关于入职以来对盾构的认知

1、入职后对盾构认知姓名：徐青衿职位：技术员日期：2016.10.4第一章 概述31.1概述31.2盾构机工作原理及少数装置31.2.1盾构机工作原理31.2.2少数装置3第二章 盾构法施工52.1盾构法概述52.2盾构法基本流程52.2.1盾构的始发52.2.2盾构拼装52.2.3盾构的掘进52.2.4衬砌、压注5第三章 地表沉降63.1地表沉降的规律73.2地表沉降的主要原因73.3地表沉降的监测与控制7第四章 排水与降水7第五章 施工监控量测8第六章 总结与鸣谢9第一章 概述1.1概述概述：盾构施工法是使用盾构机在地下掘进，在护盾的保护下，在机内安全地金星开挖和衬砌作业，从而构筑成隧道的施工

2、方法。由稳定开挖断面、盾构机挖掘和衬砌三大部分组成。盾构法的基本流程：在隧道的一端建造竖井或基坑，翠竹是基坑，将盾构安装就位，盾构从基坑的墙壁开孔出发，在地层中沿着设计轴线，向另一基坑的孔壁推进。盾构推进中所受到的地层阻力，通过盾构千斤顶传至盾构尾部已经拼装好的衬砌管片上。盾构机是这种施工方法的主要施工机具。它是一个既能承受围岩压力又能在地层中自动前进的圆筒形工程机械，但有少数还有其它形状，翠竹两个盾构机都是圆筒形。盾构机从纵向分为切口环，支撑环和盾尾三部分（即俗称盾前，盾中，盾尾）。切口环是盾构的前导部分，在其内部和前方设置有各种类型的开挖和支撑地层装置；支撑环是盾构的主要支撑结构，沿其内周

3、边均匀地装有推进盾构的千斤顶、挖掘机械的驱动装置和排土装置；盾尾是进行衬砌作业的场所，内部设置有衬砌拼装机和盾尾密封装置等。切口环和支撑环都是用厚钢板焊成的肋形结构，盾尾则是用厚钢板焊成的光壁桶形结构。目前常用的盾构机为泥水平衡式和土压平衡时两种，都为密封式盾构机。1.2盾构机工作原理及少数装置1.2.1盾构机工作原理原理为在盾构机内设置隔墙，进入土仓的土体，由土压提供足以使开挖面保持稳定的压力。前端有一个全断面切削刀盘，在它后面有一个储存切削土体的密封舱，在其中心处或下方装有长筒形的螺旋输送机，在密封舱、螺旋机以及在盾壳四周装有土压传感器，根据需要还可以装设改善切削土体流动性的塑流化材料的注

4、入设备。1.2.2少数装置切削刀盘：用于切削土体，同时将切削下来的土体搅拌混合，以改善切削土体的流动性。密封舱：用于存贮被刀盘切削下来的土体，并加以搅拌使其成为不透水的，具有适当流动性的塑流体，使其能及时充满密封舱和螺旋输送机的全部空间，对开挖断面实行密封，以维持开挖面的稳定性，同时，也便于将其排除。螺旋输送机：用来将密封舱内的塑流状土体排出盾构外，并在排出过程中，利用螺旋叶片与土体间的摩擦和土体阻塞所产生的压力损失，使螺旋输送机排土口的泥土压力将至舱外空气压力，使其不发生喷漏现象。塑流化材料注入器：用来向密封舱、刀盘和螺旋输送机内注入添加剂。因为当土体中的含砂量超过一定限度时，由于其内摩擦角

5、大，流动性差，单靠刀盘的旋转搅动很难使这种土体达到足够的塑流性。此时，就需要向切削土体内注入一种促使其塑流化的添加剂，经刀盘混合和搅拌后能使土体成为流动性好、不透水的塑流体。目前常用的添加剂有两类：一类为泥浆材料；另一类为发泡剂，这种材料可以在土体内形成大量泡沫，使土壤颗粒分开，从而降低了土体的内摩擦角和渗透性。又因其相对密度小，搅拌负荷轻，容易将土体搅拌得均匀，从而提高土体的流动性和不透水性。而且泡沫会随时间自然消失，渣土即可还原到初始状态，不会对环境造成污染。土压传感器：用于测量密封舱和螺旋输送机内的土压力，前者是判定开挖断面是否稳定的依据，后者是判断螺旋机的排土状态，如喷涌、固结、阻塞等

6、。第二章 盾构法施工2.1盾构法概述盾构法施工：包括盾构的始发和到达、盾构的掘进、衬砌、压浆和防水等。2.2盾构法基本流程2.2.1盾构的始发竖井：盾构法施工的隧道，在始发和到达时，需要有拼装和拆卸盾构用的竖井，通常有基坑，竖井为基坑一部分。始发竖井：始发竖井的任务是为盾构机出发提供场所，用于盾构机的固定、组装一级设置附属设备，如反力座、引入线等；与此同时，也作为盾构机掘进中出渣、盾构物资器材供应的基地。因此，始发竖井的周围是盾构施工基地，必须要有搁置出渣设备、起重设备、管片储存、输变电设备、回填注浆设施和物资器材的场地。到达竖井：两条隧道的连接方式有到达竖井连接方式和盾构机与盾构机在地下对接

7、方式。中间竖井：由于急转弯段施工技术的进步，此方法应用大为减少。竖井的施工：竖井的平面形状一般为圆形、矩形和其他形状，主要由竖井深度、挡土支护、建筑强度决定。翠竹为圆形。2.2.2盾构拼装盾构在拼装前，先在拼装室底部铺设50cm厚的混凝土垫层，在垫层内埋设钢轨，轨顶伸出5cm，可作为盾构推进时的导向轨，并能够防止盾构旋转。切口环与支撑环用螺栓连接成整体，并在螺栓连接面外圈加薄层电焊，以保持其密封性。盾尾与支撑环之间则采用对接焊连接。在拼装好的盾构后面，尚需设置由型钢拼成的、刚度很大的反力支架和传力管片。根据推出盾构需要开动的千斤顶数目和总推力进行反力架的社稷和传力管片的排列。一般来说，这种传力

8、管片都不封闭成环，故两侧都要将其支撑住。洞口地层加固：当盾构工作井周围地层为自稳能力差、透水性强的松散沙土或饱和含水黏土时，如不对其进行加固处理，则在凿除封门后，必将会有大量土体和地下水向工作井内塌陷，导致洞周大面积地表下沉，危及地下管线和附近建筑物。目前常用的方法有：注浆、旋喷、深层搅拌、井点降水、冻结法等。2.2.3盾构的掘进由于本人未有机会当盾构机司机，对启动和停止顺序，液压马达驱动，刀盘旋转，螺旋机土压、转速、出土量和速度，土压平衡，推进速度，注浆压力，刀盘转速，油脂，泡沫剂或膨润土量，盾构姿态，拼装，堵漏等具体参数不叙述。盾构掘进必须根据围岩条件，适当地调整千斤顶行程和推力，沿所定路

9、线方向准确地进行掘进。2.2.4衬砌、压注2.2.4.1一次衬砌在推进完成后，必须迅速地按设计要求完成一次衬砌的施工。一般是在推进后将几块管片组成环装（在翠竹为六块，三个标准块，一个封顶块，两个半梯形块），使盾构处于可随时进行下一次推进的状态。一次装备式衬砌的施工是依照组装管片的顺序依次拼装。管片的环向接头一般均为错缝拼装。组装前彻底清扫管片，防止错台有杂物，管片间应相互密贴。保持衬砌环的真圆度，对确保隧道断面尺寸，提高施工速度以及防水效果，减少地面沉降等甚为重要。紧固衬砌接头螺栓必须按规定执行，以不损害组装好的管片为准。由于盾构推进时的推力要传递到相当远的距离，故必须在此推力的影响消失后，再

10、次紧固螺栓。2.2.4.2回填注浆采用与围岩条件完全相适应的注浆材料及注浆方法，在盾构推进的同时或其后立即进行注浆，将衬砌背后的空隙全部填实，防止围岩松弛和地表下沉，以增加结构的整体性和抗震性。注浆材料不再叙述。采用同步注浆时，要求注入口的注浆压力大于该点的静水压力和土压力之和，做到尽量充填而不是劈裂。注浆压力过大，对底层扰动较大，将会造成较大的地表后期沉降和隧道本身沉降，还容易跑浆。注浆压力过小，则浆液充填速度慢，填充不充分。2.2.4.3二次衬砌二次衬砌（在翠竹是注浆）必须在一次衬砌、防水、清扫等作业完全结束后进行。由于接触的少，具体注意事项，过程，配合比等不再叙述。2.3注意事项盾构掘进

11、注意事项正确选择千斤顶台数，确保所需推力的装置，使盾构能按设计的线路方向行走，并能进行必要的纠偏。不应使开挖面的稳定受到损害，一般是在开挖后立即推进，或在开挖的同时进行推进。每次推进的距离可为一环衬砌的长度。衬砌组装完毕后，应立即进行开挖或推进，尽量缩短开挖面的暴露时间。不应使衬砌等后方结构受到损害，推进时应根据衬砌构件的强度发挥千斤顶的推力作用。在曲线段、上下坡段，或者修正蛇行等情况下，有时只能使用局部千斤顶。当采用的推力可能损坏衬砌等后方结构物时，应对衬砌进行加固。为使盾构能在设计线路上正确推进，预防偏移、偏转及俯仰现象的发生，盾构隧道施工前，应在地表进行中线及纵断面测量，以便建立施工所必

12、需的基准点。具体过程较繁琐，不在叙述。盾构的施工管理掘进时的施工管理为利用数据资料的方法，随着传感器与计算机的发展，在掘进管理的概念下已可将开挖、回填、线形、辅助设备的管理系统化，集中地、实时地进行综合管理。盾构掘进管理的目的是在保持隧道线形和开挖面稳定的同时，尽早进行尾隙处理，以防止围岩松弛和地表下沉等。掘进管理可分为四大项：即开挖管理、线形管理、注浆管理、管片拼装管理。具体来讲，开挖管理，检查开挖面土压、腔体内泥土状态；线形管理，分为盾构机位置和姿态，控制纵向振动、横向摆动和偏转，检查铰接的相对转角、超挖量和蛇行量；注浆管理，分为注浆状况和注浆材料，控制水泥浆或惰性浆注入量，注浆压力，控制

13、浆液稠度、强度、配合比等；管片拼装管理，分为拼装、防水和位置，检查真圆度、螺栓的扭矩，抽查漏水、管片缺陷、裂缝，检查蛇行量和垂直度。第三章 地表沉降3.1地表沉降的规律在饱和软黏土地层中采用盾构法施工时，在隧道纵轴线上产生的地表变形一般可分为三个阶段，即盾构前方地表隆起或沉降、施工沉降和固结沉降。通常，当盾构前方土体受到挤压时，盾构前方的地表有微量隆起；但当开挖面土体因支护力不足时，盾构前方土体发生向下向后移动，从而使地表下沉。当盾构推进时，盾构两侧的土体向外移动，在隧道衬砌脱离盾尾时，由于衬砌外壁与土壁之间有建筑空隙，地表会有一个较大的沉降，且沉降速率也较大，同时隧道两侧土体向隧道中线移动，

14、这一阶段为施工沉降，常在12个月内完成。由于施工过程中对周围土体的扰动，土中空隙水压力上升，随着空隙水压力的消散，地层会发生主固结沉降；在孔隙水压力趋于稳定后，土体的骨架仍会蠕变，即次固结，地层还会产生次固结沉降。3.2地表沉降的主要原因1.地层原始应力状态的改变：对于闭胸式挤压盾构机，由于出土过多或过少，或工作面上土压力或注浆压力不稳定，都会对工作面土体造成松弛或挤压，是工作面土体原始应力状态改变而导致地表下沉或隆起。2.地下水位的变化：盾构隧道施工中往往采用降低地下水位的措施。降水会产生固结沉降，具体过程不熟悉。3.盾尾空隙充填压浆不足：注浆不及时，或注浆量不够，注浆压力不合适时，会使盾尾

15、土体失去原始三维平衡状态。4.衬砌变形：衬砌脱离盾尾后，土压和水压使衬砌变形。5.受扰动土体的固结：具体过程较为繁琐与陌生，不再叙述。3.3地表沉降的监测与控制地表沉降的监测不再叙述，下面是地表沉降的控制。1.减少对开挖面地层的扰动：2.施工中采取灵活合理的土压值来保持开挖面的稳定。3.在盾构掘进时，严格控制开挖面的出土量，防止超挖。4.控制盾构推进一环的纠偏量，以减少盾构在地层中的摆动。5.提高施工速度和连续性。6.做好盾尾建筑空隙的充填压浆：7.确保注浆工作的及时性，尽可能缩短衬砌脱出盾尾的暴露时间，防止地层坍塌。8.确保注浆数量，控制注浆压力。9.改进注浆材料的性能。主要是配合比，凝结时间、强度、收缩量。关于盾构穿越建筑物的情况，现在还未遇到，不再叙述。第四章 排水与降水在深基坑和地下构筑物的开挖过程中往往会遇到地下水位高于施工作业面的情况，地下水的涌入及流砂的产生等会影响施工进度和质量。人工降低地下水位的常用方法为基坑明排和井点降水两类。由于尚未接触，不再叙述。第五章 施工监控量测地铁采用盾构法施工时，应对土体介质、隧道结构和周边环境进行监控量测，具体分为应测项目和选测项目。监控量测应在盾构掘进前测得初始读数。在对隧道结构、土体和周围环境监测的同时，应对盾构开挖面的压力、推力、推进速