城市地铁盾构法施工原理.ppt

城市地铁盾构法施工原理.ppt

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地铁盾构隧道施工,目录,第一部分盾构机简介,第二部分土压平衡盾构施工工艺简介,第三部分盾构隧道施工,第四部分盾构施工的监理工作,第一部分盾构机简介,一、盾构法的由来二、盾构机的构造三、盾构机的分类,一、盾构法的由来,盾构法于19世纪初起源于欧洲，20世纪初日本引进盾构施工技术，并使其得以较大发展。

上世纪60年代该技术引入中国。

近年来随着城市建设的发展，地下空间得到广泛的开发利用，盾构设备的自动化程度越来越高，其适用性得以拓展，能够适用于多种地层条件和复杂环境条件。

已在城市地铁、市政管道、公路、越江隧道等基础设施建设中得到广泛应用。

二、盾构机的构造,盾构机是一种在钢壳体的保护下，进行地下工程掌子面的开挖及衬砌连续作业的施工机械，并依靠钢壳体内千斤顶的推力向前推进。

主要由前部盾体、连接桥架、后配套台车三大部分组成。

前部盾体由切削系统、推进系统、渣土输送系统、管片拼装系统、壁后注浆等系统组成；后配套台车主要为前部盾体内各系统配置动力源以及水、电、气、浆液、测量与监测等辅助施工系统和人工操作系统；连接桥架是前部盾体和后配套台车的连接桥梁，各系统的动力通过桥架上的管线路从后配套台车提供给前部盾体内的执行元件。

前部盾体,切削系统、推进系统、渣土输送系统、管片拼装系统、壁后注浆系统,后配套台车,主要配置盾构机各系统的动力源以及水、电、气、浆液、测量与监测等辅助施工系统和人工操作等系统,三、盾构机的分类,敞开式,土压平衡式,泥水式,泥土加压式,复合式,岩石盾构,不同型式的盾构机,适应不同工程的需要,圆形盾构,双圆盾构,不同型式的盾构机,适应不同工程的需要,矩形盾构,椭圆形盾构,不同型式的盾构机,适应不同工程的需要,转向盾构,不同型式的盾构机,适应不同工程的需要,球形盾构,不同型式的盾构机,适应不同工程的需要,多联盾构,不同型式的盾构机,适应不同工程的需要,异型盾构,第二部分土压平衡盾构施工工艺简介,一、土压平衡盾构机及配套设施二、土压平衡盾构施工工艺,盾构配套设施,浆液站,与盾构机组成完备的施工系统,地面监控室,水平运输系统电机车,垂直运输系统龙门吊,盾构配套设施,与盾构机组成完备的施工系统,管片生产厂,出碴场,现场管片堆放场,通风、水、电系统,二、土压平衡盾构施工工艺,盾构施工工艺流程图（一个循环）,盾构施工演示,盾构掘进,盾构施工演示,管片拼装,盾构施工演示,壁后同步注浆,一、标段盾构区间工程概况二、盾构机的主要技术性能参数三、施工现场平面布置四、盾构机组装及初始掘进五、盾构机正常段掘进六、盾构机接收、过站及解体七、盾构区间隧道结构简介,第三部分盾构隧道施工,1、工程概况（盾构区间总平面图略2、盾构区间介绍（左右线里程略）,一、标段盾构区间工程概况,初始掘进,

（1）洞口土体加固

（2）地面配套设施安装施工（3）洞门范围内的钻孔灌注桩凿除（4）始发台架安装（5）盾构始发轨道铺设（6）反力架安装（7）洞门橡胶密封圈安装（8）盾尾密封刷涂满密封油脂（9）盾构机的联动调试满足要求（10）临时管片准备就绪（11）碴土运输准备工作就绪（12）盾构机已准确定位（13）自动导向系统安装、测试完毕（14）初始掘进范围内的地面监测点已布设完毕并获得初始的数据（15）供电系统（含备用电源）、给排水系统、通信系统等正常（16）始发反力架和基准环已在始发井地面试拼装，在井下安装时要经过精确定位测量，确保第一环临时管片的准确位置,初期掘进前的准备工作,始发出土、下料,五、盾构机正常段掘进,盾构正常掘进作业周期,1、土压平衡的控制（开挖面力的平衡）2、进尺与出土量的平衡（即时控制）3、注浆量与结构孔隙量的平衡控制（注浆控制）4、盾构掘进参数变化量的平衡控制（掘进参数控制）5、盾构与管片两者各项姿态间的平衡,盾构施工控制中的五种平衡状态,施工参数和开挖面控制的好坏直接影响地表沉降大小、地下管线和地表建筑物的安全。

因此施工中应对开挖面的稳定进行严格控制。

为了保证盾构机顺畅排土，需对掘削下来的土砂加泥或加化学泡沫等添加剂以控制土仓内土砂的塑性、流动性处于适当的范围内，以保证盾构机能够顺畅排土。

选用适用的理论进行分析，在施工中分别设定了相应的掘进参数。

开挖面稳定控制土压力管理及地层处理技术,管理重点：

不同地层条件下进尺与出土量的平衡（即时控制），及时进行土质状态记录与分析，并及时调整每环总出土量，保证掘进过程中进尺与出土量的对应统一。

每推进一环的建筑空隙为：

=（D1-D2）L/4其中：

D1-6.26m（盾构机外径）；D2-6m（管片外径）；L-1.2m（管片宽度）=（D1-D2）L/4=3.0m（注浆量的理论值）每环注浆量一般为建筑空隙的120%-200%（规范130-180%）根据沈阳地质情况和经验，每环注浆量控制在160%即4.8m,即可满足地面沉降的要求。

过密集建筑群及小半径曲线，同步注浆量控制在5.0-5.5m为宜，为建筑空隙的160-180%（注浆损耗率10%计）,出碴控制,1、25T电机车,2、13.5立方渣车,3、5立方砂浆车,4、管片车,运输系统,严格按“确保注浆压力，兼顾注浆量”的双重保障原则，保证每环的注浆量约5方左右，且同时要满足注浆压力在0.25MPa以上，如两者不能同时满足，要及时上报值班人员并检查。

注浆控制,纠偏施工构成盾构施工的全过程,已建隧道,设计轴线,盾构机,纠偏曲线,盾构方位,纠偏曲线隧道,隧道轴线控制施工测量；自动导向系统；盾构掘进控制；管片拼装。

管理重点：

盾构姿态；管片环姿态；管片选型。

管片拼装质量控制,管片拼装施工图片,严格遵守机械、电气操作规程,确保拼装安全,管片运输,掘进期间的不利状态时的控制,盾构施工是在地下进行的施工，虽然在施工前已进行相应的地质勘探等调查，但对于施工时的指导针对性不强；施工中仍可能有遇到不良地层或不明地下建筑物的情况发生。

对于这种情况，应通过开工后的地质勘探及施工中的严格控制来保证施工的安全。

1、开工后地质勘探在开工后，可根据现场情况对沿线的地质情况进行补充勘探，增加对沿线地质情况的了解。

2、加强施工中的掘进控制施工中应密切注意土质变化，并随时对出土量与进尺的匹配情况、对注浆量及注浆压力进行统计、分析，以便及早的发现异常，并采取相应的措施。

在施工中实时进行施工数据采集，建立完善的信息化施工模式：

1、盾构机掘进参数的采集2、盾构机导向数据的采集3、施工监测系统4、人工控制测量数据,盾构施工类似工厂流水线作业，因此施工中要求各环节紧密衔接，任何一道工序发生滞后，都将直接影响施工工效，或导致施工停止。

因此应进行信息化施工管理，收集各阶段的施工参数，通过分析、归纳，在施工中不断对各种参数的设定进行优化，将会提高施工的质量、效率。

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