中铁十局盾构施工技术

盾构施工技术，2016年4月，中铁十局集团有限公司，目录，1，盾构机原理，2，盾构施工关键技术及注意事项，3，盾构施工发展方向，1.1，盾构机简介，主要包括开挖系统、推进系统、排土系统、管片拼装系统、油压、电气、控制系统、姿态控制装置、导向系统、后墙注浆装置、后台车、集中润滑装置、先进钻机及预注浆、铰链装置、通风装置、土碴改良装置及其他重要装置，如盾构壳体盾构机总长74.3米，总重量500吨。盾构机机身(刀盘、前机身、中间机身和尾部)、连接桥架和1 #至5 #台车从前向后依次布置。盾构机原理盾构机原理盾构本体(由刀盘、前盾、中盾和盾尾组成)、连接桥架、1#台车、2#台车、3#台车、5#台车、4#台车、1.2盾构机原理盾构壳体支撑围岩并保护刀盘的旋转，在千斤顶推力的作用下，刀盘上的切屑和碎渣通过开口进入密闭室， 当密封室内的土压力与开挖面的压力平衡时，启动一端伸入密封室下部的螺旋输送机卸土，控制螺旋输送机的转速或盾构机的前进速度，实现密封室内土压力与开挖面压力的动态平衡。 道碴土通过配套运输设备运输至隧道外部。盾构机原理演示。wmv，2。盾构机施工的关键技术及注意事项。盾构机施工是在隧道的某一段的一端建造一个工作井，使盾构机就位。盾构机从工作井的井壁开口开始，沿设计轴线驱动至另一端。盾构机的整体施工过程如下：始发井交付、盾构支架定位、盾构机下放、安装调试、初期掘进(l=80 100 m)、负环拆除及其他调整、正常掘进、盾构机到达中间站、盾构机经过中间站、盾构机重新安装调试、盾构机再次初期掘进、正常掘进、盾构机到达末站、盾构机解体外运、隧道清理及准备验收。2.1、端头加固技术及注意事项当盾构机进出隧道时，工作面将处于开放状态，并将持续很长时间。如果处理不当，地下水、流沙和泥浆会进入工作井，严重时会导致坍塌。加固的目的是提高端土的强度，堵塞地层中颗粒与水之间的空隙，确保盾构机启动和到达的安全。(1)、控制地表下沉，末端不塌陷。(在隧道入口中断期间，初始阶段)(2)当盾构开始进入固体添加状态时，或者当盾构到达固体添加状态时，不会有大量的水土流失。(3)重型机械作用下土壤的承载力。(主要指盾构吊装期)加固要求：(1)隧道闸门断裂后，能有效抵抗隧道闸门处的水土压力；(2)能有效封堵洞口围护结构侧的渗水；(3)、防护罩容易被固体打破；2.1.1端头加固的方法可以是单一方法或多种方法的组合，主要取决于地质条件、地下水、覆盖层厚度、盾构机直径、盾构机类型、施工环境等因素。同时考虑安全、施工方便、经济和进度。搅拌桩法：搅拌桩改变端土的内聚力和内摩擦角，主要适用于粉土、粘土层和砂层，但砂层的加固效果较差，必须与旋喷桩等方法配合使用。这种方法受到性能的限制可以进行单液和双液注浆，也可以同时进行跟踪注浆。2.1.2端部加固注意事项(1)、选择合理的端部加固方法(加固成功的关键)(2)、加固前的准备(要充分了解工作井孔周围地层的土质，掌握每层土的主要物理力学性能指标，以及受影响区域的地面；地下建筑物、构筑物、公共设施、地下管线等的勘察。(3)桩身垂直度不够，桩身偏斜，实体不连续，桩未咬合；(4)砂层施工参数选择不合理，无法达到预期的加固效果。可通过试桩和调整施工工艺来解决。(5)夹层处理措施不当；(6)、结束钢筋实施时间，尽早完成时间；(7)抽芯后不回注砂浆压实；2.2、盾构机启动掘进技术及注意事项盾构机启动是盾构施工的关键环节之一。其主要内容包括：盾构机启动支架的定位与安装、盾构机及后续台车的安装与调试、密封胶圈的安装、负环段的安装、盾构机的试运行、隧道洞口临时墙的拆除、盾构机的增压与掘进等。盾构机启动前，必须掌握盾构机的操作规程，并严格按照规程操作。拖架、拖架、密封圈、隧道破碎、盾构本体组装、盾构机启动掘进注意事项、当隧道门失稳主要表现为土体坍塌和水土流失时，主要原因是端头加固不好。在小范围的情况下，可以在喷射素混凝土的同时打碎门户混凝土，方法是封闭土体表面。对于严重的坍塌和不稳定，只有入口关闭并重新加固。(2)、门座封的主要目的是减少水土流失，主要原因也是端部加固不好和门座封安装精度不高。当在启动过程中发现门体密封效果不佳时，可在灌浆后及时调整配合比，使门体尽早密封，并可从门体密封外将速凝双液浆注入门体内部解决问题。(3)在初期推进过程中，当盾构刀盘到达隧道面并离开加固区时，盾构机容易磕头。根据地质条件，可能会出现超限情况。因此，通常要提高盾构机的启动姿态，合理安装启动导轨，快速通过，以避免磕头或减少磕头的影响。2.3、盾构机测量导向技术及注意事项由德国VMT公司生产的SLS-T自动导向系统控制，是目前世界上地铁盾构施工领域最先进的隧道掘进机自动导向系统。加强了施工过程的管理水平，提高了工程自动化控制的程度，降低了人工测量的劳动强度，提高了盾构施工的速度。其主要目的是通过系统确定所有相关点的坐标，并在盾构机操作室的计算机上显示前后基准点的水平和垂直偏差值及里程。该系统能够满足盾构施工测量的需要。航天测控制导系统主要由激光全站仪、ELS激光系统、个人计算机、调制解调器、电源、可编程控制器、测斜仪、软件等部分组成。VMT系统软件的主界面、整个系统的组成及各部分之间的相互关系如下图所示：为了控制盾构机自动导向系统的精度，保证隧道的准确贯通， 有必要定期使用隧道内的控制线来检查和调整激光全站仪的坐标，手动确定盾构机的位置是否与SLS-T自动导向系统显示的盾构机的位置一致，并调试盾构机自动导向系统。 调试工作主要是保证稳定性和可靠性2.4.1管片选择和安装技术管片选择应适用于隧道设计路线：根据隧道埋深和地质条件，管片选择应严格按照设计图纸要求进行。管片的选择应适应盾构机的姿态：管片三种类型，标准环、左转环、右转环。节段装配在盾构尾部，因此不可避免地受到盾构机姿态的限制。管片的平面尽可能垂直于盾构机的轴线，这样盾构机的推进油缸可以垂直推动管片，使管片受力均匀，避免掘进过程中管片损坏。同时，应考虑管片与盾构尾部之间的间隙，以避免管片因盾构机与管片碰撞而损坏。当盾构机因地质和推力不均匀而偏离线路设计轴线时，管片的选择应与盾构机的姿态相适应。K快、相邻两块、标准块、盾构隧道图片、人行道、运输道路、水管、高压电缆、空气管道、2.4.2、管片选择和安装注意事项。安装前应对管片进行检查，确认管片型号正确、质量良好、密封垫粘接不脱落、管片吊装孔的埋设位置正确、止回阀和密封盖完好无损、其他主要预埋件和混凝土牢固夹持和包裹、管片接头用螺栓、螺母、垫圈、螺栓、防水密封垫等附件准备齐全后，方可安装。每个环段安装完毕后，及时向各个方向拧紧螺栓，待环从护罩尾部出来后再拧紧。防止由于不固定的分段螺栓而导致的错位。2.5、管片后回填灌浆技术管片后回填灌浆(同步灌浆)旨在防止地层坍塌，并均匀分布作用在隧道上的土压力。在管片背面回填灌浆，形成一定厚度的填充层，防止隧道产生偏压和接缝张开。填充层本身充当防水层。回填灌浆的类型回填灌浆参数(压力、数量、强度)、同步灌浆混合系统、同步灌浆系统、2.6、盾构机到达技术和注意事项盾构机到达施工是指从盾构机到达接收井(或矿井隧道的扩大段)前50m到盾构机穿越段与车站接收井之间的隧道的整个施工过程，盾构机穿越段与车站接收井之间的隧道被推到盾构接收基座上。其工作内容包括：盾构机定位及接收口位置复核测量、地层加固、口处理、口环密封设备安装、接收底座安装等。与盾构始发相比，盾构到达是盾构始发的逆过程，其施工工艺基本相似。盾构到达穿越隧道入口时，盾构到达时的注意事项：(1)根据盾构的穿越姿态和隧道修正方案，修正应逐步完成，每环修正量不宜过大。(2)、当盾构机距端壁50米时，选择合理的掘进参数，逐渐减慢掘进速度，控制在20m/min以下，以保证端壁的稳定性。(3)盾构进入到达段后，加强地表沉降监测，及时反馈信息，指导盾构掘进。(4)、盾构机刀盘距离穿越里程小于10m，在掘进过程中，由专人负责观察孔洞变化，随时与盾构机司机保持联系，及时调整掘进参数。(5)当管片最后一圈管片组装完成后，通过管片二次灌浆孔注入双液浆进行封堵。在灌浆过程中，应密切注意隧道入口的情况。2.7、隧道防水技术及注意事项盾构隧道的防水工作应以管片结构的自防水和接缝防水为重点，确保隧道整体防水。同时，防水施工措施应按照“p为了防止隧道的上半部分泄漏并危及交通安全，隧道拱顶45的上半部分被填塞并密封。隧道的下半部分没有填缝，以确保隧道的长期防水效果。(3)用可更换的遇水膨胀橡胶密封圈作为螺栓孔的螺孔密封圈，加强防水。同步注浆和盾构推进二次注浆，在围岩坍塌前及时进行盾尾间隙注浆，不仅可以防止地面沉降，而且有利于隧道衬砌的防水，选择合适的浆液、注浆参数、注浆工艺，可以形成稳定的管片外围防水层，被管片包围，形成防渗层。同时，如果管片连接处出现渗漏，可以进行二次灌浆。利用管片吊装孔进行二次灌浆，二次灌浆浆液采用双液浆液，在管片外侧形成一圈防水层。2.8、其它技术工具更换技术、刀盘