软土地层盾构施工技术与管理ppt课件

为防范风险，提高效益，提高盾构施工技术和管理水平，中铁十六局集团有限公司吴宣鹏，2013年12月，1，内容，1，地质是基础，2，设备是关键，3，人员(管理，技术)是保证，4，技术是先导，方案是第一，5，实施到位，规范施工，制定规章制度，6，信息化施工，7，技术水平提高，8，研究，总结，调整和改进不断进行。运用最基本的原理和方法研究和解决问题，确保土壤改良、土压力控制和开挖量控制9项，加强设备管理、材料和配件管理10项，风险防范、应急预案、快速反应和应对措施2项，1项，地质基础、地质条件、水文地质条件、主要地质特征的认识。详细调查，准确掌握地质情况。盾构机设备的地质要求或盾构机对地质条件的适应性。重大地质风险，处理不良地质，施工中注意地质变化的渣土改良措施，施工中改变地质变化对盾构机的影响的技术措施，加深对这一地质的认识，3。典型软土地层，软土地层：隧道段内，不同地段地质基本相似；在隧道的一段，地质情况基本相似。隧道段没有坚硬的地层。天津、苏州、杭州：但应注意砂层、砂层液化、粉土层不同压缩性、含水量高、有害气体等风险。4、软土地层盾构施工必须注意的六项关键技术。1 .盾构施工方案规划、盾构机选型、2 .工具配置及改进、3 .选择合适的土壤改良措施、4 .优化掘进参数、5 .特殊地段技术措施、6 .加强盾构机维护、5、6、有害气体特性、有害气体喷发现象气体分布范围结论建议、7 .杭州地铁蓬布站-建华站有害气体补充调查结果表明，有害气体不仅分布在整个区间， 而且在沪杭甬高速的西南部，那里有一个较高的压力区，在含气层位置恰好有一个接触通道。 区间有害气体将严重影响盾构掘进和联络通道的冻结施工。必须采取以下措施：1 .应提前进行控制放气，尤其是有害气体压力较高的部分。具体控制通货紧缩措施，请参见本报告第四节“控制通货紧缩指导措施”。2.设计单位应根据含气层的最大压力和含气层顶板与隧道结构线底部的最近距离，检查盾构隧道和隧道结构的稳定性。如果检查结果不稳定，可以对通风口进行加密，以控制整个断面的空气释放，并采取其他相应措施，确保隧道结构的安全和稳定。3.使用高抗渗材料。由于K23 240.0K23 440.0范围内的隧道结构位于含气层中，K23 352.0处的联络通道也位于含气层中，该区域有害气体进入隧道的可能性较大。建议该地区管片混凝土和连接通道混凝土采用高渗透等级标准。8、4、加强监测，改善通风条件设置专职有害气体监测人员，在盾构掘进过程中动态测定隧道内有害气体浓度，并在盾构隧道内安装自动报警器，必要时，可在盾构机前方使用先进的有害气体检测设备。此外，隧道内应使用大功率通风设备，以保持隧道内空气顺畅。5、施工安全规程(1)所有进入隧道的人员应进行安全教育，如防止有害气体和灭火。(2)严禁在隧道内点燃、吸烟或烧烤其他易燃材料，严禁携带火种或易燃材料进入隧道设备是关键，盾构机选型、盾构机监理、盾构机改造、盾构机配套设备、盾构机组装与调试质量、盾构机刀具配置与维护、盾构机维护、盾构机正确运行、盾构机的各种形式、施工形式、维护形式、盾构机的安全施工，10、2.1、盾构机选型在盾构工程中，首要问题是选择合适的盾构机。盾构机的选择和盾构机制造商的选择是相互关联的。在选择过程中，有必要对国内外盾构机制造商和国内外盾构技术的发展有足够的了解。盾构机的选型还必须对所选盾构机的结构和性能有深刻的了解。熟悉各种盾构机的优点及其对工程地质的适应性；只有这样，才能保证所选盾构机的先进性和适用性，充分满足工程需要。盾构机选型时，应特别注意刀盘和刀具的选择和配置。11、1.1盾构机的选择基于盾构机的选择应考虑以下因素：工程地质条件和招标文件中业主对施工场地尺寸的工程要求，盾构机在设计尺寸和挡角方面的先进性，适应性和经济性，盾构机制造商的信誉和性能，以及盾构机能否按期到达现场。12、1.2盾构机主要性能和参数的确定原则复合地层施工中盾构机主要参数的选择必须满足以下要求：(1)盾构机的整体性能和配置必须满足复合地层的施工要求。(2)保证盾构机刀盘和主驱动力的强度，刀具配置合理，使隧道开挖施工顺利进行。(3)确保永久隧道衬砌的安装质量。(4)主要参数有一定的安全系数，保证盾构施工安全和作业效率。(5)土壤改良设备齐全，环保性好。地面沉降控制在1-3厘米以内。(6)机械性能好，故障率低，可靠性高，能适应地质条件的变化。13、1.3盾构机刀盘的选择刀盘有几种类型：轮辐式、轮辐加面板式和面板式。对于复合地层，盾构机优选使用复合刀盘。对刀盘的具体要求包括：(1)刀盘采用面板结构(焊接成型后加工)，刀盘可配备各种形式的滚刀和/或齿刀(撕裂刀)等。并配有超挖滚刀。刀盘和盾体的材料性能指标不低于Q345B。刀头强度必须满足最恶劣的地质条件，不得变形或开裂。(2)刀头的易磨损部位和外缘应采用耐磨材料、耐磨板、堆焊耐磨材料等措施，以保证刀头的耐磨性、抗冲击性和外观精度。(3)刀头的开口率不应过大，并应采取措施和装置防止在刀头内形成泥饼。(4)刀盘上的所有刀具都可以在刀盘后面更换，方便施工时在土仓中更换。(5)刀盘驱动应有足够的动力储备和良好的安全性。14、1.4刀盘设计、生产和监理技术原则(1)刀盘是盾构掘进的基础。必须保证刀头的强度、耐磨性和可靠性。否则，无论刀具配置得多好，它都不会发挥应有的作用。(2)在刀头设计过程中，用户必须积极参与，根据自己的经验和知识提出自己的要求。(3)刀头必须注重结构形式、直径尺寸、重量、孔径比、刀具固定方法、耐磨保护措施等。(4)在刀头的制造、加工、热处理和焊接过程中，必须加强质量控制。建设单位应当、15、组装和调试质量、16、工具配置、17、18、19、工具选择和配置(1)工具分类工具一般可分为：按功能划分的挖掘工具；辅助切割器。挖掘工具：中心挖掘工具-鱼尾刀、中心滚刀、中心角刀等。面板挖掘工具-单刃滚刀、双刃滚刀、壳刀、角刀等。超挖挖掘工具-超挖滚刀、超挖刀、仿形刀等。周边挖掘工具-周边铲运机等。辅助工具：槽口刮刀、周边刮刀、磨损监测刀、周边耐磨刀等。刀具也可以根据安装方式、切削刃厚度、耐磨性、在常压下是否可以更换等进行分类。20.(2)刀具配置刀具配置应考虑刀具轨迹、刀片间距、穿透力、挖掘工具与辅助工具之间的高差、刮刀的切削角度、滚刀的启动扭矩等。根据多年的盾构施工经验，我们认为：根据地质条件，选择少量重型工具是不可接受的，但并不是工具越多越好。滚刀的起动转矩越低越好。刀具的合金形式和数量与经济成本密切相关，必须根据地质条件和隧道间隔长度进行合理选择和匹配。特别是，监控工具的布置不仅要考虑面板工具的状态监控，还要反映周边刮边器的磨损情况。应特别注意大直径盾构机。监测工具和挖掘工具之间的高度差应合理设计，不仅要考虑工具的安全磨损程度，还要考虑工具的合理磨损寿命。(3)刀具的选择刀具的选择包括：各种刀具的数量和配合；工具制造商的选择。刀头设计制造后，刀具轨迹线、刀具高度差、刀具安装形式和刀具形式基本确定。我们要选择的是挖掘工具是否都是滚刀，滚刀是否部分安装或软土工具是否全部安装。在广深地区复合地层盾构施工中，我们采用了三种形式，取得了良好的效果。微风形成：安装所有炉灶；中等风化地层：滚刀全部或大部分安装完毕；强风化地层：部分安装滚刀；全风化地层：少数部分可能提供或不提供滚刀。软土地层：由于不同的地质条件，软土切割机(除了切割桩基的特殊情况)必须根据使用情况及时调整配置方案。22.选择刀具制造商时，首先应通过投标选择性价比。第二，根据各厂家的刀具特点和优势，选择质量好、服务好的厂家。第三，在困难的地质条件下，必须选择性能更好的刀具。第四，经过多年的发展和完善，国产刀具在性能、价格和服务等方面都达到了国外同类刀具的水平。23、2.2工具磨损监测和状态评估工具包括多种开挖形式，如中央开挖、滚刀切割岩石、前方切割、铲运机犁松动等。工具磨损包括：通常，工具环开裂和偏心磨损；合金坍塌；正常磨损；过度磨损；刀架损坏等。如何根据刀具的磨损情况判断这种地质条件下的刀具寿命，选择合理的刀具更换方案。在这种地质条件下，如何根据工具的磨损情况来判断工具损坏的原因，是工具的质量问题、操作参数不当还是土壤改良不足。有必要根据地质条件和刀具磨损情况进行分析研究，并提出改进措施。一般来说，刀具磨损监测应综合运用刀具监测装置、经验判别和库口监测，实现对刀具磨损的基本准确监测。减少更换刀具的次数，延长刀具的使用寿命，提高施工效率，降低成本，防止刀具更换的风险，是加强刀具磨损监测和磨损状态评估的目的。24，2.3铜根据刀盘配置图和方向，测量和分析各刀具的磨损情况，根据使用时间和相对开挖长度确定合理的更换时间。常压工具更换应在稳定的土壤中进行，以防止坍塌等事故。在常压下更换刀具时，必须防止刀具固定螺栓拧紧、滚刀掉落、齿刀翻转等。25、(2)压力下工具的更换主要是压力下操作的安全问题。防止移除磨损较少的工具。压力作业技术要点：工作面泥膜质量；气压设定和自动调节；人员培训和操作安全；防止刀具等物品被遗忘。(3)刀具修复在刀具应用方面，刀具修复主要指滚刀的修复和使用刀架修复滚刀。有必要防止偏心磨损和滚刀壳体损坏的发生。否则，它无法修复，只能更换。26、2.4参数优化、滚刀启动扭矩的调整、盾构施工中刀具的改进，根据刀具的使用情况，及时更换刀具，优化施工参数，防止滚刀偏磨。根据地质情况调整滚刀的启动扭矩。根据刀具的使用情况、隧道长度和地质条件，可以对刀具的原始配置进行改进。(1)周边刮刀的改进。原始工具和改进工具，27，(2)工具改进的其他示例外围刮刀工具和改进工具的原始配置，可更换工具头，量具切割器，28，29，SSP软土高级声音检测系统，工具磨损测量系统示意图，30，31，安全技术操作程序，32，3，人员(管理，技术)是为了确保有足够的人员分配到岗位和职责，岗前培训和评估管理系统将鼓励人员技术水平的不断提高，提高人员对地质的熟悉程度，并提高他们对地质的掌握程度总体控制、参数及时可控调整、地面协调和运输协调、33、4、技术先导、方案先行、实施到位、施工方案专项方案、技术研究、技术培训、技术评估、技术研究方法：100个技术问题。技术管理机构：专家技术小组，34人，熟悉盾构工程(工程和水文地质；工程设计；重点、难点和特点；规模和工期)做好盾构工程规划和施工组织设计，确保常规地段盾构工程的顺利施工，确保特殊地段盾构工程的施工安全，加强盾构工程的管理，35、5、规范施工，制定规程，遵守规程，完善盾构机各种安全操作技术规程，双螺旋国家标准，规范特殊地段施工，36、特殊地段技术措施，穿越建筑物和管道的溶洞处理；小半径隧道中孤石的处理；修建小间距隧道；加固河段的技术措施；其他特殊困难路段的技术措施；37.香港地铁管理的深圳四号线不同的管理模式；38.深圳儿童医院宿舍楼外观盾牌直通；39.深圳儿童医院宿舍楼加固工程；40.照片可回收锚索施工(盾构刀盘遇到锚索缠绕)钻孔、锚索张拉、锚索回收、回收钢绞线，41，广州-东莞-深圳城际铁路隧道上方-东莞大朗镇地面数百栋房屋，无地面加固条件。信息化施工监控数据信息基础数据录入信息分析信息挖掘利用工厂信息程序信息循环信息47掘进参数优化和参数分析如何保证盾构施工顺利进行，正确选择盾构型号，合理的刀盘和刀具配置以及土体改良措施到位只是前提和基础。最重要的是不断进行技术分析，并根据分析结果优化掘进参数如何防止过度结算？(2)通过参数分析，可以判断工作面的工作条件和地层变化。通过优化和调整参数，泥饼的危害最小化。在某些地质条件下，根本不可能没有泥饼。我们所有的预防措施都是为了减少危险，防止刀头的进料口堵塞，防止刀头的所有刀盘形成泥饼。(3)防止盾构机螺旋输送机喷涌。(4)确保沉降控制在规范范围内。(5)确保良好的防护姿势。(6)防止盾构倾斜和倾覆(这通常不会发生在软土中)。(7)防止刀头因应力过大而变形和损坏。广州-东莞-深圳地区盾构施工过程中，至少有10个或10个以上盾构刀盘变形、开裂和脱落。(8)接近建筑物和构筑物时，尽量减少地层扰动。(1)监控信息流通。盾构施工期间，应根据实际需要进行跟踪监测。值班人员对地面监测数据进行综合分析，得出结