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盾构 施工 工艺流程

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。 盾构法地铁施工工艺 袁存芳 1前言 盾构法施工作为目前最安全、有效、高质量的城市轨道施工技术，受到了绝大多数市政工程的青睐。在21世纪中国社会经济快速发展的时代，全国大中城市都倾向于建设城市地铁和类似的市政工程。因此，盾构隧道目前在国内市场是不可估量的。 盾构施工结合了各种传统和现代技术创新，有固定的施工流程，包括许多施工环节。每一个环节或过程都必须有一个技术含量高的专门程序来指导，并辅以经验丰富的管理和操作人员，以充分发挥盾构施工的优势，实现项目的最大效益。盾构隧道的施工过程总结如下。各种子项目和子项目的建设应参考专项规划。 场地规划 2.1临时施工 根据当地政府和业主及其他上级部门的要求，确定临时施工所需的板材和模板。围墙等临时建筑应根据项目现场的类似项目进行施工。 生活区和生产区应严格区分，安全标志应悬挂在工地的显著位置。 生活区应包括办公区和住宿区，应合理规划。办公区应分为会议室和办公室，餐厅和厨房应分开确定，以避免安全隐患。 生产区应设有出入口，由专用围栏和生活区隔开，出入口应悬挂安全标志。在生产区，仓库和材料储存区应合理规划。 2.2临时设施 (1)压舱坑 粪坑设在始发井旁边。原则是便于吊车倾倒淤泥和土方车外运。道碴坑采用C20混凝土，底板和侧壁厚度不小于30cm。每个道碴土堆场周围应设置道碴挡板。道碴土堆场总的道碴储存量应1500m3。 (2)分段堆放场地 根据盾构施工门式起重机的设置，在起重机轨道之间设置分段堆放场地。原则是便于起重机的提升和放置，同时考虑到分段运输车辆便于进入现场。正式管片堆场的管片存储容量210片(35环)。 (3)砂浆搅拌站 根据盾构施工列车编组情况和盾构施工预留开口位置，拌和站设置在始发井入口区域。拌和站包括拌和楼、砂石堆场、水泥储罐、粉煤灰储罐和砂浆储罐。 砂浆搅拌站现场的所有钢筋混凝土将硬化并用作储罐基础。 (4)冷却塔和砂浆转运站 冷却塔和砂浆转运站设在启动井出口附近，冷却塔放置平台用工字钢或工字钢搭建。 (5)范 通风机临时设置在盾构始发井的出口处。根据隧道情况，穿越车站后可在车站入口单独设置。 (6)充电室 充电室位于启动井附近的空白区域，采用砖结构。 (7)材料和机电仓库 主要储存小配件和材料。 (8)料场 油、泡沫、铁轨、枕木、行人踏板等。对于盾构施工主要是堆放。 (9)小型机械堆场 主要堆放盾构施工用的备用道碴车、节段车等施工机械。C25混凝土用于加固院子的地面。 (10)洗车槽 施工现场两端的大门位置应设置洗车槽。所有进出工地的施工车辆在驶出工地前必须清洗干净。洗车槽采用下沉式，在洗车槽旁设置沉淀池，洗车槽排出的水经沉淀池沉淀后排入市政污水管道。 3人力资源配置 项目部将根据情况设置6个部门和1个房间或7个部门和1个房间。P (1)所选盾构机的类型和功能必须满足线路条件、工期、施工条件和标段环境的要求。 (2)所选盾构机应具有良好的性能和可靠性。 (3)相似地质和施工条件下盾构选型、施工实例及其效果。 (4)盾构机制造商的声誉、良好性能、声誉和技术服务。 4.2盾构机的选择依据 (1)招标文件的要求、投标设计、岩土工程勘察报告及投标段的其他要求、工程地质、水文地质、线路条件、地层沉降、工期、环境保护、施工条件等。隧道断面图。 (2)根据工程特点，盾构机应配备泡沫和膨润土注入系统，在掘进过程中进行道碴土改良，以实现土压平衡掘进和盾构机止水固结隧道面进入土仓进行各种作业的目的。 (3)专家会议的建议。 4.3盾构机的功能 (1)基本功能 它具有开挖系统、出渣系统、出渣土壤改良系统、管片安装系统、灌浆系统、动力系统、控制系统、测量和导向系统等基本功能。 (2)在高地下水砾石层中进行长距离开挖需要具备以下功能： (1)具有土压平衡模式掘进功能；(2)足够的刀头驱动扭矩和防护罩推力；(3)合理、高耐磨的刀头和刀具设计，足够的刀头开口率、开口形状和合理的位置；(4)能承受大偏心力矩的主轴承设计，主轴承设计寿命高，主轴承密封有效，刀盘减震设计；(5)盾构机铰接系统和盾尾密封系统在压力下具有可靠的防水密封性能；优良的道碴土壤改良系统：配有泡沫注入系统和膨润土注入系统；可靠的盾构机防喷设施：功能齐全、可靠的人员仓库设计； (3)能够处理大尺寸卵石和巨石： (1)刀盘和刀具具有中硬岩石的切削能力：安装在刀盘上的双刃滚刀破碎大粒径的大块岩石；(2)刀盘和螺旋输送机能满足一定粒径的卵石和碎石的卸料能力，且耐磨性高； (4)特殊路段通行能力： (1)通过砂卵石地层时，盾构机应具有土压平衡掘进和保压能力。(2)高水压地层，盾构机应具有防止喷涌的能力。(3)砂卵石地层的刀盘和刀具应防止磨损。 (5)精确的方向控制 盾构机必须有高精度的导向系统，以确保线路方向的正确性。盾构机方向控制包括两个方面： 盾构机本身可以纠正偏差。利用先进的激光制导技术确保盾构掘进的正确方向。 (6)环境保护 盾构施工的环境保护包括两个方面： 盾构施工期间对周围自然环境的保护，即地面沉降符合设计要求，无大的噪声、振动等。要求盾构施工中使用的辅助材料，如油脂和泡沫，不能污染环境。 (7)掘进速度满足计划工期要求。 (8)设备可靠性、技术先进性和经济性的统一。 4.4盾构机进场、吊装 (1)盾构机由供应商在工厂组装调试后，将分几大部分运输到施工现场。它主要包括前护罩、中护罩、尾护罩、刀盘、分段安装机和后支撑系统。 (2)盾构机吊装组装。吊装设备主要包括一台260吨履带吊、一台90吨汽车吊、2台85吨液压千斤顶和一批钢丝绳吊索。 (3)吊装时的注意事项： (1)履带吊工作区铺设20毫米厚钢板，防止不均匀沉降形成；(2)组装前，应准确定位起始底座(起始支架)；(3)组装大型零件时，应密切观察启动井的端壁，掌握其变形和受力状态；(4)吊装la时 盾构机组装和管道连接完成后，可以进行空载调试。空载调试的目的主要是检查设备是否能正常运行。根据实际测量的参数和供应商进行核对。主要调试内容包括：配电系统、液压系统、润滑系统、冷却系统、控制系统、灌浆系统、排碴系统以及各种仪表的校准。 (2)负载调试 空载调试证明盾构机具备工作能力后，即可进行盾构机的负载调试。载荷调试的主要目的是检查各种管道和密封设备的载荷能力，进一步完善空载调试无法完成的工作，使盾构机的各工作系统和辅助系统达到满足正常生产要求的工作状态。试掘进时间为负荷调试时间，根据情况一般为200米。 5.2盾构机操作 盾构作业包括组装后空载作业、200米载荷试验作业和正常掘进作业等几个阶段。空载运行项目和试验项目应按照与屏蔽供应商签订的供货合同中的相关条款进行。空载运行调试证明盾构机装配正确后，即可进行200米有载运行。有载运行是盾构掘进参数优化的过程。在此过程中，通过土压平衡盾构关键施工技术的综合应用，即开挖面的稳定和自控、盾尾的可靠封闭、同步注浆技术和盾构掘进姿态控制技术，为正常掘进参数的优化积累了经验。正常掘进是盾构机的快速掘进阶段。 5.3盾构机的启动、转弯、穿越、过渡 根据盾构隧道的施工特点，盾构机需要在分段吊装、整机组装和空载调试完成后才能启动。同时，盾构机单节施工完成后，根据既有车站的施工情况和结构情况，需要掉头、通过车站和转场的过程。 盾构机首次启动是整个标段主体结构施工中最关键的工序。开始前必须做好以下准备工作： 安装盾构机支架和反力支架。盾构机支架是盾构机的启动“基础”。必须保证准确的位置，以保证盾构机进入预留孔位置的准确性。反力架为盾构掘进提供反力支撑。反力架必须安装牢固。后侧位置必须有一个坚固的横撑或斜撑，通常由钢制成。 端头加固，为了保证盾构机启动阶段由于刀盘扰动对已有稳定土层，从而导致端头位置结构坍塌或漏水等事故，必须对启动端头进行加固，同时对到达端头的还必须进行加固，根据启动端头工程地质、水文地质、地面建筑物和管线情况以及端头结构综合分析和评价，选择不同的加固措施。具体加固措施见专项方案。 入口密封，入口用帘式橡胶和折叶压板密封。施工分为两步。第一步是做好首端墙施工时首端门预埋件的埋设工作。预埋件在埋设过程中必须与端墙的结构钢筋连接。第二步是在盾构正式启动前，清理孔内的道碴土后，及时安装封孔压板和橡胶帷幕板。 盾构机通过车站时，通过车站的过程相对简化，只需拆卸主机和拖车。但是，除非盾构机本身需要大量维护，否则不会在主机和拖车之间进行额外的拆卸。 正常情况下，当盾构机通过车站时，钢轨铺设在成型站的底板上。盾构机通过车站 盾构机的过渡是最复杂的过程，一般由于成型站的结构尺寸不能满足盾构机机身和台车的通行，盾构机的刀盘、主机和台车必须拆除，然后分别移出到达终点。盾构机的解体是装配过程的反面，只有注意安装标志才能为装配做好准备。其余部分基本上与原始组件相同。 6个部分的生产和供应 管片制造由有资质的管片加工企业承担，有6套管模，即4套标准环和1套左右转环。 6.1细分生产 分段生产包括钢筋生产、钢模准备、混凝土浇筑、脱模、养护和储存。细分质量控制的几个关键点是： 定期检查分段模具，确保分段尺寸的准确性；钢筋绑扎合格，保证保护层厚度均匀，以免产生强烈的开裂现象；吊装孔采用优质材料制作，连接牢固，确保吊装安全。橡胶止水带安装应均匀、牢固，以保证止水带效果。成品应严格按照规范进行维护。 各种主要材料的选择标准如下： 水泥：选用普通硅酸盐水泥，生产龄期不小于7天。 砂：选用细度模数为2.3 ~ 3.0、细粉含量不大于2%、含水量小于2%、氯离子含量不大于0.04%、可溶性硫酸盐含量不大于0.4%的硬质中粗砂。 砾石：粒径为5-20毫米，质地坚硬，细粉含量不超过2%，压碎指标不超过30%，氯离子含量不超过0.03%，可溶性硫酸盐不超过0.4%(重量)。 水：使用无有害物质的洁净自来水，严格控制水灰比，水灰比0.45。 钢筋：钢筋表面应清洁，无氧化皮、油漆和其他易脱落的污垢。钢筋必须平直，矫直后表面的伤痕和铁锈不应减少钢筋的截面积。 6.2分段储存和运输 分段应存放在预制厂，并根据生产日期和类型分三层堆放，以便查找，中间用方木垫起，以免损坏。吊装过程中，用龙门吊和叉车将管片吊在平板车上，运输至施工现场，施工现场设有临时管片存放场地。 7盾构机正常掘进施工技术 7.1掘进工艺流程和操作控制程序 (1)参数选择 盾构机主要工作参数 隧道模式 推力(t) 扭矩(tm) 刀头速度(rpm) 土仓压力(巴) 螺杆速度(rpm) 注意 土压平衡式 1200~2100 300~420 1~2 1.5~3.0 4~12 最常用的 半开型 1000~1800 210~380 1.5~2.5 0.5~1.5 6~12 开式 800~1500 110~380 2~3.5 0.5~1.0 6~12 (2)技术措施 明挖隧道技术措施； 答：切割主要使用刮刀和刀具，推进采用螺旋输送机的高转速、低扭矩和合适的转速。 乙：在开放式驾驶模式下，盾构机在行驶过程中会产生很大的滚动和振动。如果盾构机在施工过程中不小心滚动，可以将刀盘翻转过来进行校正。 C:同步注浆时，浆液可能会渗入盾构壳体与围岩甚至刀盘之间的缝隙。为了避免这种现象，可以采取适当增加浆液粘度、缩短浆液凝结时间、适当降低灌浆压力等措施来解决问题。 在砂卵层岩石的露天挖掘过程中，刀具磨损严重，温度高。因此，应注意观察和检查，及时更换工具，注入泡沫和膨润土进行冷却和润滑，以减少研磨。 半明挖隧道技术措施： 答：半明挖模式介于土压力平衡和明挖模式之间。滚刀和刮刀用于混合和破坏沙子和鸡蛋层。 b:为了既能稳定开挖面，防止地下水渗入，又能避免排渣时螺旋输送机喷涌，压缩空气压力应控制在1 ~ 1.5巴。 丙：泡沫应该注射 c:土腔压力是通过设置开挖速度、调整排土量或设置排土量和调整开挖速度两种方法建立的，应保持切土量和排土量之间的平衡，以稳定土腔压力。 d:盾构机的掘进速度主要通过调节盾构机的驱动力和转速(扭矩)来控制，排土量主要通过调节螺旋输送机的转速来调节。在实际掘进施工中，应根据地质条件、排碴土状态和盾构机的各种工作状态参数进行动态调整和优化。在这种掘进方式下，应采取道碴土改良措施，提高道碴土的流动性和止水性。 (3)航向的控制和调整 由于隧道开挖、隧道曲线和坡度变化、砂卵形成作业等因素的影响，盾构掘进不能完全按照设计的隧道轴线进行，但会产生一定的偏差。当偏差超过一定限度时，会使隧道衬砌侵入极限，盾尾间隙变小，管片局部应力恶化，地层损失增加，从而增加地表沉降。因此，盾构施工必须采用有效的技术。

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