隧道与地下工程PPT课件.ppt

浅谈隧道开挖方法之盾构法 SoutheastUniversity 2020 3 28 计算机科学与工程学院 1 盾构法 盾构法施工是以盾构 Shield 作为施工机械在地面下以暗挖修筑隧道的一种施工方法 盾构是一种钢制的活动防护装置或活动支撑 既能支撑地层压力 又能作为活动钢制圆形或半圆形装置在地层中推进 化的大型暗挖隧道施工机械 主要用于软弱 复杂地层的隧道施工 盾构是通过软弱含水层 特别是江河底 海底以及城市中心区修建隧道的一种机械 是一种集开挖 支护 推进 衬砌等多种作业一体 2020 3 28 计算机科学与工程学院 2 盾构法施工流程和技术要求 盾构法优缺点 盾构机的分类及构造 盾构法 2020 3 28 计算机科学与工程学院 3 盾构分类及构造 2020 3 28 计算机科学与工程学院 4 2020 3 28 盾构机主要由9大部分组成 他们分别是盾体 刀盘驱动 双室气闸 管片拼装机 排土机构 后配套装置 电气系统和辅助设备 计算机科学与工程学院 5 刀盘 刀盘是一个带有多个进料槽的切削盘体 位于盾构机的最前部 刀盘直径6 28m 也是盾构机上直径最大的部分 刀盘上可根据被切削土质的软硬而选择安装硬岩刀具或软土刀具 刀盘的外侧还装有一把超挖刀 盾构机在转向掘进时 可操作超挖刀油缸使超挖刀沿刀盘的径向方向向外伸出 从而扩大开挖直径 这样易于实现盾构机的转向 法兰板的后部安装有一个回转接头 其作用是向刀盘的面板上输入泡沫或膨润土及向超挖刀液压油缸输送液压油 2020 3 28 计算机科学与工程学院 6 2020 3 28 计算机科学与工程学院 7 施工流程 1 在盾构法隧道的起始端和终端各建一个工作井 2 盾构在起始端工作井内安装就位 3 依靠盾构千斤顶推力将盾构从起始端工作井的墙壁开孔处推出 2020 3 28 计算机科学与工程学院 8 4 将隧道前端约二环衬砌的外周用盾构壳体支护 形成外部支撑 在盾壳的掩护下开挖地层及装配隧道衬砌 2020 3 28 计算机科学与工程学院 9 5 及时地向衬砌背后的空隙注浆 防止地层移动和固定衬砌环位置 6 盾构进入终端井并被拆除 如施工需要 也可穿越工作井再向前推进 2020 3 28 计算机科学与工程学院 10 2020 3 28 计算机科学与工程学院 11 技术要求 盾构法的施工技术方案和施工细节对围岩条件的依赖性 较之其他方法尤甚 这就要求事先对沿线的工程地质和水文地质条件做细致的勘探工作 井要根据围岩的复杂程度做好各种应变的准备 盾构施工需要有气压供应设备 人工井点降水 衬砌管片预制 衬砌结构的防水设施及施工堵漏 隧道内的运输 施工测量 场地布置 拼装与拆卸工作并等施工技术的密切配合才能顺利施工 且用气压法施工时 会遇到压缩空气泄出倔压病等问题 2020 3 28 计算机科学与工程学院 12 盾构施工法的优点 1 安全性盾构施工方法属于暗挖施工 具有良好的隐蔽性 不受地面交通 河道 航运 潮汐 季节 气候等条件的影响 能较经济合理地保证隧道安全施工 可在盾构支护下安全地进行开挖 衬砌等 2 高效率盾构的推进 出土 拼装衬砌等可全部机械化 自动化作业 施工劳动强度较低 而掘进速度比较快 2020 3 28 13 3 危害小施工中噪声 振动引起的公害小 对周围环境没有干扰 隧道穿越河底 海底及地面建筑群下部时 可完全不影响航道通行和地面建筑正常使用 4 经济性适宜在不同颗粒条件下的土层中施工 多车道的隧道可做到分期施工 分期运营 可减少一次性投资 在松软含水地层中 修筑埋置深度较大的长大隧道 具有经济 技术 安全等方面的优越性 2020 3 28 14 盾构施工法的缺点 1 重复利用率低盾构是一种价格较昂贵 针对性很强的专用施工机械 对每一座采用盾构法施工的隧道 均应根据工程地质 水文地质条件 衬砌结构断面尺寸的大小进行专门制造 运送 拼装与拆卸等 且设备较复杂 因此 一般不能随便将其他隧道施工用的盾构重复使用 2 施工复杂盾构施工需要有气压供应设备 人工并点降水 衬砌管片预制 衬砌结构的防水设施及施工堵漏 隧道内的运输 施工测量 场地布置 拼装与拆卸工作并等施工技术的密切配合才能顺利施工 且用气压法施工时 会遇到压缩空气泄出倔压病等问题 2020 3 28 15 3 适用性受限当工程对象规模较小时 工程造价相对较高 如对于短于750m的隧道 有统计资料显示 被认为是不经济的 对隧道曲线半径过小或隧道埋深较浅时 施工因难较大 对水底隧道当覆盖土太浅时施工反而不太安全 盾构一次掘进的长度有限 国内 外的施工实绩分别为l400m和2500m左右 面且技目前的水平 盾构直径难以做到过大 一般认为 直径D 12m时为超大型盾构 世界最大直径为14 14m 4 地表变形不易控制用盾构法施工时 在隧道上方一定范围内 尤其是饱和含水松软土层很难防止地表沉陷 而且拼装衬砌时对整体防水技术要求很高 2020 3 28 16 中国盾构发展现状 当前 中国已经成为世界最大的盾构机市场 我国盾构机市场需求旺盛 据有关专家预计 随着我国城市轨道交通的发展 各类盾构掘进机未来潜在市场将有200亿元以上的产值 我国盾构机的市场有以下几个特点 1 地铁建设高潮将至 在国内 目前地铁已经开工的共23个城市 国务院批准的有33个城市 国内地铁盾构机由中心城市向四周辐射 到2015年将进入地铁发展的高潮 2 范围不断扩大 盾构机使用范围从城市轨道交通向市政地下管道发展 包括污水管道 电力管道 上下水 煤气燃气管道 城市共同沟 3 盾构机品种多样化 从单一的地铁盾构发展到多品种 包括土压平衡盾构 泥水盾构 开敞式盾构 以及其他异形 双圆 三圆 矩形 马蹄形等 盾构 4 已经从国内市场向国际市场发展 2020 3 28 17 2020 3