盾構(gòu)法施工
掌握盾構(gòu)法施工控制要求
了解盾構(gòu)機(jī)型的選擇
了解盾構(gòu)機(jī)分類:
盾構(gòu)機(jī)組成:切口環(huán)、支撐環(huán)及盾尾
地鐵施工用盾構(gòu)主要是土壓平衡盾構(gòu)和泥水平衡盾構(gòu)。
了解盾構(gòu)機(jī)的選擇原則
1、適用性原則 2、技術(shù)先進(jìn)性原則 3、經(jīng)濟(jì)合理性原則
一、掌握盾構(gòu)法施工綜述
盾構(gòu)掘進(jìn)控制的內(nèi)容:開(kāi)挖面變形、盾構(gòu)姿態(tài)、盾尾處的變形及襯砌質(zhì)量。
控制開(kāi)挖面變形的主要措施是出土量。
二、盾構(gòu)進(jìn)出洞控制
三、開(kāi)挖控制
開(kāi)挖控制的根本目的是確保開(kāi)挖面穩(wěn)定。
土壓式盾構(gòu)與泥水式盾構(gòu)的開(kāi)挖控制內(nèi)容略有不同。
土壓平衡盾構(gòu)在盾構(gòu)推進(jìn)過(guò)程中,依靠開(kāi)挖面切削面板的臨時(shí)擋土效果、充滿于密閉倉(cāng)內(nèi)的切削土土壓,以及螺旋輸送機(jī)排土機(jī)構(gòu)的綜合作用,保持開(kāi)挖面的穩(wěn)定狀態(tài)
泥水平衡盾構(gòu)是靠泥水艙內(nèi)的泥水壓力來(lái)保持開(kāi)挖面的穩(wěn)定。泥水艙是盾構(gòu)刀盤(pán)與刀盤(pán)后方的封閉隔板之間的空間。
四、土壓(泥水壓)控制
1、開(kāi)挖面的土壓(泥水壓)控制值,按地下水壓(間隙水壓)+土壓+預(yù)備壓設(shè)定。
地下水壓從鉆孔數(shù)據(jù)來(lái)掌握。
土壓:靜止土壓、主動(dòng)土壓、松弛土壓
靜止土壓:是使開(kāi)挖面不變形的最理想土壓。
主動(dòng)土壓:是開(kāi)挖面不發(fā)生坍塌的臨界壓力,控制土壓最小。
松馳土壓:地質(zhì)條件良好、覆土深、能形成土拱的場(chǎng)合采用。
預(yù)備壓:用來(lái)補(bǔ)償施工中的壓力損失,土壓平衡式盾構(gòu)通常取10~20kN/㎡,泥水平衡式盾構(gòu)通常取20~50kN/㎡.
五、塑流化改良控制
六、泥漿性能控制
泥漿起著兩方面的重要作用:一是依靠泥漿壓力在開(kāi)挖面形成泥膜或滲透區(qū)域,開(kāi)挖面土體強(qiáng)度提高,同時(shí)泥漿壓力平衡了開(kāi)挖面土壓和水壓,達(dá)到了開(kāi)挖面穩(wěn)定的目的;二是泥漿作為輸送介質(zhì),擔(dān)負(fù)著將所有挖出土砂運(yùn)送到工作井外的任務(wù)。
泥漿性能包括:物理穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性、相對(duì)密度、黏度、pH值、含砂率。
七、排土量控制
(一)開(kāi)挖土量計(jì)算
(二)土壓式盾構(gòu)出土運(yùn)輸方法與排土量控制
土壓式盾構(gòu)的出土運(yùn)輸(二次運(yùn)輸)一般采用軌道運(yùn)輸方式。
土壓式盾構(gòu)排土量控制方法分為重量控制與容積控制兩種。我國(guó)目前多采用容積控制方法。
(三)泥水式盾構(gòu)排土量控制
泥水式盾構(gòu)排土量控制方法分為容積控制與干砂量(干土量)控制兩種。(注意與土壓式盾構(gòu)控制方法的區(qū)別點(diǎn))
八、管片拼裝控制
(一)拼裝方法
1.拼裝成環(huán)方式
盾構(gòu)推進(jìn)結(jié)束后,迅速拼裝管片成環(huán)。除特殊場(chǎng)合外,大都采取錯(cuò)縫拼裝。在糾偏或急曲線施工的情況下,有時(shí)采用通縫拼裝
2.拼裝順序
一般從下部的標(biāo)準(zhǔn)(A型)管片開(kāi)始,依次左右兩側(cè)交替安裝標(biāo)準(zhǔn)管片,然后拼裝鄰接(B型)管片,最后安裝楔形(K型)管片。
3、盾構(gòu)千斤頂操作
拼裝時(shí),不能同時(shí)縮回千斤頂,要隨管片拼裝順序分別縮回盾構(gòu)千斤頂非常重要。
4、緊固連接螺栓
先緊固環(huán)向(管片之間),后緊固軸向(環(huán)與環(huán)之間)連接螺栓。
(二)真圓保持
(三)管片拼裝誤差及其控制
盾構(gòu)糾偏應(yīng)及時(shí)連續(xù),過(guò)大的偏斜量不能采取—次糾偏的方法,糾偏時(shí)不得損壞管片,并保證后一環(huán)管片的順利拼裝。
(四)楔形環(huán)的使用
在盾構(gòu)工程中,除曲線施工外,為進(jìn)行蛇行修正,也可使用楔形環(huán)管片。
九、注漿控制
(一)注漿目的
1.抑制隧道周邊地層松弛,防止地層變形。
2.及早使管片環(huán)安定,千斤頂推力平滑地向地層傳遞。
3.形成有效的防水層。
(二)注漿材料的性能
(三)一次注漿
一次注漿分為同步注漿、即時(shí)注漿和后方注漿三種方式
1.同步注漿
2,即時(shí)注漿 一環(huán)掘進(jìn)結(jié)束后從管片注漿孔注入的方式。
3.后方注漿
一般盾構(gòu)直徑大,或在沖積黏性土和砂質(zhì)土中掘進(jìn),多采用同步注漿;而在自穩(wěn)性好的軟巖中,多采取后方注漿方式。
(四)二次注漿
二次注漿是以彌補(bǔ)一次注漿缺陷為目的進(jìn)行的注漿。具體作用如下:
1.補(bǔ)足一次注漿未充填的部分;
2,補(bǔ)充由漿體收縮引起的體積減;
3.以防止周圍地層松弛范圍擴(kuò)大為目的的補(bǔ)充。
以上述1、2為目的的二次注漿,多采用與一次注漿相同的漿液;若以3為目的,多采用化學(xué)漿液。
(五)注漿量與注漿壓力
注漿控制分為壓力控制與注漿量控制兩種。應(yīng)同時(shí)進(jìn)行壓力和注漿量控制。
1. 注漿量
2. 注漿壓力
注漿壓力根據(jù)土壓、水壓、管片強(qiáng)度、盾構(gòu)型式與漿液特性綜合判斷決定。
十、盾構(gòu)隧道的線形控制
線形控制的主要任務(wù)是通過(guò)控制盾構(gòu)姿態(tài),使構(gòu)建的襯砌結(jié)構(gòu)幾何中心線線形順滑,且位于偏離設(shè)計(jì)中心線的容許誤差范圍內(nèi)。
(一)掘進(jìn)控制測(cè)量
(二)方向控制
掘進(jìn)過(guò)程中,主要對(duì)盾構(gòu)傾斜及其位置、以及拼裝管片的位置進(jìn)行控制。
盾構(gòu)方向(偏轉(zhuǎn)角和傾角)修正依靠調(diào)整盾構(gòu)千斤頂使用數(shù)量進(jìn)行。
十一、盾構(gòu)法施工現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)施布置
當(dāng)盾構(gòu)掘進(jìn)采用泥水機(jī)械出土和用井點(diǎn)降水施工時(shí),施工場(chǎng)地面應(yīng)設(shè)相當(dāng)規(guī)模的水泵房。
當(dāng)采用氣壓法施工時(shí),施工場(chǎng)地面應(yīng)設(shè)置空壓機(jī)房,以供給足夠的壓縮空氣。
當(dāng)采用泥水式盾構(gòu)時(shí)、施工現(xiàn)場(chǎng)平面布置中還必須考慮泥漿處理系統(tǒng)及中央控制室設(shè)置。
當(dāng)采用土壓式盾構(gòu)時(shí)還應(yīng)設(shè)置地面出土和堆土設(shè)施。
十二、應(yīng)該停止盾構(gòu)掘進(jìn)的要求
當(dāng)遇到以下幾種情況時(shí),盾構(gòu)掘進(jìn)應(yīng)該停止,并采取措施予以解決:
(1)盾構(gòu)前方發(fā)生坍塌或遇有障礙;
(2)盾構(gòu)本體滾動(dòng)角不小于3;
(3)盾構(gòu)軸線偏離隧道軸線不小于50mm;
(4)盾構(gòu)推力比預(yù)計(jì)的大;
(5)管片嚴(yán)重開(kāi)裂或嚴(yán)重錯(cuò)臺(tái)
(6)壁后注漿系統(tǒng)發(fā)生故障無(wú)法注漿
(7)盾構(gòu)掘進(jìn)扭矩發(fā)生異常波動(dòng)
(8)動(dòng)力系統(tǒng)、密封系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等發(fā)生故障