浅谈盾构法隧道施工及其易发工程灾害PPT课件

1、浅谈盾构法隧道施工浅谈盾构法隧道施工 及其易发工程灾害及其易发工程灾害 土压平衡盾构的基本原理图片演示 增大增大 / 减小螺旋输送机排放速度减小螺旋输送机排放速度 地下水地下水 压压 土压土压 增大增大/减小推进速度减小推进速度 压力压力 土舱压力主要控制因素图片演示 车架4车架3车架2车架1通风系统盾尾中盾前盾刀盘 刀盘前盾中盾盾尾 刀盘6.28m，前盾6.25m，中盾6.24m，盾尾6.23m 刀盘是一个带有多个进料槽的切削盘体，位于盾构机的 最前部，开口率为28，刀盘驱动可以使刀盘在顺时针 和逆时针两个方向上实现03.3转/分钟的无级变速。 前盾的外型像一个圆筒,在其内部安装有用于支撑刀

2、盘主 驱动装置和螺旋输送机的钢结构。排土系统中的螺旋输 送机的安放位置， 装有土仓保压系统的人行闸，工作人 员进入到土舱检察及更换刀具时，要使用人行闸。 进舱通道 连接螺旋输送机 连接中盾螺栓孔 支撑钢结构 主驱动马达 被动搅 拌棒 连接刀盘 螺旋孔 人舱闸门 中盾设备主要有推进油缸，铰接油缸，人舱，米字支撑 梁，走道平台，配电柜，超前注浆孔等 推进油缸 铰接油缸 超前注浆孔 盾尾没有钢结构支撑环，只有壳体，盾尾尾部有加强环，厚50mm，设有3 道盾尾刷，4用6备同步注浆孔，管片拼装机安装于壳体内。 盾尾下井连接 螺旋输送机下井安装 在其下部安装有管片运输设备，包括管片输送车、运送管 片的电动

3、吊车的连接桥轨道 7m储浆罐 注浆泵 手动注浆系 统 液压油箱 液压泵站 冷却系统 泡沫原 液箱 泡沫混 合液箱 低压补 偿柜 配电柜 空压机储气罐 变压器 电缆存放箱 污水箱 进水管卷盘 排水管卷盘 始发井场地标高控制，铺设盾体平移钢板 车架之间采用铁销连接 盾构施工测量的主要内容： 地面测量控制网的交接桩。 地面测量控制网点复核及 加密。贯通测量技术方案的制订。联系测量。地下控制 测量（地下主控导线测量、施工导线测量 ）。盾构机的 导向测量。竣工测量等等。 其中： 多方向水平角观测采用全圆观测法，归零差小于6秒； 导线点只有两个观测方向时，宜采用左、右角观测，左右角平均值之和与360。 的

4、较差应小于4“； 如遇长、短边需要调焦时，应采用盘左长边调焦，盘右长边不调焦，盘右短边 调焦，盘左短边不调焦的观测顺序进行观测； 观测竖直角不应30； 开始测量前应测量大气温度、大气压等气象参数并输入全站仪，改变其气象参 数。每条导线边测距应往返各测三测回，每测回三次读数，读数较差3mm往返平均 值较差应小于5mm。边长理论上应作高程归化和投影改化工作； 一般选用TC1800一级全站仪； 高山、楼房顶上测量一般情况下人员分工：测站记录、观测、搬运工共三人， 目标站两人。 平均 边长 (m) 导线 总长 (km) 每边 测距 中误 差 (mm) 测距 相对 中误 差 测角 中误 差() 测回数

5、方位角 闭合差 () 全长 相对 闭合 差 相邻 点的 相对 点位 中误 差 级 全站 仪 级 全站 仪 3503561/600002.546 1/350008 注：n为导线的角度个数，级全站仪、级全站仪标称精度分别为m =1, m=2,测距： 1mm1ppm,2mm2ppm 5n 高程控制网应在城市二等水准点下布设的精密水准网。高程控制网应在城市二等水准点下布设的精密水准网。 其中： 1、车站、隧道洞口或竖井口应设置二个以上水准点 2、观测方法：往测：奇数站上为：后前前后。 偶数站上为：前后后前。 返测：奇数站上为：前后后前。 偶数站上为：后前前后。 3、由往测转向返测时，两根标尺必须互换位

6、置。 4、视距60m，前后视距差1.0m，前后视距累计差3.0m 5、每测站观值限差：基辅分划读数差0.5mm 基辅分划所测高差之差0.7mm 检测间歇点高差1.0mm 主要技术参数应符合以下技术要求主要技术参数应符合以下技术要求： 每千米高差中 数中误差(mm) 附合水 准路线 平均长 度 (km) 水 准 仪 等 级 水 准 尺 观测次数往返高差、附合或环线 闭合差 (mm) 与已 知点 联测 附合 或环 线 偶然 中误 差 M 全中 误差 Mw 平 坦 地 山 地 2424 DS1 因瓦 尺 往返 测各 一次 往返 测各 一次 注：L为往返测段，附合或环线的路线长度（以km计）： n：为

7、单程的测站数 8L 2n 高程测量 1 1、长水准尺（、长水准尺（3m3m或或4m4m）应在每环前端法线面上置平；）应在每环前端法线面上置平； 2 2、用全站仪极坐标法直接测量每环中心（一般是粘贴反射片）、用全站仪极坐标法直接测量每环中心（一般是粘贴反射片） 坐标坐标(X,Y)(X,Y)； 4 4、或用三角高程法测量直接、或用三角高程法测量直接 测量环片中心三维坐标（测量环片中心三维坐标（X,Y,ZX,Y,Z）。）。 长尺法测量示意图：长尺法测量示意图： 5 5、 计算环片中心与隧道设计计算环片中心与隧道设计 中心的偏距，偏距在盾构前进方向中心的偏距，偏距在盾构前进方向 左侧为左侧为“负负”记

8、为记为“- -”， 偏距在偏距在 盾构前进方向右侧为盾构前进方向右侧为“正正”记为记为 “+ +” 。底板高大于设计高程垂直。底板高大于设计高程垂直 偏差为偏差为“正正”记为记为“+ +，反之垂直，反之垂直 偏差为偏差为“负负”记为记为“- -”。 3 3、用、用DS3DS3水淮仪直接测量每环水淮仪直接测量每环 前端底部高程；前端底部高程； R L/2 i 说明：1、R为隧道内径，L为 长水平尺长度，i为长尺底部与 隧道底之间的高差； 2、站标高=i+反射片至长尺底 部的高h 。 反射片 一般在贯通前一般在贯通前150150米米200200米再进行一次联系测量与主控测量，测米再进行一次联系测量

9、与主控测量，测 量方法与地下主控测量和联系测量方法相同。不另作介绍。量方法与地下主控测量和联系测量方法相同。不另作介绍。 贯通后的测量贯通后的测量 1. 1.主控测量主控测量 TCA TCA托架移站必须进行复测，离贯通面托架移站必须进行复测，离贯通面5050米新移站的托架掘进米新移站的托架掘进 5858环后必须进行复测，确保盾构机姿态测量误差环后必须进行复测，确保盾构机姿态测量误差10mm10mm。 2.TCA 2.TCA托架测量（频率、精度控制）托架测量（频率、精度控制） 一般至少在贯通前一般至少在贯通前100100米测量出洞洞门中心的实际三维坐标，向米测量出洞洞门中心的实际三维坐标，向 总

10、工室提供书面资料，由总工室下达盾构机贯通前盾构机姿态控制技总工室提供书面资料，由总工室下达盾构机贯通前盾构机姿态控制技 术指令。术指令。 3 3 出洞洞门中心三维坐标复测出洞洞门中心三维坐标复测 盾构机破洞后，应及时组织测量盾构机姿态。测量方法一般有两盾构机破洞后，应及时组织测量盾构机姿态。测量方法一般有两 种，测量测点三维坐标一般为全站仪直接坐标法测量法。下面仅介绍种，测量测点三维坐标一般为全站仪直接坐标法测量法。下面仅介绍 两种方法的外业测量方法两种方法的外业测量方法: : 1 1 破洞后的盾构机姿态测量破洞后的盾构机姿态测量 VMT的姿态显示图形 TBM 远程控制远程控制 后视棱镜后视棱

11、镜 铰接千斤顶铰接千斤顶 伸长测量伸长测量 G 1G 2G 4G 3G. n 主千斤顶伸长测量主千斤顶伸长测量 V 1V 2V 4V 3V. n SLUM-控制单元控制单元 盾尾间隙测量盾尾间隙测量 Disto 1 Disto 2 Disto 4 Disto 3 Disto 5 连接到连接到 办公室办公室 隧道管片隧道管片 TBM SPS - TBM PLC （数据采集数据采集 存储系统）存储系统） 控制中心控制中心 ELS 目标目标 黄色盒子黄色盒子 激光经纬仪激光经纬仪 显示器显示器 工业电脑工业电脑 1、支撑与底板连接处 2、3、托架支撑 4、托架底板 5、托架固定螺丝 6、仪器对中制动

12、螺丝 圆棱镜 166mm 激光标 靶 广州地铁二号线市二宫江南 西站右线R149环(鞠世健鞠世健 摄摄) 新加坡某地铁隧道管片开裂 (上海隧道工程股份有限公司上海隧道工程股份有限公司 摄摄) 2005年4月29日夜班，左线盾构机后点垂直姿态偏离中心达到180mm，大 小项目部决定转动刀盘，以使刀盘前方底部的豆粒石搅动，在推进中纠正盾构机 垂直姿态。 2005年4月30日0点50分时开始启动3个刀盘电机，凌晨1点刀盘NO1、 2、3电机先后过负跳闸（该现象在平时掘进中出现较多）。 后启用8个电机运转，但刀盘仍然无法转动，出现这些情况时，从设备 监控系统中发现故障提示为电机过负 。 最后做出了启动10个电机转动刀盘的决定，同时缩回了顶在管片上的 千斤顶，只留下24号一个千斤顶顶在管片上，启动后操作手发现电流上升较大， 刀盘扭矩瞬时值高达9720KNm，操作手马上停止操作，几秒钟后盾体突然发 生滚动，就产生了顺时针方向转动约29的翻转，一个千斤顶撑靴垫板被损坏， 盾构机的双轨梁、皮带机等部位也随之发生扭曲变形。 塌方处 2004年2月16日，左线盾构始发掘进前的准备工作已经大 部分完成，包括端头土体加固，洞门两根人工挖孔桩的