盾构隧道施工技术措施及变形监测PPT课件

1、 1、场地作业少，隐蔽性好，因噪音、振动引起的环境影响小； 2、隧道施工的费用和技术难度基本不受覆土深浅的影响，适宜于 建造覆土深的隧道； 3、穿越河底或海底时，隧道施工不影响航道，也完全不受气候的 影响； 4、穿越地面建筑群和地下管线密集区时，周围可不受施工影响； 5、自动化程度高、劳动强度低、施工速度较快。 盾构法施工的优点 1、施工设备费用较高； 2、覆土较浅时，地表沉降较难控制； 3、用于施工小曲率半径隧道时，掘进较困难。 盾构法施工的缺点 盾构法主要施工程序 1、建造盾构工作井、建造盾构工作井 2、盾构掘进机安装就位、盾构掘进机安装就位 3、出洞口土体加固、出洞口土体加固 4、初推段

2、掘进施工、初推段掘进施工 5、掘进机设备转换、掘进机设备转换 6、盾构连续掘进施工、盾构连续掘进施工 7、接收井洞口土体加固、接收井洞口土体加固 8、盾构进入接收、盾构进入接收 井，井， 并运出地面并运出地面 盾构掘进施工的竖井 始发工作井始发工作井: 满足盾构掘进机安装和出洞施工的要求满足盾构掘进机安装和出洞施工的要求 接收工作井接收工作井: 盾构隧道掘进完成后进入接收井盾构隧道掘进完成后进入接收井,满足盾满足盾 构拆卸或转场吊装移位的工作空间要求构拆卸或转场吊装移位的工作空间要求 竖井施工方法竖井施工方法: 沉井法、地下连续墙围护、钢板桩围护沉井法、地下连续墙围护、钢板桩围护 常见的洞口封

3、门形式主要有：常见的洞口封门形式主要有： 外封门形式外封门形式 内封门形式内封门形式 特殊封门（井内外封门）特殊封门（井内外封门） SMW工法施工洞口封门工法施工洞口封门 地下连续墙施工洞口封门地下连续墙施工洞口封门 钻孔灌注桩施工洞口封门钻孔灌注桩施工洞口封门 常见的洞门结构形式常见的洞门结构形式 内封门进洞示意图 当工程埋深 深，井外是砂性土 渗透系数大、地下 水位高，要平衡地 下水压力较为困难， 则可采用井内外封 门形式作为出、进 洞技术措施。 井内外封门示意图井内外封门示意图 五、盾构施工出、进洞技术稳定正面土体技术 SMW封门示意图 一、盾构盾构选型 各工程在前期准备工作时最重要的是

4、做本工程所用盾构的选 型及设计，而盾构选型必须根据工程所穿越的地层土质条件进行， 选中的盾构性能必须解决三个技术问题： 1、支 护：用什么方法支护正面土体，在盾构推进施工中不 产生正面土体的流失，保持平衡。 2、开挖掘进：采用什么方法开挖正面土体； 3、排 土：开挖下来的土渣如何迅速的排除使正面土仓内土 渣排除速度与开挖速度相符。 二、盾构推进施工盾构推进轴线的控制 二、盾构推进施工盾构推进轴线的控制 二、盾构推进施工盾构推进轴线的控制 图21 二、盾构推进施工盾构推进轴线的控制 二、盾构推进施工盾构推进轴线的控制 图22 二、盾构推进施工盾构推进轴线的控制 图 23 二、盾构推进施工盾构推进

5、轴线的控制 图4 图5 二、盾构推进施工盾构推进轴线的控制 图26 图 27 二、盾构推进施工盾构推进轴线的控制 二、盾构推进施工盾构推进轴线的控制 二、盾构推进施工盾构推进轴线的控制 图28图29 二、盾构推进施工盾构推进轴线的控制 图 210 二、盾构推进施工盾构推进轴线的控制 二、盾构推进施工盾构推进轴线的控制 二、盾构推进施工盾构推进轴线的控制 隧道衬砌分类 按衬砌材料分: 1.铸铁管片 2.钢管片 3.钢筋混凝土管片 4.复合管片 三、管片拼装 管片拼装技术管片拼装技术 隧道衬砌（管片）构造隧道衬砌（管片）构造 圆形隧道管片拼装图：圆形隧道管片拼装图： 11等分管片拼装图二次衬砌的实

6、例 管片拼装技术管片拼装技术 钢筋混凝土管片制作钢筋混凝土管片制作 管片钢筋笼制作管片钢筋笼制作 高精度管片钢模高精度管片钢模 管片拼装技术管片拼装技术 高精度钢筋高精度钢筋 混凝土管片混凝土管片 管片堆放及管片堆放及 防水条、衬垫防水条、衬垫 管片试拼装 隧道拼装作业 三、管片拼装 三、管片拼装 图 31 三、管片拼装拼装方法 图32 图33 图34 三、管片拼装拼装方法 三、管片拼装拼装方法 图35 三、管片拼装拼装方法 四、压浆压浆作用 四、压浆对压浆材料的要求 四、压浆压浆方法 五、盾构施工出、进洞技术 盾构出洞 盾构进洞 五、盾构施工出、进洞技术事故现象和原因 洞口封门拆除后，井外土

7、体不能自立，井内洞圈的密 封装置还起不到阻挡洞外的土体，所以洞口外土体随之进 入井内，造成地面沉陷，影响附近地下管线和地面建筑物 安全使用，严重的造成井下无法施工。产生这种情况主要 时洞口土体加固不良，没能达到施工要求的标准。 五、盾构施工出、进洞技术事故现象和原因 五、盾构施工出、进洞技术事故现象和原因 五、盾构施工出、进洞技术事故现象和原因 五、盾构施工出、进洞技术事故现象和原因 五、盾构施工出、进洞技术关键点 五、盾构施工出、进洞技术稳定正面土体技术 五、盾构施工出、进洞技术稳定正面土体技术 五、盾构施工出、进洞技术井内设施注意事项 五、盾构施工出、进洞技术井内设施注意事项 五、盾构施工

8、出、进洞技术井内设施注意事项 图55 后盾支撑体系 五、盾构施工出、进洞技术井内设施注意事项 五、盾构施工出、进洞技术井内设施注意事项 图56 气囊密封断层示意图 图57 填料盒密封断面示意图 常见的进出洞土体加固技术常见的进出洞土体加固技术 盾构的进出洞施工中，为确保洞口暴露后正面盾构的进出洞施工中，为确保洞口暴露后正面 土体的稳定，必须采取有效的技术措施，对洞口的土体的稳定，必须采取有效的技术措施，对洞口的 土体进行加固，使洞口处的土体不流失、不坍塌。土体进行加固，使洞口处的土体不流失、不坍塌。 对洞口加固和处理方法有多种，应根据工程规对洞口加固和处理方法有多种，应根据工程规 模、工程地质

9、条件、施工环境、现场具备的条件，模、工程地质条件、施工环境、现场具备的条件， 经过经济技术比较后进行确定。经过经济技术比较后进行确定。 目前常见的洞口加固技术主要有：目前常见的洞口加固技术主要有： 深层搅拌桩深层搅拌桩 高压旋喷桩高压旋喷桩 SMW工法（深层搅拌桩工法（深层搅拌桩H型钢）型钢） 降水法降水法 冻结法冻结法 常见的进出洞土体加固技术常见的进出洞土体加固技术 土体加固的施工旋喷桩、深层搅土体加固的施工旋喷桩、深层搅 拌桩拌桩 1 l 2 l 2 3 4 lD 1 3 2 lD 1 l 2 l 2 3 2 lD 1 lD 土体加固的施工搅拌桩结合土体加固的施工搅拌桩结合SMW工法工法

10、 425 425425510*4=2040510*31=15810510*4=2040 680*22=114960425 680*2=1360 17170 土体加固的施工搅拌桩结合土体加固的施工搅拌桩结合SMW工法工法 SMW搅拌桩施工工序搅拌桩施工工序: 土体加固的施工冻结法土体加固的施工冻结法 冻结法的优缺点：冻结法的优缺点： （1）优点）优点 大深度、高地下水压、大土压、存在漏水大规模坍方危险，而高压喷射工大深度、高地下水压、大土压、存在漏水大规模坍方危险，而高压喷射工 法、注浆工法无发挥作用的情况下，冻结法仍有效；法、注浆工法无发挥作用的情况下，冻结法仍有效； 冻结法的截水性好且可靠，

11、发现强度早；冻结法的截水性好且可靠，发现强度早； 无公害；无公害； 设备体积小，可以在隧道内或竖井内施工，故施工受环境条件限制的情形少；设备体积小，可以在隧道内或竖井内施工，故施工受环境条件限制的情形少； 与其他加固方法相比，冻结法的加固范围小对施工有利。与其他加固方法相比，冻结法的加固范围小对施工有利。 （2）缺点）缺点 成本较高；成本较高； 存在冻结期内地层膨胀，解冻后地层沉降；存在冻结期内地层膨胀，解冻后地层沉降； 地下水流速地下水流速Vc1m/d时失效；时失效； 含水率小于含水率小于0.3时失效；时失效； 地中温度过高，效果差；地中温度过高，效果差； 地下水中的盐分浓度过大时，效果差。地下水中的盐分浓度过大时，效果差。 土体加固的施工冻结法土体加固的施工冻结法 a.盐水冻结盐水冻结 土体加固的施工冻结法土体加固的施工冻结法 液氮冻结液氮冻结 施工监测施工监测 一、土体介质的监测一、土体介质的监测 1.地表沉降地表沉降 2.土体沉降与位移土体沉降