《TBM施工方法》課件

TBM施工方法TBM是隧道掘進機，一種高效的地下工程施工設備。它可以提高施工效率、降低成本、提高工程質(zhì)量。byTBM施工概述11.簡介TBM，全稱隧道掘進機，是一種大型機械設備。TBM主要用于開挖隧道。22.應用范圍TBM廣泛應用于地鐵、高速鐵路、水利工程等領域。33.優(yōu)勢TBM施工效率高、安全性能好、環(huán)保節(jié)能。44.分類TBM可分為盾構機、硬巖掘進機等多種類型。TBM概念及優(yōu)勢TBM概念TBM是一種大型地下工程機械，主要用于開挖隧道。高速高效TBM掘進速度快，效率高，可有效縮短工期。安全可靠TBM開挖過程中可同步進行襯砌，提高了隧道施工的安全性和穩(wěn)定性。適應性強TBM可應用于多種地質(zhì)條件，適應性強，在復雜地質(zhì)條件下也能夠高效施工。TBM系統(tǒng)組成TBM系統(tǒng)由多個子系統(tǒng)組成，相互協(xié)調(diào)配合，共同完成隧道開挖和襯砌安裝工作。主要子系統(tǒng)包括：掘進機機頭、刀盤系統(tǒng)、挖渣系統(tǒng)、推進系統(tǒng)、密封系統(tǒng)、導向系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等。每個子系統(tǒng)都扮演著重要角色，確保TBM安全高效運行。掘進機機頭掘進機機頭是TBM的核心部件之一，負責破碎巖石，形成隧道斷面。機頭由刀盤系統(tǒng)、密封系統(tǒng)、導向系統(tǒng)和推進系統(tǒng)組成，并安裝在盾體前端。刀盤系統(tǒng)由刀具、刀軸、刀架和支撐結構組成。刀具根據(jù)地質(zhì)條件選擇，可分為硬巖刀具、軟巖刀具和混合巖刀具等。刀具的種類和數(shù)量影響掘進效率和掘進成本。刀盤系統(tǒng)刀盤是TBM的核心部件，負責開挖隧道。刀盤由刀具、刀盤體、主軸、液壓系統(tǒng)等組成。刀具類型包括硬巖刀具、軟巖刀具和混合巖刀具。刀具的形狀和材質(zhì)取決于地質(zhì)條件，并決定了刀盤的切割性能。刀盤體是刀具安裝的支架，負責承受掘進壓力。主軸負責驅(qū)動刀盤旋轉，液壓系統(tǒng)負責控制刀具的進退和壓力。刀盤系統(tǒng)的設計和制造要求高精度和高可靠性，以確保掘進過程的安全高效進行。挖渣系統(tǒng)挖渣系統(tǒng)是TBM的核心組成部分之一，負責將刀盤切削下來的土石方運送到地面。挖渣系統(tǒng)主要包括以下幾個部分：鏟運機、破碎機、輸送機、料倉等。挖渣系統(tǒng)的工作原理是：鏟運機將刀盤切削下來的土石方運送到破碎機，破碎機將土石方破碎成小塊，然后由輸送機將碎石運送到地面，最后落入料倉。推進系統(tǒng)千斤頂系統(tǒng)千斤頂系統(tǒng)是TBM推進系統(tǒng)的核心，利用液壓千斤頂將掘進機向前推進。導軌系統(tǒng)導軌系統(tǒng)引導掘進機沿預定路線前進，確保隧道掘進的準確性和安全性?？刂葡到y(tǒng)控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)各子系統(tǒng)工作，實現(xiàn)推進過程的自動化控制。密封系統(tǒng)前端密封防止泥土、水、空氣進入隧道，確保隧道安全穩(wěn)定。后端密封防止泥土、水、空氣進入隧道，確保隧道安全穩(wěn)定。中間密封防止泥土、水、空氣進入隧道，確保隧道安全穩(wěn)定。導向系統(tǒng)導向系統(tǒng)是TBM的核心部件，確保隧道掘進方向和線路準確。它包括導向儀、控制系統(tǒng)、激光測距儀等。導向系統(tǒng)可以實時監(jiān)控隧道掘進方向，并根據(jù)預設路線進行調(diào)整。導向系統(tǒng)主要由傳感器、控制系統(tǒng)、執(zhí)行機構組成。傳感器采集隧道掘進方向數(shù)據(jù)，控制系統(tǒng)處理數(shù)據(jù)并發(fā)出指令，執(zhí)行機構根據(jù)指令調(diào)整掘進方向。地質(zhì)條件要求巖體完整性巖體應具有足夠的強度和穩(wěn)定性，以承受隧道開挖和襯砌的壓力。必須進行詳細的地質(zhì)勘察，以確定巖體的物理和機械性質(zhì)。地下水位地下水位應低于隧道埋深，以防止水流涌入隧道，造成安全隱患。必要時需要采取排水措施，降低地下水位。地質(zhì)構造隧道區(qū)域應避開斷層、褶皺等地質(zhì)構造，避免地質(zhì)構造對隧道穩(wěn)定性造成影響。巖層厚度巖層厚度應足夠，以保證隧道開挖的安全性。對于較薄的巖層，需要采取特殊的施工方法，確保隧道穩(wěn)定性。隧道斷面選擇地質(zhì)條件根據(jù)地質(zhì)條件選擇合適的斷面形狀。例如，在軟弱地層中，可以選擇矩形斷面，以減少開挖面積和地表沉降。施工工藝選擇便于TBM施工的斷面形狀，例如圓形或馬蹄形斷面，有利于TBM的推進和襯砌施工。功能需求根據(jù)隧道功能需求選擇合適的斷面尺寸，例如高速公路隧道需要更大的斷面尺寸以滿足車輛通行要求。經(jīng)濟因素綜合考慮開挖成本、襯砌成本等因素，選擇經(jīng)濟合理的斷面形狀和尺寸。隧道布置隧道軸線布置應與路線平面及高程設計相符，并考慮地質(zhì)條件、環(huán)境因素和施工條件等因素。隧道斷面形狀應根據(jù)交通量、車速、通風要求等因素確定，并盡量采用經(jīng)濟合理的方案。隧道通風設施應根據(jù)隧道長度、交通量和通風要求確定，并應滿足安全、環(huán)保要求。隧道照明系統(tǒng)應滿足安全、節(jié)能要求，并應根據(jù)隧道長度、交通量和照明要求確定。施工前準備工作1選址勘探首先需要對隧道進行勘探，確定最佳位置和可行性。確定地形地貌評估地質(zhì)條件勘察水文情況2設備準備根據(jù)隧道規(guī)模和地質(zhì)條件，準備相應的TBM掘進設備和輔助設備。采購或租賃TBM準備管片制造設備配備必要的運輸車輛3人員培訓對施工人員進行專業(yè)培訓，確保安全生產(chǎn)和操作規(guī)范。TBM操作培訓安全生產(chǎn)培訓緊急應變演練隧道開挖施工流程1準備工作檢查設備，清理施工面2開挖刀盤切削巖石，挖出土方3管片安裝拼裝管片，形成隧道襯砌4推進推進機頭，繼續(xù)開挖隧道隧道開挖是一個復雜的工程，涉及多個步驟。在開挖前需要做好充分的準備工作，包括檢查設備，清理施工面等。開挖時，刀盤切削巖石，挖出土方，然后進行管片安裝，形成隧道襯砌。最后，推進機頭繼續(xù)開挖隧道，完成整個施工流程。掘進參數(shù)控制掘進速度控制根據(jù)地質(zhì)條件、設備性能和施工進度制定合理的掘進速度計劃，并根據(jù)實際情況進行調(diào)整。利用傳感器監(jiān)測刀盤磨損情況，及時更換刀具，確保掘進效率和安全。掘進姿態(tài)控制采用激光導向系統(tǒng)、GPS定位系統(tǒng)等技術，實時監(jiān)測掘進機姿態(tài)，確保隧道軸線和斷面尺寸準確。定期進行測量放樣，校正掘進方向，防止隧道出現(xiàn)偏差。隧道襯砌安裝準備工作首先，需要對管片進行檢查，確保其質(zhì)量合格。然后，將管片運送到隧道內(nèi)，并進行定位、安裝。管片拼裝按照設計圖紙，將管片進行拼裝，并使用螺栓、環(huán)形鋼筋等連接件將管片連接起來。灌漿管片拼裝完成后，需要對管片之間的縫隙進行灌漿，以確保襯砌結構的整體性和穩(wěn)定性。驗收最后，對襯砌結構進行驗收，確保其符合設計要求和施工規(guī)范。隧道測量放樣隧道測量放樣是TBM施工的重要環(huán)節(jié)，準確的測量放樣是確保隧道順利施工的關鍵。1基準點測設確定隧道坐標和高程。2控制網(wǎng)布設建立控制網(wǎng)，控制隧道軸線。3管片安裝放樣確定管片位置和方向。4施工過程測量監(jiān)測隧道開挖和襯砌。管片制造與運輸管片制造管片在工廠預制，采用高強度混凝土，嚴格控制質(zhì)量，確保強度和耐久性。運輸運輸車輛需確保安全可靠，并做好防雨、防塵、防震措施?，F(xiàn)場儲存管片到達現(xiàn)場后，需妥善堆放，避免雨淋，并做好防盜措施。管片安裝方法1拼裝將預制管片拼裝成環(huán)形結構，保證管片間隙符合設計要求2調(diào)整使用千斤頂?shù)仍O備對管片進行調(diào)整，確保管片位置準確3連接使用高強度螺栓將管片連接在一起，并進行密封處理4注漿對管片與襯砌之間的空隙進行注漿，提高結構穩(wěn)定性5驗收對管片安裝質(zhì)量進行驗收，確保符合設計和規(guī)范要求管片安裝完成后，還需要進行二次注漿，以確保襯砌結構的長期穩(wěn)定性。尾部封堵系統(tǒng)11.確保安全在TBM完成掘進后，需要對隧道尾部進行封堵，防止地下水滲透和塌方。22.密封性能尾部封堵系統(tǒng)必須具有良好的密封性能，防止地下水滲透和空氣流通。33.結構穩(wěn)定封堵系統(tǒng)結構要牢固穩(wěn)定，能夠承受隧道內(nèi)外的壓力變化。44.施工便捷封堵系統(tǒng)要易于安裝和拆卸，便于施工人員操作。排渣系統(tǒng)運輸方式通常采用皮帶輸送機、螺旋輸送機或卡車運輸渣土，根據(jù)隧道長度、地質(zhì)條件和環(huán)境要求選擇最佳方案。渣土處理渣土應及時清理，避免堆積，并進行分類處理，可用于回填或外運。排渣效率排渣效率直接影響掘進速度，應盡量提高排渣效率，減少停機時間。通風與供電系統(tǒng)通風系統(tǒng)保證隧道內(nèi)空氣流通，清除有害氣體和粉塵，確保作業(yè)人員安全。供電系統(tǒng)為TBM及其他設備提供穩(wěn)定可靠的電力供應，滿足施工需要。安全設計通風和供電系統(tǒng)需符合相關安全標準，并定期檢查維護，確保安全運行。安全技術要求安全風險識別TBM施工存在多種安全風險，如地質(zhì)災害、機械故障、人員操作不當?shù)?。施工前應進行風險評估，制定相應的安全措施，確保施工安全。安全管理制度建立健全安全管理制度，包括安全責任制、安全操作規(guī)程、安全檢查制度等。加強安全教育培訓，提高員工安全意識和技能水平。施工質(zhì)量控制11.嚴格控制掘進參數(shù)確保隧道開挖尺寸、形狀、標高等符合設計要求。22.管片安裝質(zhì)量控制管片安裝要準確、平整、密實，保證隧道襯砌的質(zhì)量。33.嚴格控制施工工藝規(guī)范施工流程，確保施工過程的安全性和質(zhì)量。44.定期進行質(zhì)量檢測通過測量、試驗等手段，及時發(fā)現(xiàn)并解決質(zhì)量問題。預防突水、涌砂措施水文地質(zhì)勘察施工前進行詳細的水文地質(zhì)勘察，了解地下水位、水壓、含水層等信息。注漿封堵對可能發(fā)生突水、涌砂的區(qū)域進行注漿封堵，降低地下水壓力，防止水、砂涌入隧道。防水措施采用防水材料和施工工藝，確保隧道襯砌的防水性能，防止地下水滲漏。安全預案制定突水、涌砂應急預案，配備相應的救援設備，確保安全生產(chǎn)。機電設備維護1定期檢查定期檢查設備的運行狀況，及時發(fā)現(xiàn)和解決問題，確保設備的正常運行。2清潔保養(yǎng)定期清潔設備，清除污垢和灰塵，延長設備的使用壽命。3潤滑維護定期給設備添加潤滑油，減少摩擦，降低磨損，保證設備的正常運轉。4更換零件及時更換磨損或損壞的零件，避免設備故障，確保施工安全。環(huán)境保護措施廢水處理TBM施工會產(chǎn)生一些廢水，如冷卻水、沖洗水等。應及時收集廢水，并進行處理，確保達標排放?？梢圆捎贸恋沓亍⑦^濾池等工藝進行處理，也可以將廢水回用，減少水資源浪費。廢渣處理TBM施工會產(chǎn)生大量的廢渣，如泥土、巖石等。應及時清運廢渣，并進行分類處理，避免污染環(huán)境。可以將廢渣用于回填、路基等工程，也可以進行資源化利用，變廢為寶。工程案例分析TBM施工方法已成功應用于各種工程項目。例如，在城市地鐵、高速公路隧道和水利工程中，TBM