盾构施工方法1课件

盾构法施工技盾构法施工技术-路上路上 1精选课件盾盾 构构 施施 工工 技技 术2精选课件目目录 1.1关于地下建筑空关于地下建筑空间施工的几个概念施工的几个概念1.2TBM和盾构机的具体区和盾构机的具体区别2.1盾构法施工技盾构法施工技术2.2盾构机械盾构机械设备3盾构法隧道施工工盾构法隧道施工工艺 3精选课件 1.1 1.1关于地下建筑空关于地下建筑空间施工的几个概念施工的几个概念明挖法：明挖法：也称挖盖法也称挖盖法暗挖法：暗挖法：也称也称矿山法，山法，钻爆法等爆法等浅埋暗挖法：浅埋暗挖法：盾构法：盾构法：沉井法：沉井法：沉管法：沉管法：顶管法：管法：地下地下连续墙法：法：TBMTBM法：法：4精选课件(1)(1)明挖法地下明挖法地下结构施工示意构施工示意图挖建盖（填）5精选课件(2)(2)暗挖法地下暗挖法地下结构施工示意构施工示意图一般一般坚硬岩硬岩层中的隧道中的隧道均采用均采用该方法施工。方法施工。挖衬埋深一般大于10m6精选课件(3)(3)浅埋暗挖法地下浅埋暗挖法地下结构施工示意构施工示意图初衬二衬超前支护锚杆、管棚或灌浆埋深一般小于5m一般用于城市交通繁忙地一般用于城市交通繁忙地带，不允，不允许中断交通，且中断交通，且地地质条件又条件又较差的地段，武差的地段，武汉市的地下市的地下过街通道大街通道大多采用多采用该法施工。如武法施工。如武汉广广场、武、武汉会展中心、洪会展中心、洪山广山广场过街通道等街通道等7精选课件(4)(4)盾构法地下盾构法地下结构构(隧道隧道)施工示意施工示意图盾构法隧道施工适盾构法隧道施工适用于用于软土地区埋深土地区埋深大的隧道工程，可大的隧道工程，可穿越江河、湖泊、穿越江河、湖泊、海底、地面建筑物海底、地面建筑物和地下管和地下管线密集区密集区的下部的下部。8精选课件(5)(5)沉井法地下沉井法地下结构施工示意构施工示意图沉井沉井结构用途十分广构用途十分广泛，主要用于点式地泛，主要用于点式地下建筑工程：如自来下建筑工程：如自来水厂、水厂、电厂和化工厂厂和化工厂的水的水泵房、地下沉淀房、地下沉淀池和水池、地下池和水池、地下热电站、地下油站、地下油库、地下、地下车间和地下和地下仓库等。等。此外，也可用作地此外，也可用作地铁、水底隧道等各种水底隧道等各种设备井、通井、通风井、盾构拼井、盾构拼装井、装井、车间和区和区间段段连续沉井等沉井等。9精选课件(6)(6)沉管法地下沉管法地下结构施工示意构施工示意图1 110精选课件(6)(6)沉管法地下沉管法地下结构施工示意构施工示意图2 2沉管法一般用于水下隧道施工，目前国内沉管法一般用于水下隧道施工，目前国内已建成的最大的沉管隧道是上海外已建成的最大的沉管隧道是上海外环越江越江隧道，隧道，总长2880m（沉管段（沉管段长736m），），双向双向8车道。道。11精选课件(7)(7)顶管法地下管法地下结构施工示意构施工示意图顶管法主要用于建造穿越城市交通繁忙地管法主要用于建造穿越城市交通繁忙地带的地下工程，其的地下工程，其长度、断面尺寸均受到度、断面尺寸均受到较大限制。国内最大限制。国内最长的的顶管隧道是西管隧道是西气气东输工程穿越黄河的隧道，工程穿越黄河的隧道，长度近度近3000m，直径，直径约2m。12精选课件(8)(8)地下地下连续墙法施工示意法施工示意图地下地下连续墙法可用于点式、条式地下工程的施工，如上海、广州法可用于点式、条式地下工程的施工，如上海、广州大部分地大部分地铁车站均采用站均采用该法施工。其特点法施工。其特点类似于明挖法，但比明挖法似于明挖法，但比明挖法占用占用场地小，地小，对周周围环境影响境影响较小，且造价相小，且造价相对较低。低。13精选课件(9)TBM(9)TBM法地下法地下结构施工示意构施工示意图目前国内目前国内,习惯上将用于岩石地上将用于岩石地层的隧道掘的隧道掘进机称机称为TBM,TBM,将用于将用于软土地土地层的隧道掘的隧道掘进机称机称为盾构机。盾构机。归类还是同在掘是同在掘进机机门下。下。14精选课件1.21.2TBMTBM和盾构机的具体区和盾构机的具体区别？1.适用的工程不一样，TBM用于硬岩，盾构机用于土层的挖掘。2.两者的掘进，平衡，支护系统都不一样。3.TBM比盾构技术更先进，更复杂。4.工作的环境也不一样，TBM是硬岩掘进机，一般用在山岭隧道或大型引水工程，盾构是软土类掘进机，主要是城市地铁，及小型管道。其实 TBM和盾构除了这些本质的差别外，笼统的来说，都是一样，都是隧道全断面掘进。只是不同的工作环境应用不同的机械罢了。15精选课件2.12.1盾构法施工技盾构法施工技术术n盾构（shield）是一种钢制的活动防护装置或活动支撑，是通过软弱含水层，特别是河底、海底，以及城市居民区修建隧道的一种机械。n头部可以安全地开挖地层,尾部可以装配预制管片或砌块，迅速地拼装成隧道永久衬砌。n盾构推进主要依靠盾构内部设置的千斤顶。概述概述16精选课件适用条件适用条件在松软含水地层中修建隧道、水底隧道及地下铁道时采用各种不同形式的盾构施工最有意义，特别是该施工方法属地表以下暗挖施工，不受地面交通、河道、航运、潮汐、季节等条件的影响，17精选课件优点：n安全性、高效率、危害小、经济性缺点：n重复利用率低、施工复杂、适用性受限、工作条件差、地表变形不易控制 盾构盾构优缺点缺点18精选课件盾构隧道的盾构隧道的历历史史用盾构法修建隧道开始于1818年，法国工程师布鲁诺尔；1825年在英国泰晤士河下首次用矩形盾构建造隧道；近代，日本盾构法得到了迅速发展，用途越来越广，并研制了大量新型盾构；我国于1957年北京下水道工程中首次出现2.6m小盾构；上海市延安东路过江道路隧道使用11.0 m直径的大盾构；19精选课件盾构按形状分盾构按形状分类 大致有圆形（又称半盾构）、矩形、马蹄形等几种。圆形因其抵抗水土压力较理想，衬砌拼装简便，构件可以互换，较为通用，数量最多。圆形盾构中，敞胸盾构和闭胸盾构两大类。按开挖方式分为：人工挖掘式、半机械挖掘式、机械挖掘式。20精选课件一、盾构机定一、盾构机定义二、盾构机构造二、盾构机构造三、盾构机分三、盾构机分类及型式及型式四、盾构配套四、盾构配套设施施2.22.2盾构机械盾构机械设备21精选课件 盾构机是一种隧道掘盾构机是一种隧道掘进的的专用工程机械，用工程机械，现代盾构掘代盾构掘进机集光、机、机集光、机、电、液、液、传感、信息技感、信息技术于一体，具有开挖切于一体，具有开挖切削土削土体、体、输送土送土碴、同步、同步衬砌注砌注浆、拼装隧道、拼装隧道衬砌管片、砌管片、测量量导向向纠偏等功能，涉及地偏等功能，涉及地质、土木、机械、力学、液、土木、机械、力学、液压、电气、控制、气、控制、测量等多量等多门学科技学科技术，而且要按照不同的地，而且要按照不同的地质进行行“定制式定制式”的的设计制造，可靠性要求极高。盾构掘制造，可靠性要求极高。盾构掘进机机已广泛用于地已广泛用于地铁、铁路、地下公路、城市市政、水路、地下公路、城市市政、水电等隧道等隧道工程。工程。一、盾构机定义22精选课件二、盾构机构造二、盾构机构造 盾构机是在盾构机是在钢壳体的保壳体的保护下，下，进行地下隧道工程掌子面开挖及行地下隧道工程掌子面开挖及衬砌砌连续作作业，并依靠，并依靠钢壳体内千斤壳体内千斤顶的推力向前推的推力向前推进。盾构机主要由切削。盾构机主要由切削刀刀盘、前部盾体、前部盾体、连接接桥架、后配套台架、后配套台车等部分等部分组成。切削刀成。切削刀盘根据工根据工程地程地质情况情况选择不同型式、配置相不同型式、配置相应刀具；前部盾体由主刀具；前部盾体由主驱动系系统、推、推进系系统、渣土、渣土输送系送系统、管片拼装系、管片拼装系统、同步注、同步注浆等系等系统组成；后配套成；后配套台台车主要主要为前部盾体内各系前部盾体内各系统配置配置动力源以及水、力源以及水、电、气、液、气、液、测量与量与监测等等辅助施工系助施工系统和人工操作系和人工操作系统；连接接桥架是前部盾体和后配套台架是前部盾体和后配套台车的的连接接桥梁，各系梁，各系统的的动力通力通过桥架上的管架上的管线路从后配套台路从后配套台车提供提供给前部盾体内的前部盾体内的执行元件。行元件。23精选课件 切削刀盘盘型滚刀重型撕裂刀刮刀钢格栅面板辐条辐条泡沫口中心刀面板式刀面板式刀盘24精选课件辐条式刀条式刀盘外周强化刀先行撕裂刀刮刀辐条辐条泡沫口中心刀25精选课件 前部盾体前部盾体主主主主驱动驱动系系系系统统、推、推、推、推进进系系系系统统、渣土、渣土、渣土、渣土输输送系送系送系送系统统、管片拼装系、管片拼装系、管片拼装系、管片拼装系统统、同步注、同步注、同步注、同步注浆浆等系等系等系等系统统26精选课件 后配套台后配套台车 主要配置盾构机各系统所需的动力源以及水、电、气、液、测量与监测等辅助施工系统以及人工操作等系统27精选课件三、盾构机分三、盾构机分类类及型式及型式开敞式土压平衡式泥水式泥土加压式复合式岩石盾构盾构机分盾构机分类类28精选课件不同型式的盾构机不同型式的盾构机不同型式的盾构机不同型式的盾构机适适适适应应不同工程的需要不同工程的需要不同工程的需要不同工程的需要圆形盾构形盾构双圆盾构29精选课件矩形盾构矩形盾构椭圆形盾构形盾构30精选课件球形盾构球形盾构31精选课件异型盾构异型盾构32精选课件多多联盾构盾构33精选课件子母盾构子母盾构34精选课件 转向盾构向盾构35精选课件浆浆液液搅搅拌站拌站 盾构配套盾构配套盾构配套盾构配套设设施施施施与盾构机与盾构机与盾构机与盾构机组组成完成完成完成完备备的施工系的施工系的施工系的施工系统统水平运水平运输输系系统统电电机机车车垂直运垂直运输输系系统统龙门龙门吊吊地面地面监监控室控室36精选课件管片生管片生产产厂厂盾构配套盾构配套盾构配套盾构配套盾构配套盾构配套设设设施施施施施施碴碴土坑土坑现场现场管片管片堆放堆放场场风风、水、水、电电、照明、照明37精选课件一、盾构法的由来一、盾构法的由来 二、土二、土压压平衡盾构法施工工平衡盾构法施工工艺艺3.13.1盾构法隧道施工工盾构法隧道施工工艺38精选课件 盾构法于盾构法于1919世世纪初起源于欧洲，受启初起源于欧洲，受启发于蛀虫挖洞，于蛀虫挖洞，2020世世纪初日初日本引本引进盾构施工技盾构施工技术，并使其得以，并使其得以较大大发展。上世展。上世纪6060年代年代该技技术引入中引入中国。目前，日本及欧洲国。目前，日本及欧洲处于盾构技于盾构技术的的领先地位。随着盾构机制造先地位。随着盾构机制造业的的发展和施工工展和施工工艺的不断改的不断改进，逐步形成了比，逐步形成了比较完善的盾构系列施工工法。完善的盾构系列施工工法。近年来随着城市建近年来随着城市建设的的发展，地下空展，地下空间得到广泛的开得到广泛的开发利用，盾构利用，盾构设备的自的自动化程度越来越高，其适用性得以拓展，能化程度越来越高，其适用性得以拓展，能够适用于多种地适用于多种地质条件条件和复和复杂环境条件。已在城市地境条件。已在城市地铁、市政管道、地下公路、越江隧道等基、市政管道、地下公路、越江隧道等基础设施建施建设中得到广泛中得到广泛应用。用。一、盾构法的由来一、盾构法的由来一、盾构法的由来一、盾构法的由来39精选课件 目前在盾构工程中普遍目前在盾构工程中普遍采用的多采用的多为闭胸式盾构机，胸式盾构机，其中以泥水平衡式与土其中以泥水平衡式与土压平衡式盾构机最平衡式盾构机最为普及。普及。而且由于盾构工程大部分而且由于盾构工程大部分位于人口密集的城区，从位于人口密集的城区，从减少施工减少施工污染、降低施工染、降低施工造价等多方面造价等多方面综合考合考虑，又以土又以土压平衡盾构法施工平衡盾构法施工为主。主。二、土二、土二、土二、土压压平衡盾构法施工工平衡盾构法施工工平衡盾构法施工工平衡盾构法施工工艺艺40精选课件土土压平衡盾构法施工工平衡盾构法施工工艺流程流程施工准备盾构推进渣土排出管片拼装测量轴线控制盾尾油脂压注施工监测壁后注浆输送浆液制备土方运输开启皮带输送机、螺旋输送机及出土口管片运输管片生产盾构施工工盾构施工工盾构施工工艺艺艺流程流程流程图图图（一个循（一个循（一个循环环环）41精选课件盾渣盾渣构土构土掘排掘排进出出42精选课件壁壁后后同同步步注注浆43精选课件管管片片拼拼装装44精选课件始始发台架台架图片片45精选课件 折叶式密封折叶式密封环 46精选课件盾构机盾构机现场组装装图片片47精选课件盾构机主体盾构机主体组装装过程程48精选课件操作平台操作平台组装装49精选课件螺旋螺旋输送机、整送机、整圆器器组装装50精选课件桥架、皮架、皮带输送机、送机、单轨梁、反力架的安装梁、反力架的安装51精选课件反力架的反力架的结构型式构型式 52精选课件初始掘初始掘进（1 1）洞口土体加固）洞口土体加固（2 2）地面配套）地面配套设施安装施工施安装施工（3 3）洞）洞门范范围内的内的钻孔灌注孔灌注桩凿除除（4 4）始法台架安装）始法台架安装（5 5）盾构始）盾构始发轨道道铺设 （6 6）反力架安装）反力架安装 （7 7）洞）洞门橡胶密封圈安装橡胶密封圈安装（8 8）盾尾密封刷涂）盾尾密封刷涂满密封油脂密封油脂（9 9）盾构机的）盾构机的联动调试满足要求足要求（1010）临时管片准管片准备就就绪（1111）碴土运土运输准准备工作就工作就绪（1212）盾构机已准确定位）盾构机已准确定位（1313）自）自动导向系向系统安装、安装、测试完完毕（1414）初始掘）初始掘进范范围内的地面内的地面监测点已布点已布设完完毕并并获得初始的数据得初始的数据（1515）供）供电系系统（含（含备用用电源）、源）、给排水系排水系统、通信系、通信系统等正常等正常（1616）始）始发反力架和基准反力架和基准环已在始已在始发井地面井地面试拼装，在井下安装拼装，在井下安装时要要经过精确定位精确定位测量，量，确保第一确保第一环临时管片的准确位置管片的准确位置-掘进前的准备工作 53精选课件1、土压力的平衡（开挖过程控制）2、进尺与出土量的平衡（即时控制）3、注浆量与建筑孔隙量的平衡（填充控制）4、盾构掘进参数变化量的平衡（掘进参数控制）5、盾构与管片两者各项姿态间的平衡（轴线控制）通通过盾构盾构施工控制达到五种平衡状施工控制达到五种平衡状态54精选课件施工参数和开挖面稳定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。开挖面开挖面稳定控制定控制55精选课件管理重点：管理重点：不同地不同地层条件下条件下进尺与出土量的平衡（即尺与出土量的平衡（即时控制），及控制），及时进行土行土质状状态记录与分析，并及与分析，并及时调整每整每环总出土量，保出土量，保证掘掘进过程中程中进尺与出土量的尺与出土量的对应统一。一。出出碴控制控制56精选课件 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。盾构掘盾构掘进参数控制参数控制-即信息化施工即信息化施工57精选课件 地表沉降控制是盾构施工的重点，及时的进行壁后注浆是有效控制地表沉降的措施之一。在壁后注浆施工中，由于盾构隧道穿越地层的多样性，注浆量变化幅度较大，因此采取以注入压力控制为主，兼顾注入量的方法进行注浆管理。注注浆参数控制参数控制-注注浆压力及注力及注浆量平衡量平衡58精选课件注注浆材料材料选用用 壁后注浆浆液分为单液砂浆和双液化学浆液，单液砂浆浆液应具备以下性能：1.具有良好的长时间稳定性及流动性，并能保证适当的初凝时间，以适应盾构施工以及远距离输送的要求。2.具有良好的充填性能。3.在满足注浆施工的前提下，尽可能早地获得高于地层的早期强度。4.浆液在地下水环境中，不易产生稀释现象。5.浆液固结后收缩率小，泌水率低。6.原料来源丰富、经济，施工管理方便，并能满足施工自动化技术要求。7.浆液无公害，价格合理。59精选课件 通通过施工施工测量以及盾构量以及盾构设备的自的自动导向系向系统，实时取得取得盾构的当前姿盾构的当前姿态，再通，再通过盾构操作系盾构操作系统调整掘整掘进控制，使盾控制，使盾构姿构姿态保持在要求的偏差范保持在要求的偏差范围内；管片拼装前内；管片拼装前认真真测量已量已经成成环的管片姿的管片姿态，根据盾构隧道曲，根据盾构隧道曲线方向、推方向、推进千斤千斤顶的行的行程差、盾尾程差、盾尾间隙等条件合理隙等条件合理选择管片管片类型，拼装型，拼装过程中要注程中要注意保意保证管片的拼装管片的拼装质量量满足要求。足要求。管理重点：盾构姿态；成环管片姿态；管片选型。隧道隧道轴线控制控制60精选课件CCR盾构掘盾构掘进纠偏施工偏施工过程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61精选课件六、盾构机接收及解体六、盾构机接收及解体盾构接收施工流程图 模拟贯通测量测量结果分析与验证掘进计划洞门部分凿除洞门密封的安装接收托架的安装与固定到达段的掘进洞门剩余部分的凿除碴土的清理贯通后上接收托架62精选课件1 1、根据盾构机的、根据盾构机的贯通姿通姿态及掘及掘进纠偏偏计划划进行推行推进，纠偏要逐步完成，每偏要逐步完成，每一一环纠偏量不能偏量不能过大。大。2 2、在盾构机距离端、在盾构机距离端头墙5050米米时,选择合理的掘合理的掘进参数，逐参数，逐渐放慢掘放慢掘进速度，速度，逐逐渐降低推力，降低推力，缓慢均匀地切削洞口土体，以确保到达慢均匀地切削洞口土体，以确保到达围护桩和和墙体的体的稳定和防止地定和防止地层坍塌。坍塌。3 3、加、加强地表沉降地表沉降监测，及，及时反反馈信息以指信息以指导盾构机掘盾构机掘进。4 4、在拼装的管片、在拼装的管片进入加固范入加固范围后，后，浆液改液改为快硬性快硬性浆液，提前在加固范液，提前在加固范围内将泥水堵在加固区外。当最后一内将泥水堵在加固区外。当最后一环管片拼装完成后，通管片拼装完成后，通过管片的二次注管片的二次注浆孔，注入双液孔，注入双液浆进行封堵。行封堵。5 5、由于盾构到站、由于盾构到站时推力推力较小，致洞小，致洞门附近的管片附近的管片环与与环之之间连接不接不够紧密，密，因此作好后因此作好后2020环管片的螺栓管片的螺栓紧固和复固和复紧工作。防止管片松弛而影响密封防工作。防止管片松弛而影响密封防水效果。水效果。盾构到达施工技盾构到达施工技术措施措施63精选课件隧道剖面隧道剖面图1-进风道；2-进风口；3-排风口；4-排风道；5-路面（下拉杆）6-天棚（上拉杆）；7-吊杆；8-照明灯；9-灭火器；10-消防栓；11-电缆；12-排水管；13-给水管；14-纵向螺栓；15-环向螺栓64精选课件盾构的基本构造盾构的基本构造1-1(切口环)；2-2(支承环)；3-3(纵剖面)通常由通常由盾构壳体、推盾构壳体、推进系系统、拼装系、拼装系统、出土系、出土系统等等四大部分四大部分组成。成。65精选课件1 1）盾构壳体）盾构壳体盾构壳体由切口环、支承环、盾尾与竖直隔板、水平隔板组成，并由外壳钢板连成整体。切口环：开挖；上下宽度可以等值、也可以不等值，甚至是活动的。容纳各种专门的挖土设备。支承环：承受荷重的核心部分，刚性较好的圆环结构。水平隔板和竖直隔板：增加盾构刚度，水平承受拉力，竖直承受压力。盾尾：掩护工人在其内部安装衬砌。66精选课件2 2）推）推进系系统由盾构千斤由盾构千斤顶和液和液压设备组成成 ，上下左右活塞杆伸出，上下左右活塞杆伸出长度不同达到度不同达到纠偏目的。偏目的。盾构千斤盾构千斤顶一般是沿支承一般是沿支承环圆周均匀分布的周均匀分布的 ；67精选课件3 3）拼装系）拼装系统衬砌拼装器又称砌拼装器又称举重臂重臂，是拼装系，是拼装系统的主的主要要设备，以油，以油压系系统为动力，一般力，一般举重臂重臂均均安装在支承安装在支承环上。上。举重臂能作旋重臂能作旋转、径向运、径向运动，还能沿隧道能沿隧道中中轴线作往复运作往复运动。完成完成这些运些运动的精度的精度应该保保证待装配的管待装配的管片上的螺栓孔能和已装配好的螺栓孔片上的螺栓孔能和已装配好的螺栓孔对齐，以便螺栓固定以便螺栓固定。68精选课件4 4）出土系）出土系统出土方式一般有三种出土方式一般有三种 ：（1 1）有）有轨运运输：皮：皮带运运输机机矿车洞口洞口垂直起吊至地面。垂直起吊至地面。（2 2）无）无轨运运输：自卸卡：自卸卡车（3 3）管道运）管道运输：混合泥：混合泥浆，压力力输出，出，出土出土连续化化 69精选课件70精选课件71精选课件盾构分盾构分类及其适用范及其适用范围1 1）人工开掘式、半机械式敞胸盾构）人工开掘式、半机械式敞胸盾构全部敞开全部敞开，随，随时观察地察地层变化情况，并配化情况，并配备简便的液便的液压、风动挖掘，机具、人工挖挖掘，机具、人工挖掘，当开挖面掘，当开挖面难以保持以保持稳定定时可以采用气可以采用气压等人工措施及正面支撑、支撑千斤等人工措施及正面支撑、支撑千斤顶等等随挖随撑随挖随撑 。72精选课件1 1）挤压式式闭胸盾构胸盾构在在塑性粘土及淤泥中塑性粘土及淤泥中采用采用,盾构正面用胸板密盾构正面用胸板密闭起来起来 。厚厚兰隧道、林肯隧道和打浦路隧道都采用隧道、林肯隧道和打浦路隧道都采用过半半挤压及及全全挤压推推进的的闭胸盾构施工胸盾构施工.衬砌砌结构常构常发生生椭圆率率的的现象，先象，先衬砌水平直径砌水平直径缩小，小，竖向直径增大，向直径增大，继之，盾构离之，盾构离远时，竖向直径减小，水平直向直径减小，水平直径增大。径增大。主要是隧道上方土壤主要是隧道上方土壤结构破坏、隆起，形成一个卸构破坏、隆起，形成一个卸载拱，拱，而水平而水平压力仍然保持着初始数力仍然保持着初始数值之故。之故。73精选课件3 3）机械式）机械式闭闭胸盾构胸盾构n（1 1）局部气）局部气压盾构盾构 n（2 2）泥水加）泥水加压式盾构式盾构n（3 3）土）土压平衡式盾构平衡式盾构74精选课件75精选课件 盾构几何尺寸的盾构几何尺寸的选定及盾构千斤定及盾构千斤顶推力推力计算算主要指盾构外径D和盾构长度L、盾构灵敏度L/D。最小建筑空隙值x x=m=mD=d+2(x+)=0.02+0.01（D-4）76精选课件1 1）盾构）盾构长度度L LL=L0+L1+L2+L3L0盾尾盾尾长度；度；L1支承支承环长度；度；L2切口切口环长度；度；L3前檐前檐长度。度。77精选课件2 2）盾构灵敏度）盾构灵敏度L/D L/D 经验数值:小型盾构D=23m，L/D=1.5中型盾构D=36m,L/D=1.00大型盾构D=69m,L/D=0.75特大型盾构D12m,L/D=0.450.7578精选课件4 4）盾构千斤）盾构千斤顶推力推力计算算阻力包括：盾构外表面与四周地层的摩阻力；盾尾内壳与衬砌结构之间的摩阻力；盾构切口部分刃口切入土层的阻力；盾构切口环切入土层时的正面阻力；开挖面正面支撑阻力；以及盾构自重引起的阻力，纠偏时的阻力，局部气压或泥水压力，阻力板阻力等。79精选课件 盾构推盾构推进及及衬砌拼装砌拼装3.1 盾构推进已建隧道所采用过的大直径盾构，大部分都属于手掘式敞胸盾构或闭胸挤压盾构，或者是两者兼有的盾构。技术先进的泥水盾构或土压平衡盾构很少采用。本节将主要介绍在松软含水地层中采用手掘式敞胸盾构施工，辅以气压，人工井点降水及其它地层加固措施，盾构开挖掘进时的几种施工方法。80精选课件1 1）人工井点降水加）人工井点降水加手工掘式敞胸盾构施工手工掘式敞胸盾构施工人工井点降水人工井点降水 ，经济，适用于漏气量大的砂，适用于漏气量大的砂性土。性土。地下水位降低、疏干地地下水位降低、疏干地层，增加土体增加土体强度，度，以保以保证开挖面开挖面稳定，盾构在地下水位以上通定，盾构在地下水位以上通过，施工，施工场地地较干燥。干燥。一般都采用一般都采用喷射井点射井点，深度曾用到，深度曾用到27 m27 m，使，使埋深埋深为25 m25 m的隧道能的隧道能顺利开挖。利开挖。81精选课件具体具体过程程 ：（1 1）先借助盾构千斤）先借助盾构千斤顶使盾构推使盾构推进，将切口，将切口环部部分切入地分切入地层，然后在，然后在切口切口环保保护下下进行土体开挖与行土体开挖与运运输，这样对周周围地地层扰动较小。小。（2 2）分）分层开挖，施工工具开挖，施工工具为普通手工工具或手持普通手工工具或手持式式风动工具。工具。（3 3）每）每环管片可分数次开挖和推管片可分数次开挖和推进，盾构，盾构纠偏偏时可以利用超挖解决。可以利用超挖解决。（4 4）可借助支撑千斤）可借助支撑千斤顶加撑板加撑板对开挖面开挖面进行行临时支撑支撑 ；（5 5）当用网格式盾构）当用网格式盾构时 ，防止盾构后退。，防止盾构后退。82精选课件2 2）气）气压加手掘式敞胸盾构施工加手掘式敞胸盾构施工盾构施工在含水松软不稳定地层中采用气压来疏干和支护开挖面，以防止涌水、开挖面崩坍，增强地层强度，是一种极古老，且行之有效的施工方法。（1）气压大小及耗气量的确定理论上，每10m水头必须用0.1Mpa的气压力来平衡。实际上，仅为理论压力的50%60%，空气量仅为理论空气量的10%50%。83精选课件中小型盾构，压力等于离盾构上端约D/2处的地下水压力;大直径盾为2/3 D处的地下水压力;顶部均超压，需有足够的覆盖层84精选课件施工时为了防止空气泄出，盾构顶部必须有足够厚的覆盖层t即t值过大则直接影响到隧道埋置深度，过小则覆盖不足，往往容易发生喷发事故。国外隧道规范规定；水底隧道的最小覆盖层必须大于盾构直径（日本）或等于盾构直径，覆盖层宽度应大于或等于盾构直径的6倍。n采用经验公式计算耗气量：n土质系数，当压力大于0.1MPa时，粘性土=3.65；砂性土=7.30。85精选课件（2 2）气）气压盾构施工盾构施工气压盾构施工中闸墙和气闸作用是将作业区与常压作业区隔开。闸墙必须有足够的强度与气密性.气闸是钢板铆接或焊接而成的圆筒形结构，分人行闸和外闸两部分。人行闸的管理是气压施工的重要环节，要严格遵守气压作业的工作时间及进出气闸的变压时间，以防减压病。86精选课件3 3）泥水加）泥水加压盾构施工盾构施工用泥水加压盾构代替上述气压盾构施工，克服了气压施工的弊病。地面沉降，减压病，覆土深时，气压太高无法施工，覆土浅时，漏气等。泥水加压盾构是将压力为 的泥水，（式中H取2m）,压入盾构前部密封舱内，使其压力始终高于地下水压力 ，这样就保持了开挖面稳定的基本条件。87精选课件 衬砌拼装砌拼装隧道衬砌是在盾构尾部壳保护下的空间内进行拼装。组成：铸铁、钢、钢筋混凝土或钢与钢筋混凝土的复合材料等制成的管片或砌块。结构受力及使用要求决定盾构及衬砌结构形式并决定其拼装方法。88精选课件拼装方法拼装方法重臂拼装或拱托架拼装；通缝拼装（管片的纵缝环对齐）或错缝拼装；螺栓联结的管片或无螺栓联结的砌块等。按其程序可分为“先纵后环”和“先环后纵”。采用举重臂拼装管片的原则应是自下而上，左右交叉，最后封顶成环。89精选课件 装配式装配式圆形形衬砌构造砌构造“管片”是建成隧道后的永久性支撑结构，应满足强度要求、使用要求；施工阶段须装配简便、容易替换、承受盾构千斤顶顶力及其它施工荷载。箱形管片箱形管片 90精选课件平板形管片平板形管片 91精选课件带肋管片的材料长期以来多为铸铁和钢。92精选课件环宽与厚度与厚度国内外常用的环宽是7501000m；曲线段推进时设有楔形管片，按隧道曲率半径计算；管片厚度一般为250600mm。分块n大断面隧道可分成6810块，小断面可分为46块。n管片的最大弧长一般不超过4m，管片愈薄其长度应越短。93精选课件拼装型式拼装型式一般有通缝、错缝拼装两种。纵缝环环对齐的称通缝，适用于需要拆除管片修建旁侧通道或结构需要比较柔的情况下，以便于进行结构处理。纵缝互相错开，对称错缝，其优点在于能加强圆环接缝刚度，使圆形结构可近似地按均质圆环等刚度考虑，因此使用较普遍的，缺点是错缝拼装容易使管片顶碎。94精选课件环、纵向螺栓向螺栓环向螺栓根据接缝内力情况可设置成单排或双排。双排：外排螺栓抵抗负弯矩，内排螺栓抵抗正弯矩。纵向螺栓目的是使隧道衬砌结构具有抵抗隧道纵向变形的能力，一块管片设34个螺栓。螺栓材料一般采用高强度合金钢，直螺栓。95精选课件96精选课件此课件下载可自行编辑修改，供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！