一建盾构.ppt

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轨道交通第三版教材中虽然讲轨道交通的内容最多，但是这里历来都不会列入命题人的法眼，虽然在2013年考核了隧道开挖断面形式选择，在2012年考核了盾构塑流化改良，但是真正的隧道知识和盾构的知识都只有一个小问，鉴于本章节的内容过于专业，所以本次授课只是将有可能出现案例的内容介绍。

下面就对盾构和浅埋暗挖单独介绍一下盾构盾构其实可以看成是升级版的顶管，原理也是通过前方掌子面挖土后再利用后方推进，盾构机相当于顶管的工具管，所不同的是顶管（顶管类型）的管道是随着工作面一直向前移动，而盾构是后方施工完毕的管片不再发生移动。

所以盾构不会因为施工段的长度增加而发生顶力增大的问题。

盾构与顶管的区别盾构的主要施工工艺流程施工准备始发井和接收井盾构机基座轨道安装洞口加固盾构机进场吊装组装进洞正常掘进管片安装纠偏调整出洞盾构机拆卸吊出盾构施工准备除了常规的人机料法环的环节以外，由于盾构施工的特殊性，需要了解盾构施工现场的布置。

盾构施工的现场平面布置：

包括盾构工作竖井、竖井防雨棚及防淹墙、垂直运输设备、管片堆场、管片防水处理场、拌浆站、料具间及机修间、两回路的变配电间等设施以及进出通道等。

（教材126页）盾构施工现场平面布置盾构施工现场平面布置（除了市政公共的布置以为还要有什么）1、管片要进去2、泥浆要出来、土要出来3、电路要双向4、要有运输设备5、需要防雨6、进出要有路始发井和接收井1、利用车站位置2、竖井施工相关知识见基坑相关知识基坑相关知识始发井盾构导轨和基座洞口加固洞口加固方法注浆法、高压喷射搅拌法和冻结法，还有管棚法。

盾构机运、吊、安、调、拆盾构机体积庞大，所以安拆运输和调试的各个环节非常重要，如果说案例中非要对这个知识点作为背景命题，那么盾构机的运、吊、安、调、拆几个环节出题的可能性就很大。

类似的题目以前在顶管当中出现过，也是顶管坑吊装的知识点，此部分知识在教材395页盾构机运至施工现场可能考点：

交通协调，临时道路加固、场地等盾构机吊装吊装可能涉及考点：

专项方案；吊装设备和构件本身强度、刚度、稳定性验算；仔细检查（不安全因素）指挥作业有专人、措施和应急预案。

（公共考点）盾构机组装盾构机调试盾构机的拆除注意盾构机的拆除同样可以考核吊装和安全的综合知识盾构机进洞准备进洞（进洞出洞叫法不同）负管片盾构机初始掘进盾构机的初始掘进大家可以理解成：

道路施工或者管线回填的试验段。

初始掘进的主要任务初始掘进的主要任务：

收集盾构掘进数据（推力、刀盘扭矩等）及地层变形量测量数据，判断土压（泥水压）、注浆量、注浆压力等设定值是否适当，并通过测量盾构与衬砌的位置，及早把握盾构掘进方向控制特性，为正常掘进控制提供依据。

因此，初始掘进阶段是盾构法隧道施工的重要阶段。

（注意案例补充）盾构开挖控制测量控制测量控制盾构姿态和位置：

姿态就是不是扎头或昂头或者向左和向右盾构测量项目包括：

盾构的位置、倾角、偏转角、转角及盾构千斤顶行程、盾尾间隙和衬砌位置等。

盾构机调整的原则：

少纠勤纠（纠偏的万能答案，通用）盾构机如何控制方向1、千斤顶控制2、刀盘挖土（偏差大的时候用仿形刀超挖），配合楔形管片盾构近接施工盾构近接施工会引发地层变形，对既有结构物会造成不同程度的有害影响；因此有必要采取系统性措施控制地层变形以保护既有结构物。

首先，应详细调查工程条件、地质条件、环境条件（即既有结构物现况与安全要求），在调查的基础上进行分析与预测，制定防护措施；其次，制定专项施工方案；最后，施工过程中通过监控量测反馈指导施工而确保既有结构物安全。

其实就是基坑开挖既有管线保护盾构近接施工对既有结构物的保护措施1、对隧道周围土体加固：

注浆，高压喷射搅拌。

2、既有构筑物基础底层加固：

注浆，高压喷射搅拌。

3、隔断法：

高压旋喷桩、钢管桩、柱桩、连续墙。

盾构施工与地层变形控制盾构土体沉降隆起示意图盾构施工与地层变形控制阶段段产生生变形的原因形的原因控制控制变形的措施形的措施第一阶段：

盾构到达该断面之前（前期沉降）地下水位降低产生固结沉降关键是保持地下水压。

保持地下水压措施：

1）合理设定土压控制值并在掘进过程中保持稳定；2）保持开挖面土压稳定的前提条件：

土压式盾构泥土的塑流化改良，根据土质选择合宜的改改良良材材料料与与注注入入参参数数；泥水压盾构泥浆性能，根据土质选择适宜的泥泥浆材料和配合比材料和配合比。

第二阶段：

开挖面前沉降土土压或或泥泥水水压不不足足或或过大大，引起开挖面前方土体弹塑性变形引起地层沉降或隆起。

1.合理设定土压控制值并在掘进过程中保持稳定；2）保持开挖面土压稳定的前提条件：

土压式盾构泥土的塑流化改良，根据土质选择合宜的改良材料与注入参数；泥水压盾构泥浆性能，根据土质选择适宜的泥浆材料和配合比。

盾构施工与地层变形控制第第三三阶段：

段：

通通过时沉降沉降由由于于超超挖挖、纠偏偏、盾盾构构外外周周与与土土体体的的摩摩擦擦等等原原因因引引起起地地层沉沉降降或或隆起隆起1）纠偏偏避避免免不不必必要要的的纠偏偏，应“勤勤纠、少、少纠、适度、适度”的原的原则。

2）应采取采取注注浆减阻措施。

减阻措施。

第四阶段：

尾部空隙沉降衬砌背后注浆不及时产生地层应力释放，土体弹塑性变形引起沉降；衬砌背后注浆压力过大，则附加土压引起土体隆起。

1）采取同步注浆方式，及时填充尾部空隙；2）加强注浆量与注浆压力控制；3）及时进行二次注浆。

第五阶段：

后续沉降盾构产生土体扰动、松弛。

在软弱黏性土地层中表现最为明显，而在砂性土或密实的硬黏性土中基本不发生。

1）尽可能减小对地层的扰动；2）可采取向特定部位地层内注浆。

盾构管片盾构管片是整个盾构工程完成以后的主要受力和防水结构，所以盾构的管片从准备、生产加工、成品养护、储存运输、安装都是整个隧道的质量控制重点。

管片制作质量控制（教材348页351页）

（一）前期准备质量控制1、人

（1）法人（生产厂家）有相应资质、质量管理体系完善。

（2）有写方案的和审批方案的（技术管理人员）（3）操作工人：

持证、培训、考试合格2、机械设备：

（1）模具符合精度管片制作质量控制（教材348页351页）

（2）混凝土搅拌、运输、振捣、养护等设备检验符合要求，各种计量器具、设备检定必须在有效期内。

3、材料：

材料具备质量证明文件，并经复验合格，符合相应规范和设计要求。

（二）制作过程质量控制1、模具（模板）试拼；模具刷脱模剂；周转100次必须检验，不能超差2、钢筋，加工安装注意不能超差，隐蔽前检验管片制作质量控制（教材348页351页）3、混凝土

（1）应连续浇筑，浇筑时不得扰动预埋件；

（2）根据生产条件选择适当的振捣方式，振捣应密实，不得漏振或过振；（3）浇筑成型后，初凝前再次进行压面；（4）浇筑混凝土时留置的试件符合混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204的规定。

（混凝土浇筑的万能答案）管片制作质量控制（教材348页351页）4.混凝土养护

（1）混凝土浇筑成型后至开模前，应覆盖保湿，可采用蒸汽养护或自然养护；

（2）采用蒸汽养护时，应经试验确定养护制度，并监测温度变化做好记录；（3）管片出模后宜进行养护。

（混凝土构件很多都要养护）管片模板钢筋蒸养（混凝土构筑物厂家加工同此）管片质量控制（综合教材350页）1、各项指标符合设计要求（结构性能、强度抗渗等级、抗拉拔试验）2、外观合格（露筋、孔洞、疏松、夹渣、有害裂缝、缺棱掉角、飞边等、麻面缺陷。

（混凝土构件通病，万能答案）3、几个数值：

麻面面积不大于管片面积的5%；15环取一块检验；200环进行水平拼装检验1次。

管片拼装实验管片贮存与运输

（1）贮存场地必须坚实平整。

（2）可采用内弧面向上或单片侧立的方式码放，每层管片之间正确设置垫木，码放高度应经计算确定。

（3）管片运输应采取适当的防护措施。

管片的安装起始井管片千斤顶推进管片安装拼装成环方式盾构推进结束后，迅速拼装管片成环。

除特殊场合外，大都采取错缝拼装。

在纠偏或急曲线施工的情况下，有时采用通缝拼装。

管片拼装拼装顺序一般从下部的标准（A型）管片开始，依次左右两侧交替安装标准管片，然后拼装邻接（B型）管片，最后安装楔形（K型）管片紧固连接螺栓先紧固环向（管片之间）连接螺栓，后紧固轴向（环与环之间）连接螺栓。

采用扭矩扳手紧固，紧固力取决于螺栓的直径与强度。

管片安装（注浆）一一、对注浆材料的性能有如下要求：

对注浆材料的性能有如下要求：

1.流动性好；流动性好；2.注入时不离析；注入时不离析；3.具有均匀的高于地层土压的早期强度；具有均匀的高于地层土压的早期强度；4.良好的充填性；良好的充填性；5.注入后体积收缩小；注入后体积收缩小；6.阻水性高；阻水性高；7.适当的黏性，以防止从盾尾密封漏浆或向开挖适当的黏性，以防止从盾尾密封漏浆或向开挖面回流；面回流；8.不污染环境。

不污染环境。

（有可能选择或补充）有可能选择或补充）管片安装（注浆）二、一次注浆二、一次注浆分为同步注浆、即时注浆和后方注浆三种方式分为同步注浆、即时注浆和后方注浆三种方式1.同步注浆是在空隙出现的同时进行注浆、填充空隙的方式2.即时注浆一环掘进结束后从管片注浆孔注入的方式。

3.后方注浆掘进数环后从管片注浆孔注入的方式。

管片安装（注浆）三、二次注浆三、二次注浆二次注浆是以弥补一次注浆缺陷为目的进行的二次注浆是以弥补一次注浆缺陷为目的进行的注浆。

具体作用如下注浆。

具体作用如下：

1.补足一次注浆未充填的部分；2.补充由浆体收缩引起的体积减小；3.以防止周围地层松弛范围扩大为目的的补充。

以上述1、2为目的的二次注浆，多采用与一次注浆相同的浆液；若以3为目的，多采用化学浆液。

注浆注浆负环管片拆除盾构刀具盾构机换刀隧道的线形控制五、隧道的线形控制线形控制的主要任务是通过控制盾构姿态，使构建的衬砌结构几何中心线线形顺滑，且位于偏离设计中心线的容许误差范围内。

（一）掘进控制测量随着盾构掘进，对盾构及衬砌的位置进行测量，以把握偏离设计中心线的程度。

测量项目包括：

盾构的位置、倾角、偏转角、转角及盾构千斤顶行程、盾尾间隙和衬砌位置等。

基于上述测量结果，作图画出盾构及村砌与设计中心线的位置关系，直接预测下一环盾构掘进偏差十分重要。

隧道的线形控制

（二）方向控制掘进过程中，主要对盾构倾斜及其位置，以及拼装管片的位置进行控制。

盾构方向（偏转角和倾角）修正依靠调整盾构千斤顶使用数量进行。

若遇硬地层或曲线掘进，要进行大的方向修正场合，须采用仿形刀向调整方向超挖。

此时，盾尾间隙减小，管片拼装困难，为确保盾尾间隙，必须进行方向修正。

盾尾间隙大大减小的情况下，要拼装楔形环管片，以确保盾尾间隙。

盾构转角的修正，可采取刀盘向盾构偏转同一方向旋转方法，利用所产生的回转反力进行修正。