盾构法施工(新手能看懂)课件.ppt

盾构隧道施工原理及方法 石家庄铁道学院土木分院地下工程系 朱 永 全 盾构机组成 a.手掘式盾构机 如图5-5-2所示，手掘式盾构机的正面是开敞的，通常设置防止开挖顶面塌陷的活动前檐及上承千斤顶、工作面千斤顶及防止开挖面塌陷的挡土千斤顶。开挖采用铁锹、镐、碎石机等开挖工具，人工进行。 图 5-5-2 手掘式盾构构造 手掘式盾构机 这种盾构机适应的土质是自稳性强的洪积层压实的砂、砂砾，固结粉砂和粘土。对于开挖面不能自稳的冲积软弱砂层、粉砂和粘土，施工时必须采用稳定开挖面的辅助施工法，如气压施工法、改良地基、降低地下水位等措施。目前手掘式盾构机一般用于开挖断面有障碍物、巨砾石等特殊场合，而且应用逐渐减少。 b.半机械式盾构机 如图5-5-3所示，半机械式盾构机进行开挖及装运石碴都采用专用机械，配备液压铲土机、臂式刀盘等挖掘机械和皮带运输机等出碴机械，或配备具有开挖与出碴双重功能的机械，以图省力。 图5-5-3 半机械式盾构构造 半机械式盾构机 为防止开挖面顶面塌陷，盾构机内装备了活动前檐和半月形千斤顶。由于安装了挖掘机，再设置工作面千斤顶等支挡设备是较困难的。 与手掘式盾构机一样，应有确保开挖面稳定的措施。适应土质以洪积层的砂、砂砾、固结粉砂和粘土为主。也可用于软弱冲积层，但须同时采用超前加固，或采取降低地下水位、改良地基等辅助措施。 c.机械式盾构机 如图5-5-4所示，机械式盾构机前面装备有旋转式刀盘，增大了盾构机的挖掘能力，开挖的土砂通过旋转铲斗和排土可以连续进行，缩短了工期，减少了作业人员。在开挖自稳性好的围岩时，机械式盾构机适应的土质与手掘式盾构机、半机械式盾构机一样，须采用辅助施工方法。 图 5-5-4 机械式盾构构造 (2) 半开敞式 是指挤压式盾构机，它是在开放型盾构的切口环与支撑环之间设置胸板，以支挡正面土体，但在胸板上有一些开口，当盾构向前推进时，需要排出的土体将从开口处挤入盾构内，然后装车外运，见图5-5-5。这种盾构适用于软弱粘土层，在推进过程中要引起较大的地面隆起。 图5-5-5 部分开放型盾构构造 (3) 密封式 是指在机械开挖式盾构机内设置隔墙，进入刀盘与隔墙土仓的土体，由泥水压力或土压提供足以使开挖面保持稳定的压力。密封式盾构机又分成局部气压式、泥水平衡式和土压平衡式几种。 ①局部气压式盾构。 在机械式盾构支承环的前边装上隔板，使切口环成为一个密封舱，其中充满压缩空气，达到疏干和稳定开挖面土体的作用，见图5-5-6。 图5-5-6 局部气压式盾构构造 局部气压式盾构 压缩空气的压力值可根据工作面下1/3点的地下静水压力确定。由于这种盾构是靠压缩空气对开挖面进行密封，故要求地层透水性小，渗透系数K小于1×10-5m/s，静水压力不大于0.1MPa。另外，这种盾构在密封舱、盾尾及管片接缝处易产生漏气，引起工作面土体坍塌，造成地面降陷。 ②土压平衡式盾构 土压平衡式盾构又称削土密封式或泥土加压式盾构。它的前端有一个全断面切削刀盘，在它后面有一个贮留切削土体的密封舱，在其中心处或下方装有长筒形的螺旋输送机，在密封舱和螺旋输送机，以及在盾壳四周装设的土压传感装置，根据需要还可装设改善切削土体流动性的塑流化材料的注入设备。 ③泥水加压式盾构 泥水加压式盾构的总体构造与土压平衡式盾构相似，仅支护开挖面方法和排碴方式有所不同。在泥水加压式盾构的密封舱内充满特殊配制的压力泥浆，刀盘(花板型)浸没在泥浆中工作。对开挖面支护，通常是由泥浆压力和刀盘面板共同承担，前者主要是在掘进中起支护作用，后者主要是在停止掘进时起支护作用。 拼 装 落 底 块 拼 装 邻 接 块 拼 装 标 准 块 拼 装 封 顶 块 管片拼装顺序示意图 第一步 第二步 第四步 第三步 拼装前的准备 管片拼装前，盾尾夹仓必须清理干净，里面不能有管片碎裂或小石块，以免使落底块拼装时，无法使其与上一环管片环面相平； 管片拼装时，检查管片的止水带有无脱落的现象，以免在管片拼装时翻到槽外，使与前一环的环面不密贴，引起管片的渗漏水现象； 检查管片的环面是否平整，如果不平整，应用及时采用黏贴楔子，对其进行管片的纠偏； 一般楔子的厚度分为种：1mm、2mm、3mm；楔子的黏贴量一般最厚为6mm，并且在黏贴时在膨胀止水带上多黏贴一条红色止水条，楔子的黏贴一般以阶梯式进行黏贴，楔子的黏贴不易过厚，以免使管片产生裂缝，影响隧道质量； 封顶块F块的拼装 拼装封顶块F块，为纵向插入式； 在其左右两侧涂刷润滑剂，使在插入时不会过紧，使止水带向外逃出，影响下一环管片的拼装；止