhǎng)管線連接,盾體與全部或部分臺(tái)車分開(kāi)前行,待初始掘進(jìn)完成后再將盾體與臺(tái)車在隧道內(nèi)安裝連接進(jìn)行正常掘進(jìn)的施工方法。盾構(gòu)整體始發(fā)一般依托車站施工過(guò)程中的空間來(lái)完成,在施工過(guò)程中占用大量空間,影響車站施工。在尋求解決盾構(gòu)施工和車站施工相互影響的過(guò)程中,小空間內(nèi)的分體始發(fā)成為了最好的解決辦法。盾構(gòu)機(jī)的改造是分體始發(fā)的重中之重,也是施工過(guò)程中最大的一個(gè)難點(diǎn)。主要包括管路的接長(zhǎng)連接、線路的接長(zhǎng)連接、盾構(gòu)機(jī)部分設(shè)備的改裝、臨時(shí)出土口的安裝等內(nèi)容。333.土壓平衡盾構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)343.土壓平衡盾構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)353.土壓平衡盾構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)3.3.7幾種特殊的接收工法

到達(dá)施工中應(yīng)逐漸降低土(泥水)倉(cāng)壓力,當(dāng)有承壓水砂性土層加固效果不理想或盾構(gòu)推力擠壓與施工擾動(dòng)破壞加固土體時(shí),地下水壓力作用下,水砂從刀盤前方和盾體與圍巖、洞門的間隙涌出,發(fā)生地層沉降過(guò)大以及坍塌等危險(xiǎn)情況,也會(huì)因此而危及地面建(構(gòu))物和地下管線等的安全。為了規(guī)避此類風(fēng)險(xiǎn),根據(jù)地質(zhì)、環(huán)境條件,宜選擇盾構(gòu)土中接收或鋼套筒接收或箱體接收等方法,模擬盾構(gòu)在原狀土中的掘進(jìn)工況,保持土(泥水)倉(cāng)內(nèi)壓力平衡,以控制地層沉降,防止出現(xiàn)險(xiǎn)情。(1)鋼筋混凝土擋墻、箱體與鋼套筒等設(shè)施的結(jié)構(gòu)物應(yīng)經(jīng)專門設(shè)計(jì)計(jì)算,滿足盾構(gòu)自重、盾構(gòu)掘進(jìn)時(shí)的推力、扭矩、土(泥水)倉(cāng)壓力等受力要求。(2)為確保洞門擋土結(jié)構(gòu)破除安全,應(yīng)采取適當(dāng)?shù)牡貙蛹庸檀胧#?)破除洞門擋土結(jié)構(gòu)前,應(yīng)施做或安裝好接收設(shè)施;箱體與鋼套筒設(shè)施還應(yīng)預(yù)留施工孔洞。363.土壓平衡盾構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)(4)盾構(gòu)到達(dá)前,應(yīng)破除洞門擋土結(jié)構(gòu),清除盾構(gòu)通過(guò)范圍內(nèi)的障礙物;之后立即進(jìn)行填充:采用土中接收方法時(shí),可對(duì)擋墻與洞門之間填充土砂和水,填充高度應(yīng)能平衡土(泥水)倉(cāng)壓力;采用鋼套筒或箱體接收方法時(shí),可采用低標(biāo)號(hào)砂漿對(duì)鋼套筒或箱體進(jìn)行填充,并封閉預(yù)留的施工孔洞。(5)盾構(gòu)到達(dá)接收井后,應(yīng)對(duì)洞門進(jìn)行注漿封堵。(6)應(yīng)在確認(rèn)洞門密封可靠后方可進(jìn)行填充物的清理和接收設(shè)施的拆除。盾構(gòu)土中接收373.土壓平衡盾構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)盾構(gòu)鋼套筒接收盾構(gòu)箱體接收383.土壓平衡盾構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)3.4盾構(gòu)掘進(jìn)模式(1)土壓平衡盾構(gòu)既適用于較高強(qiáng)度的巖石地層和軟流塑地層施工,也可適用于軟硬不均勻地層的施工,并能根據(jù)地層及環(huán)境條件需要采用適當(dāng)?shù)木蜻M(jìn)模式掘進(jìn),確保開(kāi)挖面穩(wěn)定。掘進(jìn)作業(yè)一般有土壓平衡模式、開(kāi)敞模式及半開(kāi)敞模式三種模式。

應(yīng)根據(jù)地層軟硬情況、地下水狀況、地表沉降控制要求等選擇合適的掘進(jìn)模式。

掘進(jìn)模式由土壓平衡模式向開(kāi)敞模式的轉(zhuǎn)換宜采用半敞開(kāi)模式(局部氣壓模式)作為過(guò)渡模式,并在地質(zhì)條件較好的地層中完成。采用半敞開(kāi)模式(局部氣壓模式)掘進(jìn)時(shí),應(yīng)做好氣壓管理,并采取措施防止漏氣、噴涌。393.土壓平衡盾構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)(2)當(dāng)?shù)貙訛檐浻膊痪鶆蚯覐?fù)雜變化的復(fù)合地層時(shí),應(yīng)根據(jù)地層軟硬情況、地下水狀況、地表沉降要求等選擇合適的掘進(jìn)模式。當(dāng)?shù)貙榆浫?、地下水豐富,且地表沉降要求高時(shí),應(yīng)采用土壓平衡模式掘進(jìn);當(dāng)?shù)貙虞^硬且穩(wěn)定可采用開(kāi)敞模式掘進(jìn);當(dāng)?shù)貙榆浻膊痪鶆驎r(shí),可采用半開(kāi)敞模式或土壓平衡模式掘進(jìn)。(3)三種掘進(jìn)模式在掘進(jìn)中可以相互轉(zhuǎn)換,在掘進(jìn)模式轉(zhuǎn)換過(guò)程中,特別是土壓平衡模式和開(kāi)敞模式相互轉(zhuǎn)換時(shí),采用半開(kāi)敞模式來(lái)逐步過(guò)渡并在地層穩(wěn)定性較好地層中完成掘進(jìn)模式轉(zhuǎn)換,有利于防止在模式轉(zhuǎn)換中發(fā)生涌水、地層過(guò)大沉降或坍塌。(4)選擇半開(kāi)敞模式(局部氣壓模式)時(shí)應(yīng)綜合考慮隧道覆土厚度、地層狀況、隧道直徑等因素。應(yīng)事先調(diào)查地層土的粒度組成、透水性和透氣性、地下水狀態(tài)等,掘進(jìn)施工時(shí)應(yīng)判斷開(kāi)挖面狀態(tài),測(cè)定并記錄涌水量、空氣消耗量、并與調(diào)查資料比較,反饋指導(dǎo)施工。對(duì)可能發(fā)生漏氣、噴涌等現(xiàn)象應(yīng)制定相應(yīng)控制措施。403.土壓平衡盾構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)3.5碴土改良技術(shù)

應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件,向開(kāi)挖面或土倉(cāng)內(nèi)注入適當(dāng)?shù)奶砑觿┻M(jìn)行渣土改良,保持土倉(cāng)內(nèi)渣土塑流狀態(tài),并降低對(duì)刀盤、刀具和螺旋輸送機(jī)等的磨損。

可有選擇地向開(kāi)挖面或土倉(cāng)內(nèi)適當(dāng)注入泥漿或水、泡沫劑、聚合物等添加材料,提高土倉(cāng)內(nèi)渣土的塑流性,防止開(kāi)挖土砂在盾構(gòu)內(nèi)粘附等。發(fā)泡劑注入后碴土改良效果413.土壓平衡盾構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)3.6盾構(gòu)掘進(jìn)與參數(shù)管理(1)盾構(gòu)掘進(jìn)過(guò)程中必須對(duì)成環(huán)管片與地層之間進(jìn)行壁后注漿;掘進(jìn)至一個(gè)管片環(huán)寬度時(shí),應(yīng)停止掘進(jìn),進(jìn)行管片拼裝。(2)根據(jù)隧道埋深、地質(zhì)條件、線路平面與坡度、地表環(huán)境、施工監(jiān)測(cè)結(jié)果、盾構(gòu)姿態(tài)以及盾構(gòu)初始掘進(jìn)階段的經(jīng)驗(yàn),選擇盾構(gòu)掘進(jìn)模式,設(shè)定土倉(cāng)壓力、刀盤轉(zhuǎn)速、推力、扭矩、螺旋輸送機(jī)轉(zhuǎn)速、排土量、盾構(gòu)滾轉(zhuǎn)角、俯仰角、偏角等掘進(jìn)參數(shù)。

可從盾構(gòu)掘進(jìn)兩環(huán)以上的狀態(tài)測(cè)量資料分析出盾構(gòu)掘進(jìn)趨勢(shì),并通過(guò)地表變形量測(cè)數(shù)據(jù)判定預(yù)設(shè)的土倉(cāng)壓力的準(zhǔn)確程度,從而調(diào)整施工參數(shù),制定出當(dāng)班盾構(gòu)掘進(jìn)指令。(3)掘進(jìn)中應(yīng)監(jiān)測(cè)和記錄盾構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)情況、掘進(jìn)參數(shù)變化、排出渣土狀況,并及時(shí)分析反饋,調(diào)整掘進(jìn)參數(shù),控制盾構(gòu)姿態(tài)。423.土壓平衡盾構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)(4)土壓平衡盾構(gòu)掘進(jìn)作業(yè)流程準(zhǔn)備工作→轉(zhuǎn)動(dòng)刀盤→啟動(dòng)次級(jí)運(yùn)輸系統(tǒng)(皮帶機(jī))→啟動(dòng)推進(jìn)千斤頂→啟動(dòng)首級(jí)運(yùn)輸系統(tǒng)(螺旋機(jī))→回填注漿→停止掘進(jìn)→安裝管片→準(zhǔn)備下一環(huán)掘進(jìn)土壓平衡盾構(gòu)掘進(jìn)作業(yè)流程圖433.土壓平衡盾構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)(5)盾構(gòu)掘進(jìn)過(guò)程:

應(yīng)通過(guò)盾構(gòu)主監(jiān)控室監(jiān)視與監(jiān)測(cè)設(shè)定的土壓力、盾構(gòu)推進(jìn)速度與油壓、刀盤轉(zhuǎn)速與油壓、螺旋機(jī)轉(zhuǎn)速與油壓、排土速度、盾構(gòu)姿態(tài),以及盾構(gòu)分組推進(jìn)油缸伸出長(zhǎng)度等施工參數(shù)是否正常,發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)及時(shí)調(diào)整。

應(yīng)保持盾構(gòu)配套設(shè)備、抽排水與通風(fēng)設(shè)備、運(yùn)輸設(shè)備、供電系統(tǒng)等正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

應(yīng)保持盾構(gòu)密封。

應(yīng)按設(shè)定的參數(shù)沿隧道軸線進(jìn)行盾構(gòu)掘進(jìn),并作好詳細(xì)的施工記錄(應(yīng)包括:盾構(gòu)推進(jìn)油缸行程、掘進(jìn)速度、推力、扭矩、土(泥水)倉(cāng)壓力、刀盤轉(zhuǎn)速、螺旋輸送機(jī)轉(zhuǎn)速、排土量、盾構(gòu)姿態(tài)、盾構(gòu)內(nèi)壁與管片間隙、壁后注漿壓力和數(shù)量等施工參數(shù)。)重點(diǎn)對(duì)主要的施工管理指標(biāo)(六大指標(biāo):土倉(cāng)壓力;推進(jìn)速度;總推力;排土量;刀盤轉(zhuǎn)速和扭矩;注漿壓力和注漿量)加強(qiáng)掘進(jìn)控制管理。443.土壓平衡盾構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)(6)應(yīng)使土倉(cāng)內(nèi)渣土具有適當(dāng)塑流性并防止地下水流出,保持土壓平衡盾構(gòu)開(kāi)挖面穩(wěn)定所需土倉(cāng)壓力,維持與盾構(gòu)推進(jìn)量相平衡的排土量,對(duì)渣土塑流性、土倉(cāng)壓力、掘進(jìn)參數(shù)和排土量等進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理。(7)設(shè)定的土倉(cāng)壓力應(yīng)能抵抗開(kāi)挖面前方的水土壓力,并應(yīng)保持土倉(cāng)壓力。開(kāi)挖面前方水土壓力計(jì)算可采用主動(dòng)土壓力和靜止土壓力,一般:以控制地表沉降為目的時(shí)取上限,確保開(kāi)挖面穩(wěn)定但允許產(chǎn)生少量地表沉降時(shí)取下限。應(yīng)通過(guò)施工監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)反饋和掘進(jìn)參數(shù)等分析,適當(dāng)調(diào)整土倉(cāng)壓力設(shè)定值。土壓平衡盾構(gòu)開(kāi)挖面穩(wěn)定管理流程圖453.土壓平衡盾構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)(8)為在保持開(kāi)挖面穩(wěn)定的同時(shí)進(jìn)行盾構(gòu)掘進(jìn),應(yīng)嚴(yán)格控制排土量,使實(shí)際排土量與理論掘進(jìn)排土量相平衡,采取測(cè)量排出渣土體積和重量的方法來(lái)計(jì)量排土量,與理論排土量進(jìn)行比較,判斷排土量大小,并根據(jù)掘進(jìn)狀況進(jìn)行調(diào)整和控制。

由于土體經(jīng)開(kāi)挖后單位體積容重會(huì)有一定的變化,另外,由于添加劑的種類、添加量或排土方式等因素影響,渣土容重也會(huì)發(fā)生變化,要準(zhǔn)確地管理排土量比較困難。應(yīng)根據(jù)土倉(cāng)壓力和排土量同時(shí)進(jìn)行管理,防止地層沉降或開(kāi)挖面失穩(wěn)。(9)盾構(gòu)掘進(jìn)過(guò)程中遇到下列情況時(shí),應(yīng)及時(shí)處理:

盾構(gòu)前方地層發(fā)生坍塌或遇有障礙。

盾構(gòu)滾動(dòng)角大于3°。

盾構(gòu)軸線偏離隧道軸線大于50mm。

盾構(gòu)推力與預(yù)計(jì)值相差較大。

管片嚴(yán)重開(kāi)裂或嚴(yán)重錯(cuò)臺(tái)。

壁后注漿系統(tǒng)發(fā)生故障無(wú)法注漿。

盾構(gòu)掘進(jìn)扭矩發(fā)生異常波動(dòng)。463.土壓平衡盾構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)(10)盾構(gòu)暫停掘進(jìn)時(shí),應(yīng)采取措施保持土(泥水)倉(cāng)壓力以穩(wěn)定開(kāi)挖面,防止水土流失和地層坍塌;盾構(gòu)停止掘進(jìn)時(shí)間較長(zhǎng)時(shí),應(yīng)結(jié)合隧道地層、開(kāi)挖面穩(wěn)定性、隧道埋深、地表變形等條件和設(shè)備特點(diǎn),采取針對(duì)性的技術(shù)措施。

當(dāng)盾構(gòu)因故臨時(shí)停止掘進(jìn)且時(shí)間較短時(shí),可采取向土倉(cāng)內(nèi)注入泡沫或泥漿等措施保持土倉(cāng)壓力。當(dāng)盾構(gòu)因故較長(zhǎng)時(shí)間停止掘進(jìn)時(shí):在停止掘進(jìn)前應(yīng)做好停機(jī)準(zhǔn)備工作。停止掘進(jìn)前的最后一環(huán)掘進(jìn)完后土倉(cāng)壓力比設(shè)定壓力值略大。采取向土倉(cāng)內(nèi)注入泡沫或泥漿等措施保持土倉(cāng)壓力。停止掘進(jìn)后應(yīng)加大盾尾油脂注入量,保護(hù)盾尾密封。停止掘進(jìn)后向盾體周圍注入泥漿,預(yù)防盾體被包裹,并可減少盾構(gòu)恢復(fù)掘進(jìn)時(shí)的摩擦阻力。采取措施保護(hù)盾構(gòu)上的壁后注漿、泡沫和泥漿等注入管路。可定時(shí)做小距離不出土推進(jìn),防止盾尾被壁后注漿漿液包裹。

473.土壓平衡盾構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)(11)對(duì)脫出盾尾后的管片上浮應(yīng)采取針對(duì)性措施,防止隧道軸線偏差過(guò)大和管片損傷。管片脫出盾尾后,在未及時(shí)凝固的壁后注漿漿液和地下水的浮力或盾構(gòu)推進(jìn)油缸反力向上分力的作用下可能使管片上浮,造成隧道線形偏差較大,也會(huì)由于剪切力作用使管片損傷,應(yīng)采取措施防止管片上?。嚎刹捎每炷凉{液進(jìn)行壁后注漿,盡快封閉管片與地層的間隙。應(yīng)控制盾構(gòu)姿態(tài)和正確地選擇管片類型,減小盾構(gòu)推進(jìn)油缸反力向上分力。必要時(shí),使盾構(gòu)在設(shè)計(jì)軸線下方掘進(jìn),預(yù)留管片上浮量。

483.土壓平衡盾構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)3.7土倉(cāng)壓力設(shè)定與控制3.7.1主要問(wèn)題

(1)設(shè)定合適的土倉(cāng)壓力確保開(kāi)挖面的穩(wěn)定,關(guān)系到盾構(gòu)施工效率和工程環(huán)境安全。

開(kāi)挖面地層穩(wěn)定性較好時(shí),土倉(cāng)壓力過(guò)大時(shí)會(huì)引起刀盤扭矩和推力增大、推進(jìn)速度下降,存在盾構(gòu)掘進(jìn)效率降低、設(shè)備能耗和損耗加大等問(wèn)題;

開(kāi)挖面地層穩(wěn)定性較差時(shí),土倉(cāng)壓力不足則會(huì)發(fā)生開(kāi)挖面的涌水或坍塌,造成地層水土流失過(guò)多,導(dǎo)致地層沉降難以控制等問(wèn)題。

(2)實(shí)際工程實(shí)踐中土倉(cāng)壓力設(shè)定采用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)的現(xiàn)象較多,往往會(huì)出現(xiàn)土倉(cāng)壓力設(shè)定時(shí)或大或小的偏差,不利于施工控制。

掌握土倉(cāng)壓力設(shè)定和控制方法,對(duì)盾構(gòu)施工具有一定的指導(dǎo)意義。493.土壓平衡盾構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)3.7.2土壓力

(1)由于土體自重、土上荷載或結(jié)構(gòu)物的側(cè)向擠壓作用,擋土結(jié)構(gòu)物所承受的來(lái)自墻后填土的側(cè)向壓力。(2)墻體位移條件是影響土壓力的最主要的因素。(3)墻體位移的方向和相對(duì)位移量決定所產(chǎn)生的土壓力性質(zhì)和土壓力大小。

(a)靜止土壓力(b)主動(dòng)土壓力(c)被動(dòng)土壓力(Earthpressureatrest)(Activeearthpressure)(Passiveearthpressure)

503.土壓平衡盾構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)(4)土壓力的類型取決于:墻體是否發(fā)生位移以及位移的方向;墻后土體所處的應(yīng)力狀態(tài)。土壓力分靜止土壓力、主動(dòng)土壓力和被動(dòng)土壓力三種類型。(5)擋土墻所受土壓力的大小并不是一個(gè)常數(shù),而是隨位移量的變化而變化。Pa<P0

<<Pp513.土壓平衡盾構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)

開(kāi)挖面前方土壓力理論計(jì)算

開(kāi)挖面前方土體容重γ,粘聚力c,有效內(nèi)摩擦角φ,靜止土壓力系數(shù)為K0。

靜止土壓力時(shí),p土=K0(q+γh)

則:p土1=K0qp土2=K0(q+γD)

主動(dòng)土壓力時(shí),p土=(q+γh)tg2(45°-φ/2)-2ctg(45°-φ/2)

則:p土1=qtg2(45°-φ/2)-2ctg(45°-φ/2)p土2=(q+γD)tg2(45°-φ/2)-2ctg(45°-φ/2)

被動(dòng)土壓力時(shí),p土=(q+γh)tg2(45°+φ/2)+2ctg(45°+φ/2)

則:p土1=qtg2(45°+φ/2)+2ctg(45°+φ/2)p土2=(q+γD)tg2(45°+φ/2)+2ctg(45°+φ/2)523.土壓平衡盾構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)3.8壁后注漿壁后注漿(同步注漿和二次注漿)是防止地層下降并使作用于隧道的土壓力得以均布,注漿回填到管片背面,形成一定厚度的充填層,防止隧道承受偏壓及接縫張開(kāi)。充填層本身起防水層作用。二次注漿注漿孔盾尾孔隙盾尾壁后注漿管注漿管同步注漿533.土壓平衡盾構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)3.8.1同步注漿(1)漿液:一般為水泥砂漿,由水泥、粉煤灰、砂、膨潤(rùn)土、水和外加劑等組成,漿液應(yīng)具備的性能:良好的長(zhǎng)期穩(wěn)定性及流動(dòng)性,并能保證適當(dāng)?shù)某跄龝r(shí)間,以適應(yīng)盾構(gòu)施工及遠(yuǎn)距離輸送的要求;良好的充填性能;在滿足漿液施工的前提下,盡可能早地獲得高于地層的早期強(qiáng)度;漿液在地下水環(huán)境中,不易產(chǎn)生傾析現(xiàn)象;漿液固結(jié)后體積收縮小,泌水率??;原材料來(lái)源豐富、經(jīng)濟(jì),施工管理方便,并能滿足施工自動(dòng)化技術(shù)要求等。543.土壓平衡盾構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)(2)注漿量:盾構(gòu)機(jī)注漿量按沖程計(jì),漿液泵每注一次為一沖程。注漿量的確定以盾尾間隙量為基礎(chǔ),結(jié)合地層、線路適當(dāng)考慮注漿系數(shù),以達(dá)到充填密實(shí)。注漿系數(shù)主要由土質(zhì)系數(shù)、超挖系數(shù)決定。(3)注漿壓力:注漿壓力最佳值應(yīng)在綜合考慮地質(zhì)條件、管片強(qiáng)度、設(shè)備性能、漿液特性和土倉(cāng)壓力的基礎(chǔ)上確定,要求理論注漿壓力(壓入口處)應(yīng)略大于地層土壓和水壓之和,以達(dá)到對(duì)環(huán)向空隙有效充填而非劈裂注漿,以免擾動(dòng)管片周圍的原狀土而引起地面甚至隧道的沉降或造成跑漿現(xiàn)象。(4)同步注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)(雙控標(biāo)準(zhǔn)):注漿壓力達(dá)到設(shè)計(jì)壓力;注漿量達(dá)到理論注漿量的90%以上。553.土壓平衡盾構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)3.8.2二次注漿(1)二次注漿材料可根據(jù)地質(zhì)地層、隧道埋深及地下水情況選擇,一般為水泥漿液或者水玻璃水泥漿液。

水泥漿液(單液漿):宜用42.5級(jí)以上的硅酸鹽水泥。水灰比根據(jù)漏水、沉降情況而定,一般采用1.5:1、1:1、0.75:1、0.5:1等幾種。灌注過(guò)程中,應(yīng)經(jīng)常攪拌,為提高漿液的早期強(qiáng)度,可摻入各種早強(qiáng)劑或其他外摻劑。

雙液漿(水玻璃水泥漿液):水玻璃水泥漿液水玻璃易使用模數(shù)2.4~2.8,濃度35~4°Be左右,與水泥配合比為1:1.15、1:1.5等。(2)注漿壓力一般視地質(zhì)情況和覆土深度而定,壓力一般控制在0.15~0.25Mpa,避免對(duì)土體產(chǎn)生大的擾動(dòng)。563.土壓平衡盾構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)3.9盾構(gòu)隧道防水(1)管片結(jié)構(gòu)自防水管片的生產(chǎn)主抓三個(gè)方面:砼密實(shí)度、抗裂性能和制作精度。(2)管片接縫防水彈性密封墊:彈性密封墊貼緊貼牢;防止彈性密封墊脫落;彈性密封墊表面的雜物清理干凈。傳力襯墊(3)嵌縫防水(4)螺栓孔防水(5)注漿孔防水(6)接口防水57開(kāi)挖出土管片安裝土料運(yùn)輸同步注漿過(guò)程一過(guò)程二完成開(kāi)始兩個(gè)過(guò)程三個(gè)工序

過(guò)程一中開(kāi)挖與同步注漿同時(shí)完成,過(guò)程二中管片安裝的同時(shí)進(jìn)行土料運(yùn)輸。過(guò)程一完成后開(kāi)始進(jìn)行過(guò)程二,即在掘進(jìn)完成后開(kāi)始管片拼裝,依此循環(huán)。4.施工組織與管理要點(diǎn)施工工序與施工過(guò)程58施工組織關(guān)鍵在于確保每個(gè)工序、每個(gè)過(guò)程的各個(gè)環(huán)節(jié)的正常施工。“三個(gè)工序”

開(kāi)挖出土→地質(zhì)、盾構(gòu)機(jī)選型與配置、掘進(jìn)模式和掘進(jìn)參數(shù)、碴土改良、出土量和碴土車容積、垂直提升設(shè)備和能力等。

同步注漿→設(shè)備、漿液材料和配合比、注漿量、注漿壓力、漿液攪拌站等。

管片拼裝→隧道設(shè)計(jì)、管片生產(chǎn)、運(yùn)輸、防水、選型、拼裝等?!皟蓚€(gè)過(guò)程”

開(kāi)挖出土與運(yùn)土能力、同步注漿與漿液配置的匹配→列車編組及漿液攪拌站

管片拼裝與土方材料運(yùn)輸時(shí)間的合理安排→列車編組、編組列車調(diào)度及運(yùn)輸系統(tǒng)。4.施工組織與管理要點(diǎn)594.2.1施工場(chǎng)地規(guī)劃原則在滿足各種邊界條件的基礎(chǔ)上進(jìn)行場(chǎng)地規(guī)劃。應(yīng)滿足盾構(gòu)隧道施工需要,土料運(yùn)輸與堆放是場(chǎng)地布置的核心。根據(jù)各階段的施工要求,施工場(chǎng)地分階段動(dòng)態(tài)布置。辦公、生活區(qū)在場(chǎng)地滿足施工生產(chǎn)需要的基礎(chǔ)上集中布置。供水、供電、排污系統(tǒng)必須根據(jù)施工生產(chǎn)需要和場(chǎng)地特點(diǎn)布置??紤]文明施工和環(huán)境保護(hù)。4.2.2施工場(chǎng)地布置的主要內(nèi)容沿場(chǎng)地四周設(shè)邊界設(shè)施(圍墻、大門等)。生產(chǎn)用房、臨時(shí)設(shè)施(垂直提升設(shè)備、集土槽、漿液攪拌站等)及材料等堆放場(chǎng)地(管片、鋼軌、盾構(gòu)輔料等)、加工場(chǎng)地等。生活、辦公區(qū)。臨時(shí)供電、供水、排污系統(tǒng)。施工便道。4.施工組織與管理要點(diǎn)4.2施工場(chǎng)地規(guī)劃布置604.施工組織與管理要點(diǎn)614.3.1運(yùn)輸方式洞內(nèi)水平運(yùn)輸采用有軌運(yùn)輸,電瓶車牽引編組列車;洞內(nèi)出土還可采用皮帶機(jī)運(yùn)輸、管道運(yùn)輸?shù)确绞?。垂直運(yùn)輸采用龍門吊等提升設(shè)備。4.施工組織與管理要點(diǎn)4.3土方與物料運(yùn)輸組織624.3.2編組列車一環(huán)掘進(jìn)出土進(jìn)料一列編組列車完成或由兩列編組列車完成。4.施工組織與管理要點(diǎn)1—電瓶車(45t);2—碴土車(17m3/節(jié),1.5m寬,5個(gè));3—漿液車(6m3);4—管片車(一環(huán)兩個(gè))634.3.3編組列車軌道線路布置始發(fā)和初始掘進(jìn)階段在臨時(shí)出土口出土進(jìn)料,列車編組短,運(yùn)能低,對(duì)掘進(jìn)速度影響大,軌道主要以單線、道岔線等線路布置。

正常掘進(jìn)階段在盾構(gòu)工作井處出土進(jìn)料,列車編組可加長(zhǎng)、可采用多個(gè)編組列車調(diào)度,運(yùn)能可大大提高,軌道以洞內(nèi)單線、洞口設(shè)道岔會(huì)讓等線路布置形式。

長(zhǎng)距離掘進(jìn)時(shí)在中部適當(dāng)位置設(shè)置會(huì)讓線。

軌道的線路布置應(yīng)與運(yùn)輸列車的編組運(yùn)行相匹配,而列車的編組運(yùn)行以土料運(yùn)輸合理組織為前提。

編組列車的配置、軌道布置、運(yùn)輸各個(gè)環(huán)節(jié)(洞內(nèi)走行、垂直提升、裝卸土料等)的作業(yè)時(shí)間等方面應(yīng)匹配,這也是施工進(jìn)度控制的一個(gè)核心問(wèn)題。4.施工組織與管理要點(diǎn)644.施工組織與管理要點(diǎn)65隧道內(nèi)布置“三管、三線、一走道”。

三管:φ150的冷卻水管、φ150的排污管和φ1000通風(fēng)管。

三線:10KV高壓電纜、380/220V動(dòng)力照明線和有軌運(yùn)輸軌線。

一走道:走道板4.施工組織與管理要點(diǎn)4.4通風(fēng)、供電與供排水系統(tǒng)664.施工組織與管理要點(diǎn)674.施工組織與管理要點(diǎn)4.5盾構(gòu)始發(fā)準(zhǔn)備工作684.施工組織與管理要點(diǎn)694.施工組織與管理要點(diǎn)704.施工組織與管理要點(diǎn)714.施工組織與管理要點(diǎn)72項(xiàng)目部下設(shè)盾構(gòu)作業(yè)層,實(shí)行專業(yè)化管理。

盾構(gòu)作業(yè)隊(duì)27~30人/班/臺(tái)。4.施工組織與管理要點(diǎn)4.6施工管理機(jī)構(gòu)人員結(jié)構(gòu)人員設(shè)置(人)備注一、盾構(gòu)隊(duì)管理人員41、隊(duì)長(zhǎng)12、盾構(gòu)機(jī)操作司機(jī)13、土建工程師14、機(jī)電工程師1二、盾構(gòu)隊(duì)作業(yè)人員231、電工12、機(jī)修工33

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