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盾構法施工
掌握盾構法施工控制要求
了解盾構機型的選擇
了解盾構機分類:
盾構機組成:切口環(huán)、支撐環(huán)及盾尾
地鐵施工用盾構主要是土壓平衡盾構和泥水平衡盾構。
了解盾構機的選擇原則
1、適用性原則 2、技術先進性原則 3、經(jīng)濟合理性原則
一、掌握盾構法施工綜述
盾構掘進控制的內容:開挖面變形、盾構姿態(tài)、盾尾處的變形及襯砌質量。
控制開挖面變形的主要措施是出土量。
二、盾構進出洞控制
三、開挖控制
開挖控制的根本目的是確保開挖面穩(wěn)定。
土壓式盾構與泥水式盾構的開挖控制內容略有不同。
土壓平衡盾構在盾構推進過程中,依靠開挖面切削面板的臨時擋土效果、充滿于密閉倉內的切削土土壓,以及螺旋輸送機排土機構的綜合作用,保持開挖面的穩(wěn)定狀態(tài)
泥水平衡盾構是靠泥水艙內的泥水壓力來保持開挖面的穩(wěn)定。泥水艙是盾構刀盤與刀盤后方的封閉隔板之間的空間。
四、土壓(泥水壓)控制
1、開挖面的土壓(泥水壓)控制值,按地下水壓(間隙水壓)+土壓+預備壓設定。
地下水壓從鉆孔數(shù)據(jù)來掌握。
土壓:靜止土壓、主動土壓、松弛土壓
靜止土壓:是使開挖面不變形的最理想土壓。
主動土壓:是開挖面不發(fā)生坍塌的臨界壓力,控制土壓最小。
松馳土壓:地質條件良好、覆土深、能形成土拱的場合采用。
預備壓:用來補償施工中的壓力損失,土壓平衡式盾構通常取10~20kN/㎡,泥水平衡式盾構通常取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挖面形成泥膜或滲透區(qū)域,開挖面土體強度提高,同時泥漿壓力平衡了開挖面土壓和水壓,達到了開挖面穩(wěn)定的目的;二是泥漿作為輸送介質,擔負著將所有挖出土砂運送到工作井外的任務。
泥漿性能包括:物理穩(wěn)定性、化學穩(wěn)定性、相對密度、黏度、pH值、含砂率。
七、排土量控制
(一)開挖土量計算
(二)土壓式盾構出土運輸方法與排土量控制
土壓式盾構的出土運輸(二次運輸)一般采用軌道運輸方式。
土壓式盾構排土量控制方法分為重量控制與容積控制兩種。我國目前多采用容積控制方法。
(三)泥水式盾構排土量控制
泥水式盾構排土量控制方法分為容積控制與干砂量(干土量)控制兩種。(注意與土壓式盾構控制方法的區(qū)別點)
八、管片拼裝控制
(一)拼裝方法
1.拼裝成環(huán)方式
盾構推進結束后,迅速拼裝管片成環(huán)。除特殊場合外,大都采取錯縫拼裝。在糾偏或急曲線施工的情況下,有時采用通縫拼裝
2.拼裝順序
一般從下部的標準(A型)管片開始,依次左右兩側交替安裝標準管片,然后拼裝鄰接(B型)管片,最后安裝楔形(K型)管片。
3、盾構千斤頂操作
拼裝時,不能同時縮回千斤頂,要隨管片拼裝順序分別縮回盾構千斤頂非常重要。
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
盾構糾偏應及時連續(xù),過大的偏斜量不能采取—次糾偏的方法,糾偏時不得損壞管片,并保證后一環(huán)管片的順利拼裝。
(四)楔形環(huán)的使用
在盾構工程中,除曲線施工外,為進行蛇行修正,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、即時注漿和后方注漿三種方式
1.同步注漿
2,即時注漿 一環(huán)掘進結束后從管片注漿孔注入的方式。
3.后方注漿
一般盾構直徑大,或在沖積黏性土和砂質土中掘進,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
二次注漿是以彌補一次注漿缺陷為目的進行的注漿。具體作用如下:
1.補足一次注漿未充填的部分;
2,補充由漿體收縮引起的體積減小;
3.以防止周圍地層松弛范圍擴大為目的的補充。
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。應同時進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、管片強度、盾構型式與漿液特性綜合判斷決定。
十、盾構隧道的線形控制
線形控制的主要任務是通過控制盾構姿態(tài),使構建的襯砌結構幾何中心線線形順滑,且位于偏離設計中心線的容許誤差范圍內。
(一)掘進控制測量
(二)方向控制
掘進過程中,主要對盾構傾斜及其位置、以及拼裝管片的位置進行控制。
盾構方向(偏轉角和傾角)修正依靠調整盾構千斤頂使用數(shù)量進行。
十一、盾構法施工現(xiàn)場的設施布置
當盾構掘進采用泥水機械出土和用井點降水施工時,施工場地面應設相當規(guī)模的水泵房。
當采用氣壓法施工時,施工場地面應設置空壓機房,以供給足夠的壓縮空氣。
當采用泥水式盾構時、施工現(xiàn)場平面布置中還必須考慮泥漿處理系統(tǒng)及中央控制室設置。
當采用土壓式盾構時還應設置地面出土和堆土設施。
十二、應該停止盾構掘進的要求
當遇到以下幾種情況時,盾構掘進應該停止,并采取措施予以解決:
(1)盾構前方發(fā)生坍塌或遇有障礙;
(2)盾構本體滾動角不小于3;
(3)盾構軸線偏離隧道軸線不小于50mm;
(4)盾構推力比預計的大;
(5)管片嚴重開裂或嚴重錯臺
(6)壁后注漿系統(tǒng)發(fā)生故障無法注漿
(7)盾構掘進扭矩發(fā)生異常波動
(8)動力系統(tǒng)、密封系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等發(fā)生故障
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(責任編輯:中大編輯)
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