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1、城市地铁盾构法施工原理培训,-主讲：杨涛,二零一六年六月,Content 目录,一、盾构机工作原理及简介 二、盾构始发及接收工作 三、盾构隧道掘进施工（附视频）,一、盾构机的工作原理及简介,1.1 盾构机的工作原理,盾构是一种隧道掘进的专用工程机械，现代盾构集机、电、液、传感、信息技术于一体，具有开挖切削土体、输送土渣、拼装隧道衬砌、测量导向纠偏等功能。盾构已广泛用于地铁、铁路、公路、市政、水电隧道工程。 盾构的工作原理：就是一个钢结构组件沿隧道轴线边向前推进边对土壤进行支护。这个钢结构组件的壳体称“盾壳”，盾壳对挖掘出的还未衬砌的隧道段起着临时支护的作用，承受周围土层的土压、承受地下水的水压
2、以及将地下水挡在盾壳外面。掘进、排土、衬砌等作业在盾壳的掩护下进行。,总体来说，盾构机主要由前部盾体、连接桥架、后配套台车三大部分组成。 前部盾体：由切削系统、推进系统、渣土输送系统、管片拼装系统、壁后注浆等系统组成； 连接桥架：是前部盾体和后配套台车的连接桥梁，各系统的动力通过桥架上的管线路从后配套台车提供给前部盾体内的执行元件； 后配套台车：主要为前部盾体内各系统配置动力源以及水、电、气、浆液、测量与监测等辅助施工系统和人工操作系统。,一、盾构机工作原理及简介,1.2 盾构机的构造,一、盾构机的工作原理及简介,1.2.1 盾构机的构造-前部盾体,盾构机的前部盾体结构主要分为：刀盘、前、中、
3、尾盾、人仓、螺旋输送机及管片拼装机等部件。,1.2 盾构机的构造,土体压力,刀 盘,人仓,管片拼装机,螺旋输送机,推进油缸,推进油缸,一、盾构机的工作原理及简介,1.2.2 盾构机的构造-连接桥架,盾构机的连接桥架结构一般分为：1#及2#桥架，主要用于盾体与后配套台车之间的管线路连接。 1#桥架主要结构为顶部渣土运输装置（皮带输送机）、下部管片二次吊运装置（双轨梁）； 2#桥架主要结构为顶部渣土运输装置（皮带输送机）、下部管片一次吊运装置（单轨梁）以及侧面盾构耗材泵送装置（盾尾油脂、EP2、HBW）。,1.2 盾构机的构造,盾尾油脂,EP2,HBW,皮带传送机,双轨梁,单轨梁,盾尾油脂,EP2
4、,HBW,一、盾构机的工作原理及简介,1.2.3 盾构机的构造-后配套台车,盾构机的后配套台车结构为：5节及以上台车之间的连接，且每节台车分别配备相关装置，以提供前部盾体动力源。 1#台车主要结构为：注浆系统、人工操作系统； 2#台车主要结构为：泡沫系统、刀盘、螺旋机及闸门等动力泵装置； 3#台车主要结构为：动力主油箱及管片拼装机泵装置； 4#台车主要结构为：变压器及电柜装置； 5#台车主要结构为：膨润土系统、出渣口装置； 6#台车主要结构为：内、外循环水系统。,1.2 盾构机的构造,1#台车,2#台车,3#台车,4#台车,5#台车,6#台车,一、盾构机的工作原理及简介,1.2.4 盾构机的配
5、套设备-电瓶车,1.2 盾构机的构造,盾构机配套设备电瓶车结构为：2节管片板车+1节浆车+5节土斗车+电瓶车机头（3节电池）组成。 2节管片板车分别载运：3个标准块（A1、A2、A3）和2个邻接块（B1、B2）、1块封顶快（K）； 1节浆车主要作用为：运输地面浆液站至盾构机，以满足盾构掘进时同步注浆的作用； 5节土斗车主要作用为：运输盾构掘进渣土出隧道； 3节电平电池主要为：该电瓶车运输提供动力装置；,5节土斗车,3块电池,1台浆液车,2节管片板车,一、盾构机的工作原理及简介,1.3 盾构机的分类,盾构机分类,二、盾构始发及接收准备工作,2.1 盾构始发场地布置,45T龙门吊,渣土池,零星设备
6、维修区,轨道、水管及风管堆放区,油脂、泡沫剂润滑油堆放区,管片 存储区,电瓶 充电池,16T龙门吊,始发井,始发井,注浆原材,标养室,监控室,仓库,仓库,三级沉淀池,安全文明宣讲台,10KV 变压器,洗车槽,门卫,变压器,用于渣土 垂直运输,出土口,排污管,输浆管,大门,龙门吊 轨道基础,用于管片及材料垂直运输,浆液站,盾构场地规划布置图（以通泰路站为例）,下井梯龙（带雨棚）,端头加固范围,2.2 盾构地面附属配套设施,2.2.1 盾构地面附属配套-监控室,二、盾构始发及接收准备工作,地面监控室（一）,地面监控室（二）,2.2 盾构地面附属配套设施,2.2.2 盾构地面附属配套-浆液站,二、盾
7、构始发及接收准备工作,浆液站,膨润土,中粗砂,2.2 盾构地面附属配套设施,2.2.3 盾构地面附属配套-龙门吊,垂直运输系统龙门吊（一）,二、盾构始发及接收准备工作,垂直运输系统龙门吊（二）,2.2 盾构地面附属配套设施,2.2.4 盾构地面附属配套-其他,渣土池,三级沉淀池,充电柜,二、盾构始发及接收准备工作,2.3 盾构井下附属配套设施,电瓶车,电瓶车,二、盾构始发及接收准备工作,循环水池,通风、水、电系统,2.4 盾构始发掘进前的准备工作,一、端头土体加固,三、马镫及轨道安装铺设,二、洞门范围内的钻孔灌注桩凿除,二、盾构始发及接收准备工作,2.4 盾构始发掘进前的准备工作,盾构机吊装顺
8、序：电瓶车、管片车吊装后配套吊装主机吊装液压系统吊装其它配套系统吊装； 后配套组装顺序：始发托架吊装6#台车5#台车4#台车3#台车2#台车1#台车； 主机组装顺序：连接桥螺旋输送机中体安装前体安装刀盘安装安装器及安装器导轨盾尾安装螺旋输送机安装后配套与主机连接反力架安装。,2.4.1 盾构机吊装顺序,二、盾构始发及接收准备工作,2.4 盾构始发掘进前的准备工作,2.4.2 盾构机吊装-后配套,电瓶车下井,桥架下井,螺旋输送机下井,二、盾构始发及接收准备工作,台车下井,2.4 盾构始发掘进前的准备工作,四、临时马登拆除、基座加固,五、反力架下井安装,六、洞门橡胶密封圈安装,二、盾构始发及接收准
9、备工作,2.3 盾构始发掘进前的准备工作,中盾下井,尾盾下半部下井,管片拼装机下井,尾盾下半部下井,刀盘下井,二、盾构始发及接收准备工作,前盾下井,2.4 盾构始发掘进施工,二、盾构始发及接收准备工作,明挖车站正常始发指在车站端头线路上方设置有盾构预留口，且车站能够提供盾构整机组装、始发、出渣及进料要求的始发方式。,车站存在两个盾构预留口条件的始发,始发出土口,注：1、盾构端头设置加深段，长度不小于12.5m，加深一般为1.3-1.6m。 2、盾构预留口尺寸一般为11m7.5m； 3、宜在盾构预留口后方设置一个始发出土口，宜为8m4m 。 4、盾构始发需车站提供不少于盾构机长+一列编组的长度，
10、一般为120m。,2.4 盾构始发掘进施工,盾构机主机沿基座上的导轨进入洞口钢环后，刀盘与开挖面和盾壳与洞口钢环间均存在一定距离，此时盾构机主机重心前移，易产生叩头，宜在洞口钢环处安设一段导轨支撑盾构机主机顺利始发，确保盾构姿态。,2.4.1 洞门钢环内导轨安装,二、盾构始发及接收准备工作,2.4 盾构始发掘进施工,2.4.1 洞门钢环内导轨安装,二、盾构始发及接收准备工作,钢环内导轨安装（二）,钢环内导轨安装（一）,2.4 盾构始发掘进施工,1、负环管片拼装环面平整度宜3mm，椭圆度宜4； 2、第一环负环拼装时，底部管片安装前，应在盾壳内设置圆钢； 封顶块拼装前，两侧管片需用L行钢板固定。,
11、2.4.2 始发负环拼装,二、盾构始发及接收准备工作,2.4 盾构始发掘进施工,2.4.2 始发负环拼装,二、盾构始发及接收准备工作,负环安装（一）,负环安装（二）,负环安装（三）,2.5 盾构接收掘进施工,2.5.1 明挖车站正常接收,明挖车站正常接收指在车站端头线路上方设置有盾构预留口，盾构到达车站后，可以直接拆解、吊出的接收方式。,二、盾构始发及接收准备工作,车站存在两个盾构预留口条件的接收,注：1、盾构端头设置加深段，长度不小于12.5m，加深一般为1.3-1.6m。 2、盾构预留口尺寸一般为11m7.5m。,2.5 盾构接收掘进施工,2.5.1 明挖车站正常接收,二、盾构始发及接收准备工作,洞门帘布安装,盾构机出洞,接收基座加固,盾构机上基座,3.1 盾构掘进施工流程,盾构正常段掘进施工流程,三、盾构掘进施工,3.2 盾构掘进施工实例（附视频）,三、盾构掘进施工,谢 谢 大 家！,
