盾构施工技术说明小结.

盾构施工技术说明小结陳和2010.12盾构施工技术说明小结•１．基本设计条件•２．盾构机的概要•2-1.推进机构•2-2.管片拼装、选型•３．盾构机技术上的考虑点•3-1.硬岩层的对策•3-2.软岩层的对策•3-3.对复合地层的对策•４．同步注浆设备关联•5.端头加固技术盾构施工技术说明小结１．基本设计条件1）管片条件：外径φ6000ｍｍ(厚300mm)，宽1500ｍｍ(轴向插入)6分块盾构施工技术说明小结2.盾构机的概要2-1.推进机构盾构千斤顶,2000KN(20根)40000KN(1303KN/m2)铰接千斤顶,2500KN(16根)V型铰接(左右±２°、上下±１°)钢丝刷３道配备逆流板盾尾油脂自动给脂(６处)埋入型同步注浆装置(４处)管片拼装机刀盘减速马达刀盘体刀盘驱动盾尾部盾构施工技术说明小结2.盾构机的概要切口环人行闸Φ1250×2700L10英寸送泥管12英寸排泥管2英寸注入管（６根）可排出粒径Φ300mm中心回转接头盾构施工技术说明小结刀盘的配置硬岩层地盘掘削中硬岩／软岩层地盘掘削利于切削性利于取土性2.盾构机的概要盾构施工技术说明小结2.盾构机的概要•硬岩层地层(约150MPa)一般软土硬岩刀盘中硬岩刀盘中硬岩地层（中风化岩）(约70MPa)软岩层地层（强风化岩）(约50MPa)盾构施工技术说明小结2-2.管片拼装、选型盾构施工技术说明小结垂直方向水平方向2-2.管片拼装、选型盾构施工技术说明小结竖直方向下上新方向旧方向水平方向右旧方向左新方向2-2.管片拼装、选型盾构施工技术说明小结圆曲线－(－18)第2环第1环第3环第4环2-2.管片拼装、选型盾构施工技术说明小结盾尾间隙盾尾间隙标准环楔型环盾构机2-2.管片拼装、选型盾构施工技术说明小结2-2.管片拼装、选型盾构施工技术说明小结2-2.管片拼装、选型盾构施工技术说明小结2-2.管片拼装、选型盾构施工技术说明小结3.对盾构机技术上的考虑点3-1.对应硬岩层地层3-2.对应软岩层地层3-3.对应复合地层盾构施工技术说明小结１）刀盘：配置17英寸滚刀×40把单滚刀，刀间距：90～100mm。3-１．硬岩层的对策1.采用弧形刀盘2.采用中间支撑的方式3.充分考虑了弯曲确保架体的强度盾构施工技术说明小结此三种刀具应在何种地层使用？盾构施工技术说明小结普通滚刀：硬岩层掘削嵌入钨合金钢块：软岩层掘削嵌入钨合金钢及加强块：寿命加长约2倍3-１．硬岩层的对策2.滚刀盾构施工技术说明小结3-１．硬岩层的对策强化型滚刀盾构施工技术说明小结3.主轴承：寿命时间10000小时以上200kW(总功率1200KW)变频器马达×6台主轴承密封：高耐力・长寿命３排３列3-１．硬岩层的对策4.刀盘驱动部：装备液压驱动马达或200kW变频器马达（6台）主动搅拌棒被动搅拌棒盾构施工技术说明小结＜关于刀盘规格比较表＞软岩～中硬岩掘削中硬岩～硬岩掘削一轴压缩强度标准5～50MPa左右50～150MPa左右掘削模式扭矩重视型回转数重视型刀盘回转数回转数～2.6rpm～4.2rpm周速51.5m/min83.1m/min刀盘扭矩最大扭矩4297kN･m2686kN･mD3比α＝17.2(α＝10.7)D2比（β＝108）β＝67.7扭矩系数3-1．硬岩层的对策硬岩层地层掘进时(150MPa)盾构施工技术说明小结3-1．硬岩层的对策5.地下水压的对策a.刀盘密封b.盾尾密封耐压10kg/cm2耐压10kg/cm2钢丝刷３段＋自动供脂盾构施工技术说明小结3-１．硬岩层的对策6.前体固定夹锁a)控制振动b)抑制自转盾构施工技术说明小结3-1．硬岩层的对策7.方向控制铰接机构水平方向：±２°垂直方向：±1°盾构施工技术说明小结3-１．硬岩层的对策8.超挖机构由最外周滚刀来进行超挖单边25mm盾构施工技术说明小结单轴抗压强度和掘削速度・贯入度的关系计算条件・17英寸R/C40个・装备扭矩2686KN-(4.2rpm)・装备扭矩4297KN-(2.6rpm)・地质－砂岩・页岩・花岗岩(150MPa)024681012050100150200一軸圧縮強度(MPa)貫入量(mm/Rev)一律高转速・低扭矩模式低转速・高扭矩模式0510152025303540050100150200一軸圧縮強度(MPa)掘削速度(mm/min)一律盾构施工技术说明小结单轴抗压强度和更换距离容许磨耗量设定容许磨耗量:30MPa～50MPa20mm50MPa～200MPa10mm0100200300400500600700800900050100150200一轴压缩强度(MPa)更换距离(m)盾构施工技术说明小结3-2．软岩层的对策1.刀具配置(1/2)硬岩刀盘软岩刀盘须考虑刀盘、刀具的互换性重视硬岩(150MPa)切削能力盾构施工技术说明小结3-2．软岩层的对策2)刀头配置(2/2)中硬岩层掘进软岩层掘进考虑刀盘、刀具的安装互换性中硬岩用(70MPa)重视出渣盾构施工技术说明小结＜关于刀盘规格比较表＞扭矩系数3-2．软岩层的对策软岩层掘进时(50MPa以下)软岩～中硬岩掘削中硬岩～硬岩掘削单轴压缩强度标准5～50MPa左右50～150MPa左右掘削模式扭矩重视型回转数重视型刀盘回转数回转数～2.6rpm～4.2rpm周速51.5m/min83.1m/min刀盘扭矩最大扭矩4297kN･m2686kN･mD3比α＝17.2(α＝10.7)D2比（β＝108）β＝67.7盾构施工技术说明小结3-2．软岩层的对策3)防止结泥饼a.开口率的确保b.开口宽＝250mmc.开口率＝24%c.开口率＝28%盾构施工技术说明小结3-3．复合地层的对策地质强度不均一(硬岩／软岩层)考虑点・集中负荷偏负荷／偏磨耗的产生・方向控制性机器的蛇行・取土量管理地盘下沉盾构施工技术说明小结3-3．复合地层的对策1.集中负荷的影响b）采用１７英寸单刃滚刀a）考虑了偏荷重的情况主旋转环的选定・轴力耐力＞２５０KN・材质＞SNCM439・密封耐压＞0.3MPa・空转扭矩＞３０～４０N•ｍ盾构施工技术说明小结2.方向控制3-3．复合地层的对策铰接机构・采用能优秀控制方向的V型铰接装置・装备2500KN×16根・为更换滚刀而采用V型铰接装置・在地层变化时的姿态控制盾构施工技术说明小结3-3．复合地层的对策盾构施工技术说明小结盾构施工技术说明小结盾构施工技术说明小结3-3．复合地层的对策盾构施工技术说明小结3-3．复合地层的对策4.盾构千斤顶的辅助装置微速回路的追加装备低负荷追踪回路盾构机千斤顶高速缩回盾构施工技术说明小结3-3．复合地层的对策隔板注浆管装备六根可以从机内进行注浆或加固5)辅助的装置（机内化学注浆）10M盾构施工技术说明小结4.同步注浆设备1)盾尾盾构机壳体埋入式同步注浆装置带逆止板装置洗浄中清洗水注浆材料同步注浆盾构施工技术说明小结4.同步注浆设备2)盾尾部同步注浆装置流程图从管片注入（补充注浆）从注浆装置注入（同步注浆）可采用同步注浆・壁后注浆切换方式盾构施工技术说明小结5.端头加固技术5.1冻结施工是将自然状态下不均匀的地基通过冻结变成具有均匀力学性质的材料。分为盐水冷冻方式（间接冻结）和液氮冷冻方式（直接冻结）。5.2盐水方式使用冷冻机将盐水冷却到－20～－40℃，用循环泵将冷却的盐水输送到冻结管，冷却周围的地基，因地基内的热量、盐水温度上升，便再次用冷冻机冷却。通过冷冻装置使冷却的盐水在冷却管内循环，使地基冻结固化。5.3盾构工程的冻结规模大，一般广泛采用的是盐水方式。5.4液氮冷冻方式需要油罐车从工厂运到施工现场，再通过在冻结管中气化而使冷冻管周围地层的土壤冻结，气化后的氮气放入大气，液氮会在大气中释放损耗，只限于冻土量为150m3，以下的小规模工程。盾构施工技术说明小结盾构施工技术说明小结加固范围盾构施工技术说明小结始发、到达前往往需要凿除洞口井壁的混凝土，割断钢筋，以满足盾构顺利进出洞，而洞口的井壁混凝土有时要达到800mm或更厚，凿除时间长，要避免凿除过程发生坍塌，更要避免因开挖面暴露时间过长而坍塌或造成过大地表沉降。加固长度、宽度、加固方法的选择，还必须考虑经济合理，加固方法是否风险性过大，或过于保守，加固范围过大，等等。目前大多数的承包商往往在端头加固的一项的报价较低，如何采取经济合理、安全可靠的加固方法，是我们共同面对的一个课题。盾构施工技术说明小结盾构施工技术说明小结盾构到达的一般性工序控制1、口字止加固体水帷幕加上主加固体全长超过了盾构机长，将可能发生的涌水涌砂限制在一定范围内。2、当盾构的刀盘抵达洞门前沿的加固体时，盾尾已穿过了纵向第一道旋喷桩止水帷幕，暂停盾构掘进，通过管片吊装孔对盾尾后的5环管片注双液浆，确保止水帷幕外的泥水再没有通道进入井字帷幕内。3、待注浆的强度达到终凝后，迅速把洞门的钢筋砼破除，安装洞门密封，盾构迅速向车站内推进，刀盘进入车站时可能盾构与洞门之间的缝隙有喷砂水的现象，须立即收紧钢丝绳压紧洞门密封，喷涌严重时采用遇水膨胀的聚胺酯封堵（专业压注），如不是很厉害，可迅速把盾构往前推，盾尾到达3米范围的加固体内时再通过同步注浆，管片壁后注浆封堵。4、尾刷完全进入全截面加固体2米后，盾构机暂停两天，使注的浆液形成强度，此时盾构再最终进站。盾构施工技术说明小结1、除了工程地质勘探报告外，采用补充勘探的方法对端头土体的以下特性进行了解：土体强度（c、Φ、N值）、渗透系数（水平、竖直），土质情况（砂粒、粘粒、粉粒含量）2、盾构工作井施工期间暴露的全断面土体情况，观察和详细了解，掌握土壤分类分层的确切位置，为盾构进、出洞施工方案提供可靠的工程地质依据。3、所影响区域的地面、地下建筑物、构筑物、公众设施、地下管线等。通过实地调查了解，并与相关单位密切联系，以控制沉降量和制定相应监护措施。（危房的鉴定工作）。4、非正常性的地下水来源非正常性的地下水源对洞口土体稳定不利，会引起土体流失。主要是由于地下上下水道管线破裂及非正常的地面排水系统所致。要提前发现并及时封堵。5、洞口处的地下障碍物如桥台、木桩、钢筋混凝土桩、回填的大石块、废钢材等。这些障碍物埋深大小不等，如果在盾构通过的位置上，则必须人工进入盾构开挖面将其排除。遇到形状大、重量重、长度长的障碍物，地面挖孔人工处理困难的，还需在开挖后人工进仓处理。盾构施工技术说明小结谢谢各位对盾构工法的关注和支持！嗡班杂萨埵吽