《盾構(gòu)始發(fā)技術(shù)》課件

盾構(gòu)始發(fā)技術(shù)盾構(gòu)始發(fā)技術(shù)是盾構(gòu)掘進(jìn)的重要環(huán)節(jié)，關(guān)系到整個(gè)工程的順利進(jìn)行。本課件將深入探討盾構(gòu)始發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)，包括始發(fā)準(zhǔn)備、始發(fā)工藝、質(zhì)量控制等方面。1.盾構(gòu)概述地下工程的關(guān)鍵盾構(gòu)機(jī)是現(xiàn)代城市地下工程建設(shè)中不可或缺的設(shè)備，其高效性和安全性在大型地下工程建設(shè)中發(fā)揮著重要作用。開(kāi)挖隧道的利器盾構(gòu)機(jī)利用旋轉(zhuǎn)刀盤(pán)切削巖土，并通過(guò)管片拼裝完成隧道開(kāi)挖，適用于各種地質(zhì)條件下的地下工程建設(shè)。1.1定義與特點(diǎn)定義盾構(gòu)是一種大型地下工程掘進(jìn)設(shè)備。主要用于隧道、地鐵、地下管廊等地下工程的開(kāi)挖。特點(diǎn)盾構(gòu)施工具有效率高、安全性好、環(huán)境影響小的優(yōu)勢(shì)。1.2盾構(gòu)主要組成部分刀盤(pán)刀盤(pán)是盾構(gòu)的關(guān)鍵部件，負(fù)責(zé)開(kāi)挖土方。它由刀具、刀盤(pán)體、驅(qū)動(dòng)裝置等組成。盾體盾體是盾構(gòu)的主體結(jié)構(gòu)，用于支撐刀盤(pán)、控制掘進(jìn)方向，并容納各種設(shè)備。管片拼裝系統(tǒng)管片拼裝系統(tǒng)是盾構(gòu)開(kāi)挖后的支護(hù)結(jié)構(gòu)，用于保證隧道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。推進(jìn)系統(tǒng)推進(jìn)系統(tǒng)是盾構(gòu)前進(jìn)的動(dòng)力來(lái)源，通過(guò)液壓或其他方式驅(qū)動(dòng)盾體向前推進(jìn)。1.3盾構(gòu)工作原理土壤切割盾構(gòu)刀盤(pán)旋轉(zhuǎn)，刀具切削土體，形成圓形隧道斷面。土壤支撐切削的土體被支撐系統(tǒng)支撐住，防止隧道坍塌。管片拼裝管片拼裝形成隧道內(nèi)襯，保護(hù)隧道結(jié)構(gòu)。推進(jìn)盾構(gòu)向前推進(jìn)，循環(huán)重復(fù)上述步驟，完成隧道開(kāi)挖。2.盾構(gòu)始發(fā)技術(shù)要點(diǎn)開(kāi)挖前準(zhǔn)備清除井口周圍障礙物，并進(jìn)行必要的加固措施。井口及線路設(shè)置根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，準(zhǔn)確設(shè)置井口位置和線路方向。導(dǎo)向鉆孔進(jìn)行導(dǎo)向鉆孔，確保盾構(gòu)始發(fā)方向和線路一致。管片組裝在井口處組裝第一環(huán)管片，并進(jìn)行密封處理。2.1開(kāi)挖前準(zhǔn)備11.地質(zhì)勘探收集地質(zhì)數(shù)據(jù)，了解地層性質(zhì)。22.施工方案確定開(kāi)挖方法、管片類型和施工流程。33.設(shè)備準(zhǔn)備準(zhǔn)備盾構(gòu)機(jī)、掘進(jìn)機(jī)、起重機(jī)、運(yùn)輸車輛等設(shè)備。44.材料準(zhǔn)備準(zhǔn)備鋼筋、混凝土、管片、防水材料等。開(kāi)挖前準(zhǔn)備工作至關(guān)重要，確保施工順利進(jìn)行，提高施工效率，降低安全風(fēng)險(xiǎn)。2.2井口及線路設(shè)置1井口位置選擇合適位置2線路走向與工程設(shè)計(jì)一致3坡度和彎道確保盾構(gòu)安全4排水系統(tǒng)及時(shí)排水5照明設(shè)施施工安全2.3導(dǎo)向鉆孔1鉆孔目的導(dǎo)向鉆孔是盾構(gòu)始發(fā)的重要步驟，用于確定盾構(gòu)始發(fā)位置和方向，并為盾構(gòu)掘進(jìn)提供初始導(dǎo)向。2鉆孔方法導(dǎo)向鉆孔通常采用金剛石鉆頭，根據(jù)地質(zhì)條件選擇合適的鉆孔參數(shù)，如鉆孔深度、鉆孔角度等。3鉆孔精度導(dǎo)向鉆孔精度直接影響盾構(gòu)始發(fā)的準(zhǔn)確性和順利進(jìn)行，鉆孔誤差應(yīng)嚴(yán)格控制在允許范圍內(nèi)。2.4管片組裝管片類型選擇選擇合適的管片類型，例如鋼筋混凝土管片或鋼管片，根據(jù)具體工程的地質(zhì)條件和施工要求進(jìn)行選擇。管片預(yù)拼裝在工作井內(nèi)進(jìn)行預(yù)拼裝，確保管片尺寸和連接精度符合要求，減少現(xiàn)場(chǎng)組裝時(shí)間，提高施工效率。管片吊裝使用大型吊機(jī)將預(yù)拼裝好的管片吊入始發(fā)井，并準(zhǔn)確安裝在預(yù)定位置，確保管片對(duì)位準(zhǔn)確。管片連接使用高強(qiáng)螺栓或焊接等方式連接管片，確保管片連接牢固，密封性能良好，防止漏水和滲水。2.5尾吊架安裝1定位準(zhǔn)確定位尾吊架，確保安裝位置與設(shè)計(jì)圖紙一致2連接將尾吊架與盾構(gòu)機(jī)主體牢固連接，確保安全可靠3調(diào)整對(duì)尾吊架進(jìn)行調(diào)整，使其處于最佳工作狀態(tài)4檢查完成安裝后，要進(jìn)行嚴(yán)格的檢查，確保安全可靠尾吊架是盾構(gòu)始發(fā)的重要設(shè)備之一，其安裝質(zhì)量直接影響到盾構(gòu)始發(fā)的順利進(jìn)行。安裝尾吊架時(shí)，要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行操作，確保其定位準(zhǔn)確、連接牢固、調(diào)整到位，并進(jìn)行嚴(yán)格的檢查，確保其安全可靠3.盾構(gòu)主要啟動(dòng)方式11.水壓式始發(fā)利用水壓推動(dòng)盾構(gòu)向前，適用于軟弱地層。此方法簡(jiǎn)單易行，但對(duì)地質(zhì)條件要求較高。22.液壓式始發(fā)借助液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)盾構(gòu)前進(jìn)，適用于多種地層，并能提供較強(qiáng)的推動(dòng)力。33.導(dǎo)向鉆孔式始發(fā)先進(jìn)行導(dǎo)向鉆孔，然后將盾構(gòu)安裝在鉆孔中，適用于硬巖地層，可保證始發(fā)精度。3.1水壓式始發(fā)11.水壓缸水壓缸通過(guò)注入高壓水，推動(dòng)盾構(gòu)向前進(jìn)。水壓缸是始發(fā)的關(guān)鍵裝置，對(duì)盾構(gòu)始發(fā)的成功至關(guān)重要。22.水壓系統(tǒng)水壓系統(tǒng)包括水泵、水管、閥門(mén)等，負(fù)責(zé)向水壓缸提供高壓水源。水壓系統(tǒng)確保始發(fā)過(guò)程順利進(jìn)行，并提供足夠的推力。33.始發(fā)平臺(tái)始發(fā)平臺(tái)為盾構(gòu)始發(fā)提供堅(jiān)固的基礎(chǔ)，并確保盾構(gòu)在始發(fā)過(guò)程中穩(wěn)定可靠。3.2液壓式始發(fā)液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)使用液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)盾構(gòu)前進(jìn)，通過(guò)液壓缸和油泵控制盾構(gòu)的推力，確保始發(fā)過(guò)程的平穩(wěn)推進(jìn)。液壓泵控制液壓泵提供高壓油液，推動(dòng)液壓缸，實(shí)現(xiàn)盾構(gòu)始發(fā)。液壓泵的功率和性能對(duì)始發(fā)效率至關(guān)重要。液壓缸推動(dòng)液壓缸通過(guò)油壓驅(qū)動(dòng)，將液壓能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，推動(dòng)盾構(gòu)向前掘進(jìn)。3.3導(dǎo)向鉆孔式始發(fā)導(dǎo)向鉆孔在盾構(gòu)始發(fā)前，先進(jìn)行導(dǎo)向鉆孔，確保盾構(gòu)順利進(jìn)入工作狀態(tài)。線路設(shè)置導(dǎo)向鉆孔需要精確設(shè)置線路，確保盾構(gòu)進(jìn)入隧道后能夠準(zhǔn)確前進(jìn)。始發(fā)過(guò)程導(dǎo)向鉆孔完成后，盾構(gòu)即可沿著預(yù)設(shè)線路進(jìn)行始發(fā)。4.盾構(gòu)始發(fā)過(guò)程控制推力控制準(zhǔn)確控制盾構(gòu)始發(fā)推力，確保順利破土，避免地面沉降或盾構(gòu)卡死。掘進(jìn)速度控制合理控制掘進(jìn)速度，避免超速導(dǎo)致地質(zhì)破壞或設(shè)備損壞。導(dǎo)向精度控制精確控制盾構(gòu)掘進(jìn)方向，保證隧道線形符合設(shè)計(jì)要求，確保工程質(zhì)量。4.1推力控制推力控制意義盾構(gòu)始發(fā)過(guò)程中，推力控制至關(guān)重要。準(zhǔn)確的推力控制可以確保盾構(gòu)順利進(jìn)洞，并防止出現(xiàn)各種問(wèn)題，如管片錯(cuò)位或開(kāi)裂。推力控制技術(shù)常用的推力控制技術(shù)包括：液壓推力系統(tǒng)，液壓油缸控制推力，傳感器監(jiān)控實(shí)時(shí)推力數(shù)據(jù)。4.2掘進(jìn)速度控制速度控制盾構(gòu)掘進(jìn)速度直接影響項(xiàng)目工期，速度過(guò)快會(huì)影響掘進(jìn)安全，過(guò)慢則會(huì)增加施工成本。速度控制因素地質(zhì)條件、設(shè)備性能、施工人員技術(shù)水平、安全管理水平等因素都影響著掘進(jìn)速度。4.3導(dǎo)向精度控制導(dǎo)向系統(tǒng)盾構(gòu)始發(fā)導(dǎo)向系統(tǒng)由導(dǎo)向架、導(dǎo)向輪、導(dǎo)向儀等組成，確保盾構(gòu)在預(yù)定路線精確前進(jìn)。精度要求導(dǎo)向精度控制目標(biāo)是確保盾構(gòu)掘進(jìn)路線與設(shè)計(jì)線路偏差控制在允許范圍內(nèi)，確保工程質(zhì)量和安全。監(jiān)控手段采用實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)測(cè)盾構(gòu)掘進(jìn)姿態(tài)和位置，及時(shí)發(fā)現(xiàn)偏差并采取措施調(diào)整。糾偏措施根據(jù)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，通過(guò)調(diào)整導(dǎo)向架、導(dǎo)向輪或使用其他糾偏手段，將盾構(gòu)引導(dǎo)至設(shè)計(jì)路線。盾構(gòu)始發(fā)中的常見(jiàn)問(wèn)題地質(zhì)條件不利地質(zhì)條件復(fù)雜，如斷層、破碎帶、軟弱土層等，會(huì)對(duì)始發(fā)造成較大影響。管片連接質(zhì)量差管片連接不嚴(yán)密、密封性差，會(huì)導(dǎo)致始發(fā)過(guò)程中的漏水、漏漿，影響始發(fā)效率和安全。推力系統(tǒng)故障推力系統(tǒng)故障，例如油壓不足、液壓缸漏油等，會(huì)導(dǎo)致盾構(gòu)無(wú)法正常始發(fā)。導(dǎo)向控制失誤導(dǎo)向控制系統(tǒng)故障或操作失誤，會(huì)導(dǎo)致盾構(gòu)偏離設(shè)計(jì)線路，影響始發(fā)精度和安全。5.1地質(zhì)條件不利地質(zhì)條件影響地質(zhì)條件對(duì)盾構(gòu)始發(fā)過(guò)程的影響非常大，特別是軟弱破碎地層、富水層、斷層等。處理措施針對(duì)不良地質(zhì)條件，需要采取相應(yīng)的處理措施，例如降水、加固、支護(hù)等，確保盾構(gòu)安全啟動(dòng)。5.2管片連接質(zhì)量差11.密封性能下降管片連接處密封不良，會(huì)導(dǎo)致地下水滲漏，影響施工安全和工程質(zhì)量。22.結(jié)構(gòu)強(qiáng)度降低連接質(zhì)量差會(huì)導(dǎo)致管片整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度下降，影響盾構(gòu)掘進(jìn)和隧道穩(wěn)定性。33.造成地面沉降管片連接處不牢固，會(huì)導(dǎo)致地面沉降，影響城市交通和居民生活。5.3推力系統(tǒng)故障液壓系統(tǒng)故障液壓泵、電機(jī)或閥門(mén)故障導(dǎo)致推力不足，影響盾構(gòu)掘進(jìn)速度和安全。傳動(dòng)系統(tǒng)故障傳動(dòng)軸、齒輪或油封損壞，導(dǎo)致推力無(wú)法有效傳遞，影響掘進(jìn)效率。傳感器故障推力傳感器故障導(dǎo)致推力數(shù)據(jù)失準(zhǔn)，無(wú)法準(zhǔn)確控制掘進(jìn)過(guò)程，影響安全。5.4導(dǎo)向控制失誤11.偏差累積導(dǎo)向控制失誤會(huì)導(dǎo)致盾構(gòu)掘進(jìn)方向偏離設(shè)計(jì)路線，可能造成隧道斷面超挖或不足，影響施工安全和工程質(zhì)量。22.隧道變形盾構(gòu)偏離設(shè)計(jì)路線，會(huì)導(dǎo)致隧道軸線偏移，甚至造成隧道變形或坍塌，危及施工人員安全。33.工程延誤導(dǎo)向控制失誤可能導(dǎo)致盾構(gòu)停機(jī)返工，增加施工成本，延誤工程進(jìn)度。44.經(jīng)濟(jì)損失導(dǎo)向控制失誤會(huì)導(dǎo)致工程返工、材料浪費(fèi)，造成經(jīng)濟(jì)損失。始發(fā)質(zhì)量評(píng)估與驗(yàn)收嚴(yán)格驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)始發(fā)質(zhì)量關(guān)系到后續(xù)盾構(gòu)掘進(jìn)順利與安全，因此需要嚴(yán)格的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。質(zhì)量檢測(cè)評(píng)估驗(yàn)收過(guò)程中，需要進(jìn)行全面的質(zhì)量檢測(cè)，包括管片尺寸、接縫質(zhì)量、導(dǎo)向精度等。驗(yàn)收記錄存檔驗(yàn)收結(jié)果需要詳細(xì)記錄存檔，為后期維護(hù)和維修提供參考。6.1工程驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)對(duì)中偏差確保盾構(gòu)始發(fā)對(duì)中精度符合設(shè)計(jì)要求，誤差控制在合理范圍內(nèi)。管片質(zhì)量檢驗(yàn)管片拼裝質(zhì)量，確保結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。防水防滲檢查隧道防水防滲措施，確保防水性能良好，防止?jié)B漏。安全性能評(píng)估隧道安全性能，確保符合相關(guān)規(guī)范要求，保障施工安全。6.2質(zhì)量缺陷分析常見(jiàn)缺陷盾構(gòu)始發(fā)過(guò)程中的質(zhì)量缺陷主要包括：管片拼裝精度差、推力系統(tǒng)故障、導(dǎo)向系統(tǒng)偏差、地面沉降超標(biāo)等。分析方法通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)檢查、數(shù)據(jù)分析、模型模擬等方法對(duì)缺陷原因進(jìn)行分析，如：管片尺寸誤差、安裝工藝缺陷、設(shè)備性能下降、地質(zhì)條件變化等。6.3改進(jìn)措施建議11.嚴(yán)格控制管片質(zhì)量加強(qiáng)管片生產(chǎn)和安裝過(guò)程的質(zhì)量控制，確保管片尺寸精度和強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。22.優(yōu)化施