土压平衡盾构施工工艺PPT课件

。1.土压平衡盾构施工技术。刘，中铁建设重工集团，2016年10月。2.1.一般规定。1.1适用范围适用于使用土压平衡盾构机建造隧道结构。1.2参考标准和规范的编制1.2.1地下铁路工程施工及验收规范(GB50299-1999)。1.2.2地铁设计规范(GB50157-92)。1.2.3铁路隧道设计规范(TB10003-2001)。1.2.4盾构隧道工程施工验收规范。1.2.5公路隧道施工技术规范(JTJ 042-94)。1.2.6公路工程质量检验评定标准(JTGF80/1-2004)。中兴系列复合土压平衡盾构机是中铁建设重工集团吸收消化国外先进技术，基于中铁建设长期盾构施工经验开发的具有自主知识产权的大型隧道施工设备。它是国务院16大技术装备之一，适用于粘土、砂、砾石、岩石等地层。土压平衡盾构机通过刀盘旋转刀具切割土体，切割后的土进入密封土腔，土腔内的土压通过螺旋输送机的排渣来调节。土室内的土压力主要由螺旋输送机的挖掘量控制，挖掘量大时土室内的土压力减小，挖掘量不大时土压力增大。同时，刀头的切削速度与油缸的前进速度紧密配合，使土腔始终充满泥土，不会太密或太松，达到稳定开挖面的效果。有效控制地表沉陷，通过螺旋输送机和带式输送机进行夹渣、管片机管片衬砌支护，实现隧道全断面一次成型。土压平衡盾构机是集机械、电气、液压、控制、传感和信息技术于一体的隧道施工成套设备。它也可以称为隧道加工中心，使隧道建设工业化和智能化。它具有掘进快速高效、安全环保、可靠、施工质量高等特点。广泛应用于水利、电力、交通、市政管道等隧道工程中。4、2.1土压平衡罩。5、铁建重工土压平衡盾构、6、土压平衡盾构工作原理，7、各种刀头、8、2.2端头加固，为了保证盾构始发和到达时的施工安全，保证地层的稳定，防止端头地层坍塌或涌水等事故，根据工程地质、水文地质、地面建筑物和管道条件以及各始发和到达端头的端头结构的综合分析，确定隧道口端头地层的加固形式。端土横向加固最小尺寸表。9。端部加固，防止地层不稳定。加固1:确保隧道表面的土壤在开始凿除支护结构后能够保持自稳定；加固2:在盾尾进入入口防水装置前，防止入口地层涌砂和涌水。加固目的、屏蔽启动、10，端部钢筋长度，11、端头加固、加固范围，加固范围应根据覆盖盾构主机和预留一定面积用于封堵渗漏通道的原则。结合上海、南京、苏州软土地层加固实例，确定加固范围为隧道纵向。方向为隧道轮廓线外9m，横向为3m。护盾启动。12，。在检查端部土壤加固符合要求后，同时，盾构组装后隧道破裂。步骤1:首先，切断围护结构的保护层，切断外层所有钢筋，切断剩余的内排钢筋；步骤2:当盾构机在开始时与隧道面接触，到达时盾构机与围护结构接触时，切断内侧l反力架与工作井结构连接部分之间的间隙应用型钢填充，以保证反力架的脚板有足够的受力面，负环混凝土段应紧靠反力架。为了保证混凝土负环段受力均匀。启动设施安装、屏蔽启动、反作用框架、负环段、负环段、后型钢支架、20、21，2.4添加剂，在土压平衡盾构掘进过程中，为改善土壤流动性和防止其粘附在盾构机上而注入的一些添加剂。添加剂的作用是帮助稳定切割面(改善土壤的塑性流动性和止水性)；减少刀具的磨损；防止土室内的土壤被压实和粘附；降低输送机的扭矩和泵的负载。土室内的道碴土必须具有良好的塑性和流动性、良好的粘性、低内摩擦和低透水性。正常情况下，刀头切割的渣土可能不具备这些特性，导致刀头扭矩大，渣土不易流动，在土压力作用下容易压实固结，容易产生泥饼或泥块。根据地层情况，向开挖的土腔内注入泡沫、粘土或添加剂进行强制搅拌，使道碴土具有可塑性和抗渗性，螺旋机排土顺畅，土腔内压力易于控制和稳定。土压平衡盾构施工现场布置主要包括盾构机、道碴列车、门吊、管片供应、砂浆搅拌站、启动井、弃土坑、风、水供电系统等。施工准备3.1技术准备3.1.1根据隧道外径、埋深、地质、地下管线、构筑物、地面环境、开挖面稳定性和地表沉降值的控制要求，经经济技术比较后，选择盾构设备。3.1.2认真熟悉工程设计文件和图纸，对工程地质、水文地质、地下管线、涵洞、古河道及邻近建筑物进行清楚的调查，对上述内容进行总结，并在工程总体纵剖面图上表达出来，然后提出有针对性的技术措施，确保工程的顺利进行和邻近范围内原有建筑物的安全。3.1.3工程环境调查和现场踏勘为施工队伍的组建提供了充分的依据。待核实的主要项目有：(1)土地利用根据报告及附图，现场踏勘调查各建筑物的使用功能、结构形式、基础类型及其与隧道的相对位置。(二)道路类型和道路交通状况；(3)项目用地情况主要对施工场地、材料堆放场地、弃土场地、运土路线等进行必要的调查。(4)施工用电和给排水设施条件；(五)环境保护法律法规；(6)地下障碍物和管道。27、3.1.4根据施工设备的工程特点、技术性能和操作要领，各类设备的盾构司机和操作人员应接受岗前技术培训并持证上岗。3.1.5建立完整的测量和监测系统，以便在施工过程中控制隧道位置，监测地层沉降和结构变形，并及时反馈信息。3.1.6根据工程特点、工程用途、隧道结构、环境条件及其防护等级、施工设备性能、工程地质条件等进行施工组织设计，经审批后作为指导施工的依据。3.2材料制备3.2.1盾构隧道附加材料：粉质粘土、膨润土、发泡剂、高吸水性树脂、增粘剂等。3.2.2灌浆材料：砂浆、水泥浆和速凝剂。3.2.3衬里材料：钢筋混凝土管片。3.3.1隧道掘进机械主要设备和工具：土压平衡盾构机及其配套设备和备用刀具。3.3.2材料及分段运输机械：龙门吊、机车、分段车、砂浆车、道碴车。3.3.3电源3.4.6施工组织计划由监理部审批。3.4.7衬砌管片的批量生产已经开始。30，3.5劳动力组织，31、盾构施工一般流程。32，屏蔽安装启动，33、屏蔽启动模式、条件要求：待完成的车站站台地板结构的长度可容纳待放置框架的空间，一般需要84米(整机长度)。此外，在距离末端约84米处保留一个挖掘口。地面为堆放节段和行走出土的起重机提供了一个地方。、整机启动是指盾构机主机架和机架都放在车站地板上组装和连接，当机架和主机架一起向前移动时启动掘进。在初始阶段，将从开挖口吊起分段、材料和淤泥。整机启动和分次启动有两种模式：盾构启动模式，在分次启动掘进阶段，从盾构竖井中提升管片、材料和渣土。施工效率低，成本高，在整机无启动条件时采用。分体启动方式：将后支撑架全部(或部分)放在地面上，主机吊至地下，主机和小车通过延伸管道安装主机隧道。开挖约70m后，拆除延伸管线和负环段，将后支撑架和连接桥式起重机放入隧道内与主机连接，整机调试后恢复正常开挖状态。单独启动(管道启动的扩展)，35，盾构掘进分为四个阶段，1，负环掘进：由于需要调试盾构，参数需要调整，且开始加固区域被开挖，盾构负环掘进速度非常慢。2.起始段掘进：起始段掘进时，需要调整掘进参数，需要切换后方支撑管线，导致出渣效率低，掘进速度慢。3.正常区间掘进：盾构进入正常区间后，设备进入正常状态，运输系统也处于正常状态。盾构进入快速掘进阶段，掘进速度快。4.到达段掘进：当盾构进入到达段时，需要调整姿态，掘进速度开始变慢。标题：答：设备处于启动和试运行阶段。在掘进过程中，注意刀头转速、扭矩、推力等参数的控制和润滑脂的使用。驱动总推力反力架承受刀盘扭矩力、盾体与启动架之间的摩擦力、扭力块的阻力、主机的重力等。36，37，b，防止护罩侧向滚动和向下弯曲；屏蔽体易于侧向滚动，可使用低转速、低扭矩、正反转的刀盘进行调节。当盾构开始掘进时，应控制掘进速度。可以添加添加剂来切割刀头的土体，以降低刀头的扭力，并防止护罩向下弯曲。同时，应加强对盾尾支撑的观测，尽可能完善负环钢支撑。注意控制土室压力。d .根据控制土腔压力，调整螺旋输送机的挖掘量、挖掘速度和推进速度，以保证土腔内土压力和挖掘面土压力的相对平衡；e、早期开挖(前100米)是开挖摸索阶段，摸索与开挖相关的参数和设备性能，同时要加强维护和一些实践训练。负环段、起始架和反力架的拆除：为了在后期继续平台的工作并完成电池车的分组，负环段、起始架和反力架拆除：a .在拆除负环之前，反力架的对角撑杆被切断并向后移动；b、拆除负环，先拆除靠近反应架的第一环；拆除两个环的负环之间的连接螺栓4.1.2盾构隧道上部所需覆土厚度应满足以下要求：(1)在地面变形控制要求高的地区，各种盾构机的最小覆土厚度一般不小于隧道直径的1倍；(2)当实际覆土厚度不能满足上述要求时，应选择以下措施：当水下隧道覆土厚度不足时，应选择合适的技术增加覆土厚度或加固措施；(2)当陆地上的施工场地厚度不足时，可在设计允许的情况下调整隧道的埋深，也可选择合适的粘度来增加覆土厚度或利用井点来降低地下水位，使盾构使用的气压值与覆土厚度相适应，或利用注浆法来降低土壤的透气性。46、4.1.3平行双线应有足够的线间距，隧道与隧道、隧道与其他建筑物(构筑物)之间的最小土(岩体)厚度水平方向为1.0m，垂直方向为1.5m。4.1.4两条隧道平行或立体交叉施工时，应根据地质条件、土压平衡盾构的特点、隧道的埋深和间距以及地表变形的控制要求，合理确定两条盾构之间的错距。4.1.5土压平衡盾构掘进时，工作面压力应由试掘进50 100 m后确定，掘进中应及时调整并保持稳定。4.1.6掘进过程中开挖的道碴土应填满土仓，并保持盾构掘进速度和开挖量之间的平衡。47、4.1.7有下列情况之一时，应停止盾构掘进，并分析原因，采取措施：(1)盾构前方坍塌或遇到障碍物；(2)防护罩自旋转角度过大；(3)屏蔽位置偏离设计轴线太多；(4)当盾构机推力与期望值相差很大时；(5)当管片开裂或灌浆失败时；(6)当盾构驱动扭矩波动较大时；(7)壳体堵塞隧道衬砌环；(8)盾漂浮或磕头，前进方向难以掌握。材料质量要求4.2.1本工程使用的各种原材料、半成品或成品必须符合现行相关国家标准和设计要求，特别是防水材料使用前必须按规定进行抽查。4.2.2盾构施工中使用的添加剂材料应满足表16.3.2.1的功能要求。4.3职业健康安全要求4.3.1防护罩应保护在盾构工作井的地面上，淹没的墙壁和安全栏杆应保护在井口周围。4.3.2更换工具的人员必须经过培训，必须使用提升工具来提升和定位工具。更换滚刀时，应使用抓钳和起重工具。必须严格检查所有起重工具和用于起重工具的工具，以确保人员和设备的安全。4.3.3隧道施工期间应进行机械通风，以确保每个人每分钟需要供应3 m3新鲜空气；最低风速不小于0.15米/秒，隧道内温度不高于28；隧道内噪声不得大于90dB。4.3.4带压工作人员必须身体健康，接受过带压工作的专业培训，并制定和实施带压工作程序。环境要求，4.4.1鉴于盾构施工在特定的地质和作业条件下可能遇到的风险，施工前必须仔细研究并采取切实可行的技术措施来防止事故的发生。4.4.2应特别注意防止瓦斯爆炸、火灾、缺氧、有害气体中毒和涌水等。紧急情况下的对策和措施应提前制定和实施。50，5施工工艺，5.1工艺流程，51，5.2操作工艺，5.2.1盾构掘进过程中的道碴土质量控制：(1)土压平衡控制。土压力可以通过以下三种方式调节：调节螺旋输送机的转数；(2)调整提前量(3)防止刀盘上泥饼的形成：(1)土仓内的水、土和空气压力的设定值不应过高，应努力减小刀盘与前方岩土之间的挤压应力；(2)采取发泡剂等措施，切断裂隙水通道，控制地层裂隙水的流入；(3