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1、,盾构施工参数控制技术精讲,城市轨道工程技术研究院,2018.3.30,提 纲,1、盾构始发,2、端头加固,3、盾构组装、调试,4、盾构正常掘进控制,5、盾构到达,6、盾构调头,7、盾构过站,8、管片生产简介,单个区间盾构施工主要程序,盾构施工主要技术,下面按施工顺序介绍.,端头地层加固,盾构组装调试,盾构始发掘进,正常段掘进施工,盾构机到达,盾构机拆卸、转场、调头,始发架安装,反力架安装,洞门密封安装,盾构始发模式,盾构施工主要技术,条件要求：车站站台层结构施工完成的长度能够容纳车架摆放的空间，一般须65米。另外离端头65米左右处预留出土口。地面提供管片堆放和出土吊机行走的场地。,整机始发指
2、盾构机主机和车架均放在车站底板上组装并连接，始发掘进时车架和主机一起整体向前移动的方式。始发阶段管片、材料、渣土均从出土口吊运。,整机始发和延长管线始发两种模式,盾构始发模式,盾构施工主要技术,始发和正常掘进阶段管片、材料、渣土均从盾构井吊运。施工效率低，费用高，在没有整机始发的条件时采用,延长管线始发模式：始发时将后配套车架放在地面，主机吊放到井下，通过主机和车架之间的延长管线提供主机前进的电、气、液等动力。待掘进约60环后，拆除延长管线和负环管片，将后配套车架和连接桥吊放到洞内和主机连接，进入正常掘进状态。,延长管线始发,盾构始发模式,盾构施工主要技术,一般采用整机始发模式,下面主要以整机
3、始发模式下简介各道工序,车站结构要求： 盾构井吊装孔尺寸不小于10.57.5m，满足盾构整机始发车站结构须完成65m，离始发端墙约5763m处设置盾构出土井，尺寸不得小于63m。,盾构始发,盾构施工主要技术,对车站的接口要求,水接口：提供50管径的施工用水驳口,电接口：,端头加固,盾构施工主要技术,软土地层不能自稳，加固一是保证始发时围护结构凿除后掌子面土体能够保持自稳，二是在盾尾进入洞口防水装置前防止洞口地层涌砂涌水。,加固目的,盾构始发,端头加固,盾构施工主要技术,加固范围,加固范围以包裹盾构主机并预留一定的封堵渗漏通道的区域为原则。 结合上海、南京、苏州等软土地层的加固实例，加固范围确定
4、为隧道纵向方向为9米，横向为隧道轮廓线外3m。,盾构始发,盾构施工主要技术,常用的方法有： 高压旋喷桩法 深层搅拌桩法 高压旋喷桩法深层搅拌桩法 冰冻法：垂直冰冻和水平冰冻两种,加固方法（工法选择）工法介绍,端头加固,盾构始发,盾构施工主要技术,加固方法（工法选择）工法比较,旋喷桩加固费用较高，加固时间6个月后强度过高不利于掘进。但旋喷浆液可以有效达到每个缝隙，达到止水的效果，在碰到小型障碍物时搅拌桩无法加固的盲区、旋喷桩可以拟补。搅拌桩和旋喷桩均需占用地面场地。,冻结法施工因其良好的防水性和强度指标在富水地层得到了较好的应用。特别是水平冻结加固、几乎不用占用地面场地。但后期融沉的时间较长，注
5、浆作业和盾构掘进干扰。另外较旋喷和搅拌加固，工期须增加1个月左右(不含注浆时间)。,根据宁波地铁地质和现场条件，结合华东地区的施工案例，优先选择搅拌桩旋喷加固方案，在场地条件受限的情况下、选择冰冻法加固。,端头加固,盾构始发,盾构施工主要技术,加固方法旋喷搅拌方案介绍,主要采用深层搅拌桩加固，搅拌桩和围护结构之间的间隙采用高压旋喷桩补充。,端头加固,盾构始发,盾构施工主要技术,加固方法旋喷搅拌方案介绍,搅拌桩桩径850mm，间距600，梅花形布置。旋喷桩桩径800mm，桩间距600mm，搭接200mm。,搅拌桩桩位 旋喷桩桩位,端头加固,盾构始发,盾构施工主要技术,加固方法加固质量要求,加固后
6、土体的无侧限抗压强度0.8MPa，渗透系数小于110E-8cm/s,端头土体加固检查方法和标准表,备注：适用于搅拌或旋喷加固的土体,端头加固,盾构始发,盾构施工主要技术,加固方法水平冰冻法介绍,在土体中施工水平冻结管、在冻结管中循环低温盐水，带出土体中热量，使土体在10摄氏度左右，形成防水性好、强度高的止水帷幕。盾构在冻结帷幕的保护下始发。,端头加固,盾构始发,盾构施工主要技术,加固方法水平冰冻法施工图片,端头加固,盾构始发,冻结管,盐水管路,盾构施工主要技术,加固方法加固质量要求,加固后土体的无侧限抗压强度一般3MPa，无渗水。,端头土体加固检查方法和标准表,备注：适用于冰冻法加固土体,端头
7、加固,盾构始发,洞门砼凿除,盾构施工主要技术,在检查端头土体加固满足要求后并在盾构组装后对洞门进行破除 第一步：先凿除围护结构保护层，并将外层的钢筋全部割除取出，并凿除至剩余内排钢筋。 第二步：待盾构机始发时抵拢掌子面和到达时盾构机抵拢围护结构时，割除围护结构内层钢筋，再开始掘进。,盾构始发,始发设施安装,盾构施工主要技术,始发基座安装,始发基座,始发基座（发射架）起导向和支撑盾构的作用。在洞门凿除完成之后，依据隧道设计轴线定出盾构始发姿态空间位置，然后反推出始发基座的空间位置。并固定牢固。,盾构始发,始发设施安装,盾构施工主要技术,洞门密封安装,目的：防止泥砂或地下水从洞门圈与盾构壳体间的空
8、隙涌入盾构工作井内，影响盾构机开挖面土仓压力、开挖面土体的稳定。 形式：采用折叶式压板。,盾构始发,盾构施工主要技术,反力设施安装,反力架为盾构机始发时提供反推力，在安装反力架时，反力架端面应与始发基座水平轴垂直。对反力架固定前应按设计对其进行精确的定位。反力架与工作井结构连接部位的间隙用型钢垫实，以保证反力架脚板有足够的受力面，负环砼管片紧靠在反力架上。以保证混凝土负环管片受力均匀。,始发设施安装,盾构始发,反力架,负环管片,负环管片,后部型钢支撑,盾构机组装步骤,（1）后配套下井,（2）140T吊机和200T吊机进场就位。 。,（3）主机三大件下井。,（4）主机井底连接。,（5）后配套和主
9、机管线连接。,盾构机组装调试,盾构施工主要技术,盾构始发,盾构贯入加固体,洞圈砼凿除后，盾构推进刀盘进入洞门密封装置，切入土体，出土开始正常掘进、并逐渐增加土压，在刀盘出加固区1环前将土仓压力设定至理论土压，正常掘进。,盾构施工主要技术,盾构始发,盾尾进入密封装置一环后开始进行同步注浆，及时充填盾尾间隙。 前4环采用凝结速度较快的浆液。在刀盘推出加固区前用双液浆封堵洞口，防止密封漏浆、漏泥。,地面场地布置,盾构施工主要技术,盾构始发,信息化施工（监测及信息反馈）,盾构施工主要技术,盾构始发,掘进期间、专业测量人员对地表、建筑物、管线布点进行测量，并及时将测量数据反馈给盾构施工人员，以便根据监测
10、结果及时的调整土压和同步注浆等参数。有效得控制地面沉降，保证地面环境的安全。,始发注意事项,盾构施工主要技术,盾构始发,始发前组织对始发条件进行验收，验收合格后方可进行始发作业。验收内容主要有以下几点： a、各项方案已编制并审批，已向工班交底； b、加固体强度、渗透系数测试满足设计要求； c、洞门、控制点已经三方复测并满足施工设计要求； d、反力架、始发架结构已通过验算并固定牢固； e、盾构机等设备到位并通过验收； f、各项物资、材料（包括应急物资）已到位并已通过质量检测； g、地表和建筑物/管线监测点已布置并取得初始值； h、沿线建筑物、管线已调查并制定了相应的保护措施。, 洞内掘进出土程序
11、,盾构施工主要技术,盾构掘进, 开挖面稳定性控制,盾构施工主要技术,盾构掘进,土仓压力大于水压力及土压力之和，地面隆起, 开挖面稳定性控制,盾构施工主要技术,盾构掘进,土仓压力小于水压力及土压力之和，地面下陷, 开挖面稳定性控制,盾构施工主要技术,盾构掘进,土压平衡盾构开挖面的稳定由下列各因素的综合作用而维持： 土仓内的土压力平衡地层压力和水压力， 螺旋输送机调节排土量； 适当保持泥土的流动性，根据需要调节添加剂的注入量。,因此土仓内的土压力应与地层压力和水压力相平衡。, 管片安装,盾构施工主要技术,盾构掘进,管片地面运输,管片卸车,止水条粘帖,管片井下水平运输, 管片安装,盾构施工主要技术,
12、盾构掘进,通过注浆对建筑空隙进行充填，以达到以下目的： 1、控制地面沉降 2、稳定隧道结构 （包括减少隧道后期沉降、改善隧道衬砌防水等） 3、辅助纠偏, 同步注浆,盾构掘进,盾构施工主要技术,目的,随着盾构的推进，在管片和土体之间会出现建筑间隙。为了填充这些间隙，就要在盾构机推进过程中，保持一定压力（综合考虑注入量）不间断地从盾尾直接向壁后注浆，当盾构机推进结束时，停止注浆。, 同步注浆,盾构掘进,盾构施工主要技术,原理,拌 浆,浆液运输,推进同步注浆, 同步注浆工作流程,盾构掘进,盾构施工主要技术, 同步注浆拌浆配合比,盾构施工主要技术,盾构掘进,根据所处土质、施工环境选择适合本地区的浆液配
13、比。一般来说，要求一天强度大于周围土体强度，28天强度大于0.5MPa。,浆液的参考配比如下：(Kg/m3),在施工过程中，根据地面监测情况和设备情况对浆液的性能进行适当调整，满足不同地层、设备对浆液性能的要求。, 同步注浆拌浆质量控制,盾构施工主要技术,盾构掘进,抗压试块制作,浆液稠度监测, 同步注浆掘进注浆,盾构施工主要技术,盾构掘进,实际施工注浆量应通过监测地表变形情况而定。,注浆量的计算, 同步注浆注浆量控制,盾构施工主要技术,盾构掘进, 同步注浆注浆压力选择,盾构施工主要技术,盾构掘进,注浆压力选择为1.11.2倍周围水土压力，一般选择0.30.5MPa，并根据监测数据、施工情况（隧
14、道埋深、地面建筑物特点等）进行确定和调整。, 盾构轴线控制,盾构施工主要技术,盾构掘进,盾构推进千斤顶分为几个压力区，通过改变分区千斤顶的压力实现盾构的转弯或纠偏。,L, 盾构轴线控制,盾构施工主要技术,盾构掘进,盾构施工主要技术,盾构到达, 施工流程,盾构施工主要技术,盾构到达, 端头加固,加固范围纵向方向为9米，竖向方向为隧道轮廓线外3米。 其余参数同盾构始发端头加固。,盾构施工主要技术,盾构到达, 施工组图,指盾构机从A车站端头井始发掘进完一条单线（暂定左线）区间隧道后在B车站的端头井内接收，然后盾构机与后配套系统分离，主机在接收井内调转180，后配套系统则通过车站铺设轨道为盾构作业服务
15、，继续该段区间另一条单线（右线）隧道的掘进。出土、管片下车、砂浆搅拌等作业场地仍在A车站进行。,盾构施工主要技术,盾构调头, 定义,模式一：主机和后配套同时调头，即先将主机在井内调头，后配套车架吊出后在右线合适的预留口下井和主机连接，进行正常掘进。,盾构施工主要技术,盾构调头, 调头模式,优点：盾构施工效率较高。 缺点：1、但对车站空间要求较高，有求标准段完成的长度至少不小于120米（含施工渡线占用空间），对车站工期压力较大； 2、占用地面场地：占用B车站地面场地（车架须运输80米左右）、另外右线须预留车架下井的条件。,模式二：盾构机主机和后配套车架分段进行调头，既先进行主机的调头，主机与连接桥、后配套车架之间用延长管线进行连接，开始二次出洞，掘进60环后再进行连接桥、后配套车架的调头并与主机转接，形成正常掘进状态。,盾构施工主要技术,盾构调头, 调头模式,优点：基本不占用调头车站的地面场地、对车站施工干扰小。 缺点：较模式一工期须延长1520天。,选择：车站全部完成后的前提下、选择模式一。 通常采用的模式二。,模式一较少采用、另外工序相对简单，下面介绍模式二的施工。,盾构
