复合地层盾构施工技术交流(2013.3)优质PPT.ppt

1、可分为软土盾构机、硬岩盾构机和混合盾构机三类。类。1、软土盾构机：、软土盾构机：主要指上海、南京、天津等纯软土地层主要指上海、南京、天津等纯软土地层 中使用的典型的软土盾构机。中使用的典型的软土盾构机。2、硬岩盾构机：、硬岩盾构机：适用于硬岩且围岩岩层较致密完整的一适用于硬岩且围岩岩层较致密完整的一 类盾构机。类盾构机。3、混合盾构机：、混合盾构机：即同时具有两种或两种以上的即同时具有两种或两种以上的”型型“或或“模模 式式”功能的盾构机。功能的盾构机。1 1 盾构机简介盾构机简介盾构机简介盾构机简介 盾构机的盾构机的盾构机的盾构机的“型型型型”和和和和“模式模式模式模式”的概念的概念的概念的

2、概念二、盾构机的二、盾构机的“模式模式”盾构机的盾构机的“模式模式”是：是：在一定的在一定的“型型”的基础上，根据的基础上，根据特定的施工环境，盾构机采用的最有效的特定的施工环境，盾构机采用的最有效的“出渣进料出渣进料”方式方式或最优开挖和出土功能的方式。因此，或最优开挖和出土功能的方式。因此，“模式模式”是盾构机的是盾构机的一种操作方式，主要包括如下几种：一种操作方式，主要包括如下几种：1、开胸式：、开胸式：2、半开胸式：、半开胸式：又称半闭胸式或欠土压平横式，这种模式下又称半闭胸式或欠土压平横式，这种模式下 刀盘的破岩（土）效率比较高，推进速度快。刀盘的破岩（土）效率比较高，推进速度快。3

3、、闭胸式：、闭胸式：是真正意义上的土压平衡式掘进。4、气压式：、气压式：是指在加气压状态下的施工模式，适用于土是指在加气压状态下的施工模式，适用于土 压平衡式或泥水加压式盾构机。压平衡式或泥水加压式盾构机。1 1 盾构机简介盾构机简介盾构机简介盾构机简介 盾构机的选型盾构机的选型盾构机的选型盾构机的选型盾构机选型的原则盾构机选型的原则 目前城市地铁中可选择的混合盾构机机型主要就是目前城市地铁中可选择的混合盾构机机型主要就是“土土压平衡盾构机压平衡盾构机”和和“泥水加压式盾构机泥水加压式盾构机”。1、根据地层的渗透系数进行选择、根据地层的渗透系数进行选择 通常，渗透系数大于通常，渗透系数大于 m

4、/s时，选用泥水加压盾构；时，选用泥水加压盾构；渗透系数小于渗透系数小于 m/s 时，选用土压平衡盾构。时，选用土压平衡盾构。2、根据岩土颗粒行选择、根据岩土颗粒行选择 大体上，当岩土中的粉粒和粘粒的总量达到大体上，当岩土中的粉粒和粘粒的总量达到40%以上时，以上时，通常会选用土压平衡盾构机，相反选用泥水加压式盾构机。通常会选用土压平衡盾构机，相反选用泥水加压式盾构机。粉粒的绝对大小通常以粉粒的绝对大小通常以0.075mm为界。为界。2 2 土压平衡盾构法施工简介土压平衡盾构法施工简介土压平衡盾构法施工简介土压平衡盾构法施工简介 长期从事盾构施工技术研究的专家和学者通过总结和创长期从事盾构施工

5、技术研究的专家和学者通过总结和创新，提出了盾构工程技术的决策理念，即：新，提出了盾构工程技术的决策理念，即：盾构工程技术的决策理念：（1）地质是）地质是“基础基础”；（2）盾构机是）盾构机是“关键关键”；（3）人（主要指技术和施工管理）是）人（主要指技术和施工管理）是“根本根本”。2 2 土压平衡盾构法施工简介土压平衡盾构法施工简介土压平衡盾构法施工简介土压平衡盾构法施工简介 传说是从小虫子在木头中钻进而受到启发：传说是从小虫子在木头中钻进而受到启发：盾构法施工思想的萌芽：盾构机在土体中掘进纵剖面示意图：开挖开挖衬砌衬砌出土出土运输运输2 2 土压平衡盾构法施工简介土压平衡盾构法施工简介土压平

6、衡盾构法施工简介土压平衡盾构法施工简介土压平衡示意图土压平衡示意图2 2 土压平衡盾构法施工简介土压平衡盾构法施工简介土压平衡盾构法施工简介土压平衡盾构法施工简介掘进方向2 2 土压平衡盾构法施工简介土压平衡盾构法施工简介土压平衡盾构法施工简介土压平衡盾构法施工简介盾构法施工动画示意图：盾构法施工动画示意图：2 2 土压平衡盾构法施工简介土压平衡盾构法施工简介土压平衡盾构法施工简介土压平衡盾构法施工简介土压平衡盾构法施工的分类：土压平衡盾构法施工的分类：土压式盾构机又可分为“纯土压平衡式纯土压平衡式”与“加泥型土压加泥型土压平衡式平衡式”。纯土压平衡式盾构机单纯依靠开挖下来的碴土压力稳定开挖面

7、。这种盾构机较适用于开挖含砂量小的塑性流动性软粘土。加泥型土压平衡盾构机装备有注入添加材料促进开挖土砂塑性流动的机构。对于含砂量、含水量较大的土层，盾构机的加泥装置可以根据土质，选用polymer、膨润土、CMC、高吸水树脂、发泡剂等添加材料，将其注入开挖面和泥土仓。通过搅拌机构将添加材料与开挖下来的碴土强力搅拌，将开挖碴土变成具有可塑性、流动性、防渗性的泥土，这种泥土充满土仓和螺旋输送机内。2 2 土压平衡盾构法施工简介土压平衡盾构法施工简介土压平衡盾构法施工简介土压平衡盾构法施工简介土压平衡的实现和主要的施工参数：土压平衡的实现和主要的施工参数：土压式盾构机推进过程中依靠开挖面切削面板的临

8、时挡土效果、充满于密封仓内的土压，和螺旋输送器的综合作用，保持开挖面的稳定。正面土体稳定包含着推力、推进速度和出土量三者的相互关系。盾构施工中涉及的主要参数有：（1）刀盘和土仓压力；（2）排土量（3）盾构机的推进速度；（4）刀盘扭矩；（5）刀盘的旋转速度；（6）螺旋输送机的转速；（7）盾构机姿态（旋转角、倾角）；（8）注浆压力；（9）注浆量；（10）千斤顶的总推力；（11）管片拼装偏差。工程技术和管理人员应熟悉盾构施工参数：2 2 土压平衡盾构法施工简介土压平衡盾构法施工简介土压平衡盾构法施工简介土压平衡盾构法施工简介盾构掘进和出土的示意图：盾构掘进和出土的示意图：土压平衡式工作原理2 2 土

9、压平衡盾构法施工简介土压平衡盾构法施工简介土压平衡盾构法施工简介土压平衡盾构法施工简介土压平衡式工作原理2 2 土压平衡盾构法施工简介土压平衡盾构法施工简介土压平衡盾构法施工简介土压平衡盾构法施工简介土压平衡式工作原理2 2 土压平衡盾构法施工简介土压平衡盾构法施工简介土压平衡盾构法施工简介土压平衡盾构法施工简介地表沉降土压平衡式工作原理2 2 土压平衡盾构法施工简介土压平衡盾构法施工简介土压平衡盾构法施工简介土压平衡盾构法施工简介地表隆起2 2 土压平衡盾构法施工简介土压平衡盾构法施工简介土压平衡盾构法施工简介土压平衡盾构法施工简介 盾构掘进由始发工作井到隧道贯通、盾构进入到达接收井，一般经

10、过始发、初始掘进、转换、正常掘进、到达掘进共5个阶段。盾构掘进的阶段划分和控制要素：盾构掘进控制的目的就是确保开挖面稳定的同时，构筑隧道结构、维持隧道线形、及早填充盾构空隙。因此，盾构掘进控制的“四要素”就是：开挖控制；一次衬砌；线形控制；注浆。2 2 土压平衡盾构法施工简介土压平衡盾构法施工简介土压平衡盾构法施工简介土压平衡盾构法施工简介土压平衡盾构掘进和一次衬砌的动画演示：2 2 土压平衡盾构法施工简介土压平衡盾构法施工简介土压平衡盾构法施工简介土压平衡盾构法施工简介盾构掘进与螺旋输送器排土的动画演示：2 2 土压平衡盾构法施工简介土压平衡盾构法施工简介土压平衡盾构法施工简介土压平衡盾构法

11、施工简介盾构掘进中同步注浆的动画演示：3 复合地层土压平衡盾构复合地层土压平衡盾构施工技术施工技术3.1 复合地层概念复合地层概念3.2 复合地层施工特点复合地层施工特点3.3 穿越硬岩地层穿越硬岩地层3.4 穿越上软下硬地层穿越上软下硬地层 3.5 穿越孤石群穿越孤石群 3.6 穿越江河或水塘等富水地层穿越江河或水塘等富水地层3.7 穿越断裂带穿越断裂带 3.8 穿越房屋或桩基础穿越房屋或桩基础 3.9 螺旋输送器的喷涌及防治措施螺旋输送器的喷涌及防治措施3.10 泥饼的成因及防治措施泥饼的成因及防治措施目目 录录 3 复合地层土压平衡盾构复合地层土压平衡盾构施工技术施工技术 3.1 复合地

12、层概念复合地层概念 复合地层的组合方式是非常复杂多样的，但总的来说可分复合地层的组合方式是非常复杂多样的，但总的来说可分为三大类：为三大类：（1）一类是在断面垂直方向上不同地层的组合；）一类是在断面垂直方向上不同地层的组合；（2）一类是在水平方向上地层的不同组合；一类是在水平方向上地层的不同组合；（3）另一类是上述两者兼而有之。）另一类是上述两者兼而有之。将开挖断面范围内和开挖延伸方向上，由两种或两种以将开挖断面范围内和开挖延伸方向上，由两种或两种以上不同地层组成，且这些地层的岩土力学、工程地质和水文上不同地层组成，且这些地层的岩土力学、工程地质和水文地质等特征相差悬殊的地层组合，定义为复合地层。地质等特征相差悬殊的地层组合，定义为复合地层。3 复合地层土压平衡盾构复合地层土压平衡盾构施工技术施工技术 3.1 复合地层概念复合地层概念 （1）复合地层在垂直方向上的变化。最典型的垂直方向上）复合地层在垂直方向上的变化。最典型的垂直方向上的复合地层就是所