20111012095021421-1土力学

1、环境岩土工程概论1 第三章、盾构施工对周围环境的影响一、城市地铁施工技术概述二、盾构施工技术三、盾构施工对周围环境影响及防治措施22010年9月17日北京大堵车3乘坐深圳地铁4问题1：地铁施工技术有哪些？深圳地铁工程经过的线路地质条件如下：问题2：能否单一采用一种地铁施工技术 完成地铁施工？地质条件复杂地下水丰富地下管线密布地上建筑物林立深圳地铁工程采用了地铁工程几乎所有的技术和方法一、城市地铁施工技术概述5（一）明挖法（三）暗挖法（二）盖挖法地铁施工技术:1、浅埋暗挖法2、盾构法6（一）明挖法：先开挖基坑，然后自下而上进行隧道主体结构施工及防水处理，最后回填土方恢复地面的施工方法。优点：适用

2、于各种地质条件，技术成熟，安全可靠，结构防水质量易保证，综合造价较低。缺点：对周围环境、市政管线、道路交通有较大影响。关键技术：深基坑支护、基坑大面积降水7罗湖站地铁采用明挖法施工8钻孔咬合桩支护钻孔咬合桩支护是利用超缓凝混凝土的特殊性能，采用高精度的全套管钻机通过专门工艺成孔、成桩，通过桩与桩之间的咬合搭接，可形成挡土、截水的连续支护结构。咬合桩9B1A2A1咬合桩横断面第一序桩施工A1A2冲击抓斗套管第二序桩施工套管底口刃角B110（二）盖挖法：已成为地铁车站的主要施工方法之一。盖挖法是先进行基坑支护结构和立柱的施工，然后由地面向下开挖至一定深度后，将顶部封闭（恢复路面交通），其余的下部工

3、程在封闭的顶盖下进行施工。主体结构施工方法有顺作法、逆作法、半逆作法。优点：缩短占道时间，减少对地面交通的干扰；受外界气候影响小。缺点：出土不方便，施工速度比明挖低。深圳地铁科学馆站采用盖挖顺作法施工技术。11（三）暗挖法：浅埋暗挖法发展概述山岭隧道爆破法开挖方法掘进法钻爆法掘进机械的发展TBM掘进法矿山法、浅埋暗挖法适用于围岩为岩石12TBM掘进机13矿山法新奥法提出拓展矿山法适用范围坚硬岩层软弱地层浅埋暗挖法成为城市地下隧道施工采用的主要方法之一破碎岩层14采用“浅埋暗挖法”修建的北京地铁天安门西站采用“浅埋暗挖法”修建的北京地铁复兴门折返线15“浅埋暗挖法”施工技术如何做到不引起周围地表

4、变形？（1）进行软弱地层预加固（2）采用适当的方法开挖（3）及时做好初期支护（4）最后做好二次衬砌16“浅埋暗挖法”预加固措施在软岩或土层中进行隧道施工，最重要的是提高围岩的自支护能力，以保证开挖和后续工作的进行。因此，必须采用辅助措施对地层进行预加固。17工作面注浆广州地铁地表深孔分段注浆“浅埋暗挖法”预注浆加固技术18“浅埋暗挖法”超前小导管注浆技术19“浅埋暗挖法”管棚设置202、盾构法基本原理:使用盾构机，在尽可能不扰动围岩的前提下修筑隧道的方法。优点：隧道沿线不需要施工场地，对商业、交通、居住影响小;穿越河底或海底时，隧道施工不影响航道，也完全不受气候影响;施工无需采取地下水降水，无

5、噪音、无振动等施工污染;自动化程度高、劳动强度低、施工速度快;在费用和技术难度上不受覆土深度影响。缺点：初期投资大，组装、解体、运输等费用高，刀具磨损、维修费用高，机械本身加工周期长，实际利用率低。（三）暗挖法：21二、盾构施工技术（一）盾构技术在我国的应用（二）盾构技术的原理（三）盾构技术的特点2223地铁隧道26台排水隧道26台引水隧道7台电缆隧道2台公路隧道3台上海地区盾构使用情况（截至1995年）（一）盾构技术在我国的应用2425盾构技术原理尽量不扰动地层而修筑隧道的方法。（二）盾构技术的原理与特点盾构刀盘压力舱钢壳保持开挖面稳定性管片壁后注浆体保持开挖隧道稳定26螺旋出土器刀盘盾体皮

6、带机后配套台车盾构机械27刀盘（前）28刀盘（后）29前盾（切口环）（前）30前盾（后）31中盾（支撑环）（前）32中盾（后）33盾尾34拼装好的主盾35刀盘刀盘旋转并利用其上安装的刀具切割岩土体被动支护开挖面面板式刀盘辐条式刀盘36压力舱利用压力舱内的泥土压力或泥水压力来平衡开挖面上作用的土压力和水压力，主动支护开挖面根据压力舱内提供压力方式的不同，盾构又分为：土压平衡式盾构泥水加压式盾构盾构机37泥水加压式盾构机将压力舱内充满泥浆，通过调节泥浆压力来平衡开挖面上土压力和水压力需要大型泥浆处理设备，占用场地，造价高泥水加压式盾构机适用于淤泥质粘土层、松散的砂土层、砂砾层、卵石砂砾层、砂砾和硬

7、土的互层等地层，尤其适用于地层含水量大、上方有大水体的越江隧道和海底隧道的施工。38土压平衡式盾构机压力舱内土体为塑性流动状态，通过千斤顶的推进力和排土器排土量来调节舱内压力 土压平衡式盾构机本身具有改善土体的性能，通过对各种土体的改良，能适应多种环境和地层的要求，可在砂砾、砂、粉砂、粘土等压密程度低、软硬相间的地层以及砾层、砂层等地层中使用。目前，土压平衡式盾构在全国地铁、市政、能源等工程建设中得到更为广泛的应用。39管片采用通用楔形管片衬砌，通过不同的拼装组合可以实现一定半径的隧道曲线。每环衬砌由六块管片组成，其中一块封顶块，两块邻接块，三块标准块组成，拼装后成环.40管片通缝拼装管片错缝

8、拼装41管模调试模板清理、涂脱模剂合笼后钢模尺寸检查钢筋笼入模就位管片制作42混凝土浇注管片浇注、振捣表面压实表面收光43浇注后的管片静养管片蒸养管片水养44管片抗渗试验压弯破坏试验45盾尾空隙管片盾尾止水带盾尾操作空间壁后注浆体46壁后注浆体钢壳厚度盾尾施工空隙填充注浆盾尾操作空间地基应力释放，地基产生变形导致47基本概念:使用盾构机，一边控制开挖面及围岩不发生坍塌失稳，一边进行隧道掘进、出渣，并在机内拼装管片形成衬砌，实施壁后注浆，从而不扰动围岩来修筑隧道的方法。对城市正常功能和周围环境影响小。盾构机选择是根据具体工程隧道特点和地基情况来制造和改造。应用于其它隧道时要进行改造。盾构机施工精

9、度要求高（掘进方向误差不超过30mm）。盾构机施工不可后退。（三）盾构技术的特点密封性和安全性在过江、跨海以及穿越湖泊等水下隧道的施工中成为首选48盾构机的制造、运输与安装主要生产制造厂有18家，集中在日本、欧美：德国海瑞克公司、维尔特公司；日本三菱重工、川崎重工、日立造船等公司；英国豪顿公司；美国罗宾斯公司；加拿大罗法特公司等。盾构机一般按照用户需要单独设计，一般直径8-10m的盾构机，需要半年多制造时间。制造厂试运行后，分解运输，到工地进行组装（一般3个月）在隧道起点，先开挖竖井，吊盾构机入井组装。49进洞井出洞井50盾构机下井拼装安装托架安装台车前盾下井中盾下井安装刀盘尾盾下井51安装螺旋输送器安装反力架准备始发后配套台车52盾构机进洞盾构机出洞53盾构机尺寸直径（m）33 55 77型号微型中型小型大型19891997日本东京湾海底隧道盾构机直径为14. 14 m，创下当时断面世界之最现在，盾构机的直径实现了一次次的超越上海崇明越江隧道盾构机和南京过江隧道盾构机直径都超过15 m城市地下管道54盾构机断面以圆形断面为主。特殊情况下，也采用其它断面。55盾构施工的工作人员：每班需