泥水平衡盾构施工技术概论(章龙管)PPT课件

.1，泥水平衡盾构施工技术，主要讲座：张龙管道，铁路隧道设备制造有限公司2013年7月。2，主要内容，1，泥水平衡盾构工作原理2，泥水平衡盾构类型3，泥水平衡盾构施工管理系统4，泥水平衡盾构施工关键技术5，工程实例。3，第一章泥水平衡盾构工作原理，4，一般隧道施工方法，明挖法，采矿法，掘进机，常用隧道施工方法，TBM硬岩掘进机，盾构，5，盾构机类型，稳定掌面介质的差异，土压平衡盾构，泥水平衡盾构。泥水平衡盾构、土压力平衡盾构、6，土压平衡盾构简介，土压平衡盾构的基本原理是利用应用于挖掘室的环形压力平衡开挖面的土压和土压，工具板切削的渣通过刀具上的开口进入土物，土在土物中混合，屏蔽用流动塑料改善。盾构推进圆柱的推力通过压力隔板传递到托塞尔的故土，然后传递到开挖面，保持开挖面地下水压和土压力的平衡，保持开挖面的稳定性。从压力隔板的孔延伸到土壤仓库的螺旋输送机的结构和基本原理，典型泥水平衡盾构的基本结构，泥水罐，气垫仓库，刀盘，主驱动，冲刷管，排水管吸气，破碎机位置，管装配机，主机排水泵，8、泥水平衡盾构的基本原理是，利用泥浆形成的泥浆地面上的泥浆，平衡压力平衡开挖面土壤和压力、泥浆膜、气垫仓、泥浆仓、冲刷管、泥水盾构、膨润土悬浮液(常用泥水盾构)，将泥浆引入泥浆室，在开挖面形成不透水泥浆膜，通过这些泥浆膜作用于开挖面的土压力挖掘的泥沙以泥浆的形式运至地面，用泥浆处理设备分开，分离的泥水再铺，运至开挖面。泥水盾构适用的地质范围很大，可以从软弱砂土到砾石层使用。泥水平衡盾构的结构和基本原理，9，泥水平衡盾构的基本原理-开挖面泥膜，泥水平衡盾构的结构和基本原理，10，泥水平衡盾构的基本原理-开挖面泥膜，泥水平衡盾构的结构和基本原理，11、泥水盾构泥浆回路输送系统、地面泥水分隔处、渣浆泵、泥水管道、隧道继电器泵、主机渣浆泵、泥水管道、泥浆管道延伸装置、泥水平衡盾构的结构和基本原理、12，盾构选型标准，盾构是一种特殊的施工设备，与地质适应性密切相关。13，1，工程地质因素：地层粒子梯度为盾构选择的基础1，左侧白色色域为碎石粗砂区，适用于泥水平衡盾构机的颗粒梯度范围。右侧的蓝色色域是细砂淤泥粘土区域，是土压平衡盾构机的适宜颗粒梯度范围。颗粒含量多，压载土壤形成非透水性流动塑料体，可以设定压力，传送到断面支撑土体，实现压力平衡。粗颗粒含量高的压载土壤不能形成具有这种功能的压载土壤，因此不能实现土压力平衡，泥水平衡盾的比重大的泥浆悬浮液只能形成泥膜并传递压力。在掘进方面，泥水平衡盾构机也适用于细颗粒土，但细颗粒浆的泥水分离困难，投入多，场地要求高。因此，图的区域分割考虑了综合因素。屏蔽选择标准，14，2，水文地质因素：地层渗透性是盾牌选择的第二个依据，地层渗透性和盾牌选择图均显示了地层颗粒与渗透性的一般关系细颗粒含量大的地层的渗透性小，粗颗粒含量大的地层的渗透性大，反映了渗透率和盾牌选择的关系：颗粒粗粒渗透是足够的量，压载土是流体，螺旋机器不形成环形因此，在图中，与土压平衡盾构机相对应的指示器在粗砂下，渗透率为10-4m/s以下。与泥水平衡盾构机相对应的指标为细砂异常，渗透率10-7m/s以上。，屏蔽选择标准，15、a在易发生流砂的地层中稳定开挖面，在正常大气压力下进行施工工作；b .泥水输送速度和均匀，开挖表面平衡土压力高，干扰少，地面沉降控制精度高；c .挖掘盾构，减少运输车辆，快速进展；适合刀具、小工具磨损、长距离施工；d .圆盘扭矩小，更适合大直径隧道施工。e .适用于软弱淤泥黏土层、松散砂层、砾石层、卵石层和压实土壤的互层等地层。地层含水量高，特别适用于上方有水域的跨江隧道和海底隧道。随着建设技术的不断进步，泥水平衡盾构的应用范围也在不断扩大。泥水平衡盾构特性，16、2章泥水平衡盾构类型、17，浆粉砂有两种系统。也就是说，日本系统和德国系统日本系统是直接控制型，德国系统是间接控制型，18，直接控制式泥浆护罩，日本和英国一般采用直接控制式泥浆护罩。直接控制的浆料系统过程如下：泥浆泵将地面泥浆池中的新鲜泥浆送到盾的泥浆仓库，与挖掘的泥土混合，形成稠泥浆，然后从污泥泵输送到地面泥浆分离处理站，分离，清除泥浆碴，流入稀泥浆池，调整泥浆密度和浓度，再循环使用泥浆的泥浆填料。泥塘的泥浆压力可以通过调节泥浆泵速度或调节控制阀的开闭度来实现。泥浆泵在底部安全，距离长，延迟效果好，控制泥浆压力不方便，一般通过调节调节阀的开闭度来调节泥浆压力。19，间接控制浆料屏蔽，德国使用间接控制浆料屏蔽，由泥浆和空气的双重回路组成。半隔板插入盾的泥浆池中，在半隔板前填充压力泥浆，在半隔板后盾轴线上方部分填充压缩空气，形成空气缓冲层，气压在半隔板后作用于泥浆和接触面，由于接触面的气体、液体有相同的压力，所以调节空气压力可以确定和保持与开挖面相对应的泥浆支撑压力。20，通过两个系统的比较，间接控制型泥浆与直接控制型泥浆泥浆相比，泥浆压力波动小，对开挖面土支护更稳定，对地表变形控制更有利。切口水压波动度，21，比较两个系统，缓冲气压舱示意图，22，第三章泥水平衡盾构施工管理系统，23，1，盾构隧道系统包括泥水盾构掘进机(即主机、刀具)和操作的动力设备、装载动力设备，以及与掘进机同时进行的后辅助拖车。双刃滚刀，刀具，刮刀，24，碎石机，25，2，浆料压力和循环系统包括吸入泵、包装系统、吸入管道和相关设备。26、泥浆系统的作用，必须满足及时对开挖表面泥浆进行隧道施工要求的泥浆、高质量膨润土制造的泥浆比重、粘度等技术指标高的透水砂层形成泥浆膜，稳定开挖面的要求；二是及时将被砍伐的泥沙形成的混合泥浆输送到土地上，分离处理后，调整回收的泥浆。浆体系统与盾构选型、掘进速度、地质条件等密切相关，不同的地质条件必须采用不同的浆体系统模型。27、支持泥浆作用，在泥浆盾牌挖掘中，为了形成泥浆膜，泥浆膜厚度随着渗透时间的增加，可以有效地提高渗透阻力。支撑和稳定开挖面土体。盾构通过泥浆压力和正面土压力产生泥水平衡效果，有效支撑正面土体。切削装置(如刀具和刀头)具有冷却和润滑效果。，28，泥浆配比设计，主要由膨润土、CMS、纯碱及水组成的膨润土的作用，增加泥浆粘度、比重、悬浮、触变性CMS(收缩甲基淀粉)的作用，降低失水率，增加粘度纯碱(碳酸钠)，调节PH值；29、希望泥水的技术指标、泥水比重为稳定开挖面，至少调节开挖面的变形，泥水相当重要。但是高比例的泥水会使泥浆泵超载，泥浆处理会导致困难；比重低的泥水具有减少泵负荷等优点，但会增加扁泥量，推迟泥膜形成。一般泥水的比重在1.051.3的范围内更合适。泥水的粘度可以通过泥水从漏斗容器流出的时间来判断泥水的粘度，从而表明外观粘性(清水中500cc漏斗粘度为19秒)。通常是2540秒/500cc的泥水。30，泥膜形成机制，类型1:泥浆很少渗透，只形成泥膜。类型2:地层土壤间距大，只渗透泥浆，没有形成泥浆膜。类型3:以上两种类型的中间状态，边缘形成泥浆膜，以便泥水渗透。31、泥浆成本控制路径，新浆控制膨润土混合比控制CMS混合比控制纯碱混合比调整纸浆新浆回收浆CMS新浆回收浆HEF回收浆CMS回收浆HEF回收浆膨润土碱，32，3，浆分离处理系统主要从泥浆中分离搬运的沙子。使用振动筛和旋风分离器分离。33，4，座安装和盾构尾墙后注浆系统主要用于支持挖掘后空间，及时填充盾构机外壳，创造今后剩余空间。包括管安装机、起重机、注浆泵和相应管路。分段安装机结构图、同步灌浆图、34，第四章泥水平衡盾构施工的关键技术，35，36，(a)盾构启动、到达，通常盾构启动和到达技术的核心是洞口基础加固范围、效果和孔环止水密封效果。包括高压旋喷桩、搅拌桩、冷冻桩、钢板桩、降水等公法，根据地质情况选择多种公法组合。地基加固的长度应综合考虑打碎东门后土体的稳定性和东门密封防水效果，加固长度最好大于盾牌主机的长度。37，高压旋喷施工，38，装配屏蔽，39，门封，40，启动屏蔽，41，隧道布置，成型隧道，42，(2)浆压力设定浆压力使用静止土压力(土水分法)作为控制上限，主动土压力。经过密集建筑时，压力设置接近上限。一般来说，砂、粉、粉、粉等渗透系数大的地层使用水土分计算。对于地面负荷偏移，必须对压力设置值使用过载和空载中间值。判断合理性的依据：a，压力设定应继续摸索，通过指标沉降及时纠正。b，在渗透性大的地层中，以泥浆渗漏量作为检查压力设定的依据是否合理。在施工过程中，根据各种参数分析，总结了适用于该工程的泥水压力参考计算公式。43，44，45，(3)隧道定向控制和调整，盾构姿态监控的隧道自动引导系统和手动测量支持。屏蔽隧道方向控制采用盾构机推进缸。隧道自动导向系统图，46，盾构掘进，盾构掘进同步注浆控制。47，(4)墙后注浆，盾构掘进过程中采用以下注浆方法：在通过盾构尾注浆管进行掘进的同时进行同步注浆；必要时，柱塞从尾部退出，然后通过陷入中保存的灌浆孔进行补充的第二次灌浆。，同步灌浆图，48，盾构隧道，管道组装，成型隧道，管道升降，49，(1)浆压平衡管理(2)压载土管理(3)姿态管理(4)灌浆管理(5)管装配防水管理(6)入口，出口施工管理(7)隧道内管道布置，施工管理，50、5章工程实例、51，工程实例1东京湾高速公路隧道，52，(1)项目概述15公里，由海底隧道、桥梁和人工岛组成，53，隧道纵断面和人工岛，隧道和桥梁连接图，54，主次衬管段，泥水盾构机，工程特点：大直径，盾构机外径14.14m；高水压，隧道底部水压0.6MPa；长距离隧道，每条1.75 2.85公里；复土厚度约为20米；的小厚度。柔软的地层。出发井在海湾中央。海底对接；二次内衬、轴和设备安装相交。55，(2)人工岛工程(1989.61993.10)，地层加固(1989.61990.9)钢套安装工作(1989.41990.11)钢结构：356000；钢管桩，板桩：31600T，56，人工岛建设现场，地下连续墙施工(1991.3至1992.10)壁厚：2.8米，深度：120米人工岛内部开挖(1992.11至1993.10)314000m3，结构楼板厚度，57，(3)盾隧道工程(1992.61997.4)，共8台盾机同时推进(从Ukishima联络道，Kawasaki，Kisarazu人工岛出发)。管道自动安装系统提高了施工效率，安装11个管道图纸需要110分钟。58、在海底进行冻结测试故障方式对接(50米远的情况下，在300毫米直径的水平孔上钻孔，确定两个相反屏蔽头的电位)位置校正前的准备位置校正验证隧道对接和第二阶段消除，59、60，工程实例2南水北调中线通过黄色隧道，(1)工程概况隧道断面直径7.0米，外40厘米厚钢筋混凝土薄板结构，分段宽度1.6米；内层为45厘米厚的现浇钢筋混凝土整体结构。61，南岸竖井平台，北岸竖井平台，北岸是黄河剩余的二级阶地，地势宽阔平坦，地面填充了约3米的平台。南岸开发了琼山黄土丘陵，北黄河边自然坡度较陡、大小不等的沟渠。建设平台位于黄河的主要航道上。62，S551盾构机，63、64，盾构建筑泥水处理用钢明克斯2套MTP-800浆处理系统泥浆处理系统，ZMTP-800泥浆处理系统由1套振动分选机、一次旋流、二次旋流分离组合而成。废浆使用三套压滤机设备过滤。浆料分离处理系统，浆料处理系统，65，调制纸浆系统，压滤机系统现场实物地图，66，管安装机，67，盾尾密封，68、武汉轨道交通2号线交河隧道工程武汉重大工程，隧道北江汉路站，南赤屋桥站。工程内容主要包括盾构区间隧道、明挖井、接触通道、钢中泵房等。江汉路站，九桥站，一，工程场所和范围，工程实例3武汉地铁2号线越江隧道。69、根据详细调查报告和设计文件，盾构隧道位于赤玉桥站初期约350米的横断面地层为：(3-2a)粉质粘土，(3-2)粉质粘土，粉质淤泥，粉质互层后约300米(3-5)河底从约80米底切割到风化泥浆粉砂岩，最大切削厚度为1.2米。泥浆、碎石粗砂、粉质粘土、粉质粘土、互层、粉质砂层、粉质砂层、粉质砂层、二、工程地质和水文地质、70，1、为了满足防灾、通风的需要，在临江设置深井，武昌风井深度为46米，汉口风井深度为38米，武昌风井是武汉主要城市的第一个深坑。iii、工程位置和范围、71，冻结加固，拆门，混凝土回填，灌溉压力，2，盾构机在高水压(0.43Mpa)下4个入口交叉风井施工风险。神盾