《土压平衡盾构施工关键技术与风险控制要点-2013-07-06》由会员分享，可在线阅读，更多相关《土压平衡盾构施工关键技术与风险控制要点-2013-07-06（98页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、,土压平衡盾构施工关键技术与安全风险控制要点,中国矿业大学（北京）江玉生Tel:13601257487Email:,目 录,一、盾构法施工简述,我国自1950年开始将小型盾构运用于下水道工程，经过60多年的不断发展，盾构法今已成为我国隧道施工中一种重要的施工工法。,一、盾构法施工简述,城市盾构法地铁工程受周边环境限制与工程、水文地质条件影响，存在大量的工程建设安全风险。在目前地铁工程建设高速发展的背景下，安全风险控制形势日趋严峻。,一、盾构法施工简述,盾构法施工一般包括：盾构整体筹划、组装调试、盾构始发、盾构隧道掘进、盾构到达、盾构解体吊出等过程。,土压平衡盾构施工关键技术与安全风险控制可分为
2、以下两个阶段：,一、盾构法施工简述,目 录,二、施工准备期盾构施工关键简述与安全风险控制要点,1、盾构隧道组段划分：,二、施工准备期盾构施工安全风险控制,1、盾构隧道组段划分：,二、施工准备期盾构施工安全风险控制,1、盾构隧道组段划分：,二、施工准备期盾构施工安全风险控制,1、盾构隧道组段划分：综合等级,二、施工准备期盾构施工安全风险控制,1、盾构隧道组段划分：案例（北京地铁八号线二期某区间）,二、施工准备期盾构施工安全风险控制,1、盾构隧道组段划分：案例,二、施工准备期盾构施工安全风险控制,2、始发/到达端头加固设计：,始发端头土体失稳,到达端土体被推出,到达端地表塌陷,到达端涌水流沙,二、
3、施工准备期盾构施工安全风险控制,2、始发/到达端头加固设计：目的,二、施工准备期盾构施工安全风险控制,2、始发/到达端头加固设计：风险原因,二、施工准备期盾构施工安全风险控制,2、始发/到达端头加固设计：评估指标,二、施工准备期盾构施工安全风险控制,2、始发/到达端头加固设计：需要注意的问题,二、施工准备期盾构施工安全风险控制,2、始发/到达端头加固设计：加固土体的强度要求（板理论）,强度验算示意图,二、施工准备期盾构施工安全风险控制,2、始发/到达端头加固设计：强度计算公式,国外日本JET GROUT 协会(JJGA)规范的计算公式，加固厚度为：,其中： P：洞门中心处的水土压力合力； D：
4、封门直径； ：加固土体的极限抗拉强度； 安全系数K0 取1.52.0，计算系数 取1.2。,二、施工准备期盾构施工安全风险控制,2、始发/到达端头加固设计：强度计算公式,国内（静力理论）最大弯曲应力（中心处）：,最大剪力（支座处）：,二、施工准备期盾构施工安全风险控制,2、始发/到达端头加固设计：整体稳定性要求（滑移失稳理论）,整体稳定性验算图,二、施工准备期盾构施工安全风险控制,2、始发/到达端头加固设计：稳定性计算公式,抗滑安全要求：其中： M：滑动力矩； M抗：抗滑力矩； C：加固前土体的粘结力； C：加固后土体的粘结力； H：上覆土体的厚度； P1：地面荷载。,二、施工准备期盾构施工安
5、全风险控制,2、始发/到达端头加固设计：端头土体纵向加固范围,二、施工准备期盾构施工安全风险控制,2、始发/到达端头加固设计：始发端头土体加固长度,无水始发,满足条件：强度+稳定性+变形特征（土压建立前）,二、施工准备期盾构施工安全风险控制,2、始发/到达端头加固设计：始发端头土体加固长度,有水始发,满足条件：强度+稳定性+变形特征（土压建立前）+渗透性（水+沙+压力）,二、施工准备期盾构施工安全风险控制,2、始发/到达端头加固设计：到达端头土体加固长度,无水到达,二、施工准备期盾构施工安全风险控制,2、始发/到达端头加固设计：到达端头土体加固长度,有水到达,满足条件：强度+稳定性+变形可控特
6、征（土压消失后）+渗透性（水+沙+压力）,二、施工准备期盾构施工安全风险控制,2、始发/到达端头加固设计：端头土体横向加固范围,二、施工准备期盾构施工安全风险控制,2、始发/到达端头加固设计：端头土体横向加固范围,根据理论分析和工程实践经验，孔洞口周围土体的最小加固宽度和高度可参考下表：,土体横向加固最小尺寸表,二、施工准备期盾构施工安全风险控制,2、始发/到达端头加固设计：案例（北京地铁大兴线某区间）,桩间土部分失稳、管线爆裂,二、施工准备期盾构施工安全风险控制,2、始发/到达端头加固设计：案例（北京地铁大兴线某区间）,鉴于右线发生的坍塌事故，左线进行了二次端头加固.,下部1/3洞门未喷浆,
7、补喷下部洞门,刀盘距围护桩2环时面层被挤破,所幸支护较到位，且迅即采取了小导管注浆等措施，左线安全到达。,二、施工准备期盾构施工安全风险控制,3、盾构设备适应性评估：盾构选型,二、施工准备期盾构施工安全风险控制,3、盾构设备适应性评估：,二、施工准备期盾构施工安全风险控制,3、盾构设备适应性评估：主要内容,二、施工准备期盾构施工安全风险控制,3、盾构设备适应性评估：案例,二、施工准备期盾构施工安全风险控制,3、盾构设备适应性评估：案例,叶片中部断面凹凸不平,螺旋输送机轴焊接处,二、施工准备期盾构施工安全风险控制,3、盾构设备适应性评估：案例,二、施工准备期盾构施工安全风险控制,3、盾构设备适应
8、性评估：案例,0.6bar,二、施工准备期盾构施工安全风险控制,3、盾构设备适应性评估：案例,螺旋输送机扭矩极具增大,二、施工准备期盾构施工安全风险控制,4、施工组织设计：,二、施工准备期盾构施工安全风险控制,4、施工组织设计：评估的主要内容,二、施工准备期盾构施工安全风险控制,4、施工组织设计：案例（北京地铁9号线某区间）,目 录,三、施工期盾构施工安全风险控制,1、始发与到达施工：始发,渗水,浆液和泡沫沿洞门密封处涌出,三、施工期盾构施工安全风险控制,1、始发与到达施工：始发步骤,三、施工期盾构施工安全风险控制,1、始发与到达施工：始发,旋喷加固效果,三、施工期盾构施工安全风险控制,1、始
9、发与到达施工：始发,三、施工期盾构施工安全风险控制,1、始发与到达施工：到达,渗水,带出大量细砂,地表塌陷,三、施工期盾构施工安全风险控制,1、始发与到达施工：到达步骤,三、施工期盾构施工安全风险控制,1、始发与到达施工：到达,三、施工期盾构施工安全风险控制,1、始发与到达施工：到达,三、施工期盾构施工安全风险控制,1、始发与到达施工：始发与到达风险原因,三、施工期盾构施工安全风险控制,1、始发与到达施工：案例（北京地铁八号线二期某区间）,塌陷进一步发展,回填后,三、施工期盾构施工安全风险控制,1、始发与到达施工：案例（北京地铁九号线某区间）,左线接收端,三、施工期盾构施工安全风险控制,1、始
10、发与到达施工：案例（北京地铁十号线二期某区间）,三、施工期盾构施工安全风险控制,1、始发与到达施工：案例（北京地铁十号线二期某区间）,三、施工期盾构施工安全风险控制,1、始发与到达施工：案例（北京地铁十号线二期某区间）,三、施工期盾构施工安全风险控制,1、始发与到达施工：案例（北京地铁十号线二期某区间）,9月9日右线到达中间风井情况,到达端头涌水情况,9月15日右线到达中间风井情况,9月22日右线到达中间风井情况,采取喷射混凝土堵水,9月25日右线到达中间风井情况,采用二次补浆堵水,到达端头涌水情况,三、施工期盾构施工安全风险控制,1、始发与到达施工：案例（北京地铁十号线二期某区间）,提前破桩
11、,补喷了砼,三、施工期盾构施工安全风险控制,1、始发与到达施工：案例（北京地铁十号线二期某区间）,接收端大量土体被推出,端头处流水带出大量细砂,三、施工期盾构施工安全风险控制,1、始发与到达施工：案例（北京地铁十号线二期某区间）,流水带砂,三、施工期盾构施工安全风险控制,1、始发与到达施工：案例（北京地铁十号线二期某区间）,钢板封闭管片和洞门空隙,接收端地表出现裂缝,涌水,三、施工期盾构施工安全风险控制,1、始发与到达施工：案例（北京地铁十号线二期某区间）,三、施工期盾构施工安全风险控制,1、始发与到达施工：案例（北京地铁十号线二期某区间）,出水涌砂情况,现场水沙情况,三、施工期盾构施工安全风
12、险控制,1、始发与到达施工：案例（北京地铁十号线二期某区间）,11.16盾构已上接收架，扇形挡板被推掉,另一侧突然大量涌沙出水,三、施工期盾构施工安全风险控制,2、盾构施工参数的设定与控制：,三、施工期盾构施工安全风险控制,2、盾构施工参数的设定与控制：不同组段施工参数控制准则,三、施工期盾构施工安全风险控制,2、盾构施工参数的设定与控制：不同组段施工参数控制准则,由以上盾构施工参数控制准则，并考虑不同组段的具体特点，得到主要盾构施工参数控制范围参考表。,三、施工期盾构施工安全风险控制,2、盾构施工参数的设定与控制：盾构施工主要参数控制范围参考表,三、施工期盾构施工安全风险控制,2、盾构施工参
13、数的设定与控制：盾构施工实时管理信息系统,区间长度、风险工程位置、进度、盾构等,刀盘参数,三、施工期盾构施工安全风险控制,2、盾构施工参数的设定与控制：盾构施工实时管理信息系统,螺旋机、铰接油缸、盾尾密封、VMT参数等,材料消耗统计,施工参数单环分析,施工参数多环分析,控制值1bar,控制值1bar,三、施工期盾构施工安全风险控制,2、盾构施工参数的设定与控制：,三、施工期盾构施工安全风险控制,2、盾构施工参数的设定与控制：案例（北京地铁九号线某区间）,地表塌陷位置,回填土,三、施工期盾构施工安全风险控制,2、盾构施工参数的设定与控制：案例（北京地铁九号线某区间）,土压异常区域,土压异常区域,
14、三、施工期盾构施工安全风险控制,2、盾构施工参数的设定与控制：案例（北京地铁大兴线某区间）,三、施工期盾构施工安全风险控制,2、盾构施工参数的设定与控制：案例（北京地铁十号线二期某区间）,三、施工期盾构施工安全风险控制,2、盾构施工参数的设定与控制：案例（北京地铁十号线二期某区间）,4550环土压01情况,5058环土压01情况,0.6bar,0.2bar,0.6bar,0.2bar,三、施工期盾构施工安全风险控制,2、盾构施工参数的设定与控制：案例（北京地铁十号线二期某区间）,北京西机务段铁路,始发井,右线塌陷位置,三、施工期盾构施工安全风险控制,2、盾构施工参数的设定与控制：案例（北京地铁
15、十号线二期某区间）,0.6bar,0.2bar,三、施工期盾构施工安全风险控制,2、盾构施工参数的设定与控制：案例（北京地铁十号线二期某区间）,墙体开裂,现场采取加固措施,三、施工期盾构施工安全风险控制,2、盾构施工参数的设定与控制：案例（北京地铁十号线二期某区间）,三、施工期盾构施工安全风险控制,2、盾构施工参数的设定与控制：,三、施工期盾构施工安全风险控制,3、施工质量：,三、施工期盾构施工安全风险控制,3、施工质量：,三、施工期盾构施工安全风险控制,3、施工质量：管片破损,管片掉块：主要是由于管片拼装过程操作不当，导致管片破损。一般采用的补救措施为水泥浆回填。,管片拼装操作不规范,管片掉块（螺栓附近）,水泥浆回填,三、施工期盾构施工安全风险控制,3、施工质量：管片破损,管片裂缝：,管片制作质量问题表现出来的裂缝,管片拼装过程由于操作不规范出现的裂缝,三、施工期盾构施工安全风险控制,3、施工质量：管片错台,三、施工期盾构施工安全风险控制,3、施工质量：管片错台,三、施工期盾构施工安全风险控制,3、施工质量：管片渗漏水,螺栓处渗水,管片本身渗水,管片间渗水,管片环间渗水,三、施工期盾构施工安全风险控制,3、施工质量：管片渗漏水,
