地铁区间隧道施工泥水平衡盾构施工工艺

地铁区间隧道施工

泥水平衡盾构施工工艺龚珑2015年11月15日主要内容一、泥水盾构二、盾构施工三、现场巡视四、问题探讨一盾构1、盾构起源1818年，法国工程师麦克•布鲁诺尔（M.I.Brunel）从蛀虫钻孔得到启示，最早提出盾构掘进隧道的设想。优点：在松软含水地层、地面构筑物不允许拆迁，施工条件困难地段，采用盾构法施工隧道能显示其优越性：机械化程度高、振动小、噪声低、施工速度快、安全可靠，对沿线居民、地下和地面构筑物及建筑物影响小等。缺点：（1）盾构机初期投入费用高，设备摊销费用大，对投标企业资金实力要求高；（2）盾构机定购、制造及运输周期较长，同时盾构法施工与车站接口协调较多，对工程筹划要求较高。2、盾构法3、泥水平衡盾构（1）工作原理在盾构开挖仓内注入压力泥水，通过泥水加压和外部压力平衡，在开挖面形成泥膜，产生泥水平衡，使开挖面土体稳定。盾构推进时刀盘切削土体表面的泥膜，与泥水混合搅拌后形成高密度泥浆，经泥浆泵送至地面，泥浆在地面经过分离，再次进入盾构的密封舱，不断地循环排渣。泥膜形成：当泥水压力大于地下水压力时，泥水渗入土壤，在土壤间隙形成一定比例的悬浮颗粒，被捕获并集聚于开挖面，泥膜就此形成。随着时间的推移，泥膜的厚度不断增加，渗透抵抗力逐渐增强。当泥膜抵抗力远大于正面土压时，产生泥水平衡效果。（2）结构功能结构划分：刀盘、盾体、人舱、渣土破碎系统、泥水循环系统、管片安装机、管片小车、后配套拖车等。功能划分：盾构掘进机、掘进管理、泥水处理、泥水输送和同步注浆等5大系统组成。二盾构施工1、端头加固常见的土体加固技术主要有高压旋喷法、深层搅拌桩、SMW工法、冻结法等。深层搅拌桩：利用深层搅拌机械，用水泥作为固化剂与地基土进行原位的强制粉碎拌合，待固化后形成不同形状的桩、墙体或块体等。SMW工法：通过深层搅拌机器搅拌，让水泥类悬浊液在原地层中与土体反复均匀混合，并根据一定的间隔插入H型钢或钢板桩等作为加强基材，待水泥固结后，形成的复合的连续挡土墙。冷冻法：将不稳定的含水地层采用冻结的方法，使之形成冻土层，提高其强度和自立性，同时形成完整的防水屏蔽。（1）工艺原理利用工程钻机钻孔到设计深度，将一定压力的水泥浆液和空气，通过其端部侧面的特殊喷嘴同时喷射，并强制与喷射出来的浆液混合，胶结硬化。喷射同时，旋转并以一定速度提升注浆管，能在土体中形成明显的拌和加固体。高压旋喷法（2）工艺流程内容编号检查项目标准检查方法备注1加固土体强度≥1MPa在每条隧道开挖线外侧施工2个钻孔取芯检查。（钻孔深度至开挖线底部）取岩土芯进行抗压强度试验2加固体渗透性≤1立方/d不得漏泥砂在洞门范围上下左右及中心各施工钻孔1个，检查其渗水量。钻孔要打穿地下连续墙3加固体匀质性加固体均匀利用钻孔取芯进行检查现场判定（3）地层加固效果检查①水文地质开挖面位于粉质粘土加砂、粉细砂，地下水丰富、水位高且具有承压特征。②端头加固及降水盾构始发端头采用高压旋喷桩加固，始发前降水至开挖面以下1m。（4）王宗区间端头平面加固区域12.2m（横向）×12m（纵向），立面加固深度12.2m，加固区为隧道轮廓上下左右各3m，前方12m，三重管旋喷桩采用Φ800@500mm。3、盾构机安装与调试（1）盾构始发基座基座结构：基座由两根工字钢通过钢板焊接在一起，组成箱式结构钢梁。在钢梁上设置钢轨作为盾构导向轨道。基座就位后通过横向和斜向进行加固，两边使用横梁与始发洞口的预埋件进行焊接加固。（2）盾构机组装与调试盾构机耐空载调报试主要调试毛内容：液宿压系统，营润滑系统怀，冷却系足统，配电暗系统，注边浆系统以爽及各种仪乱表的校正卖。电气抹部分腾运行伏调试梅：检查送电花→检查电扒机→分系膨统参数设询置与试运吧行→整机剖试运行→吃整机再次柜调试。液压部椒分运行免调试：推进枕系统哑→管辟片安火装机袖→管幻玉片吊打机和茫拖拉犹小车冠→泥选浆系饼统→君注浆弓系统贯。（3）反力架再及支撑系予统安装反力架采架用组合钢谱结构件，储盾构始发隙时反力支静撑约需提熔供2000吨的反握力。4、洞门萌密封、败洞门破授除（1）洞泳门密送封洞门密封装获置由一熊道橡胶番密封与观两道钢紧丝刷组肥成（1）洞罗门破辱除洞门结构枪形式：地下连量续墙施候工洞口钥封门、驳钻孔灌另注桩施慨工洞口尺封门、SM揭W工法窄施工鸦洞口炎封门增、特蚂殊封孝门人工凿芝除，凿沾除工支作分刘两步凝：第一步烘：以手爬持风镐旱方式从上至朱下分层冻凿除洞门范围搜内的围护州结构外部旺混凝土和鉴钢筋，保垦留最内层扭钢筋，对店端头土体蹦进行保护洞；第二且步：采盾构潜准备资推进吴，割胞除围予护结租构内夏层钢贿筋，订刀盘只抵拢客掌子耽面。5、负叙环安投装第一环负役环管片拼军装前，在悔盾尾管片聋拼装区17巷0度范围内蹈均匀安设6根长2m、厚80mm的定轨位垫近块（设盾尾斩内侧纤与管嘴片外酿弧面混的间艰隙为85帽mm），在阀盾构内轮拼装好厦整环后域利用盾辟构推进到千斤顶恢将管片剂缓慢推泼出，当录管片推角出17邀00匆mm后开始拼声装第二环翅管片（切药不可将第哭一环管片躬全部推出絮垫块范围籍再拼装第贪二环，避流免管片下骂沉）。负嫩环管片按绒照错缝的宣方式进行着拼装。5、盾逢构掘望进（1）掘可进参士数掘进参数设定值备注泥水仓中心压力1.2～1.5bar考虑地层土体侧压系数0.4，系数取1.1～1.3。进浆比重1.10始发端处于粉质粘土和粉细砂层进浆粘度19始发端处于粘性土层掘进速度0～2cm/min最快掘进速度为6cm；避免泥饼产生进排泥浆流量差与掘进速度相匹配避免大的超挖埋深、旅姿态、钟本环掘乌进量、朱同步注闸浆量、惑推力、门扭矩材料篇：铸济铁管躺片、钢管霸片、预制钢悼筋混凝沈土管片管片厚度毒一般为隧别道外径的0.5郑~0.轧6倍，国采用300疗mm或350m丝式m，管片哑的宽度800～15阔00mm。环类型：或标准环＋原左、右楔皇型环环分块程：标准恰块+邻接块+封顶块，6块拼装涨工艺爸：错缝定拼装区，先润环后逼纵，在先下碗后上袖，封伯顶成流环（2）管帐片拼茂装（3）同步滩注浆及游二次注铁浆同步注阔浆：在盾构行掘进过脖程中，向脱出盾尾男的管片背矮后同步注炕入足量的井浆液材料装充填盾尾环厚形建筑照空隙，采用盾尾内浅置的注脑浆管进行手同步惰注浆衫。二次注阿浆：一般在薪管片与围屿岩间的空区隙充填密尤实性差或们管片衬砌丑出现渗漏旷的情况下搜，通过管挡片注浆孔悲向管片背墓后二次注帽浆。6、盾构拜接收（1）端头加屠固及降水（3）洞吹门密帖封、描洞门械破除（4）盾重构机耀拆除（2）盾构纠接收架疾安装7、盾构诵空推（1）导台穴施作（2）盾它构空顶推（3）管片腥背衬回年填（3）管片耻背衬回平填喷射揪米石杨回填:利用混凝土喷怎射机向盾壳外钉喷射米石（5～10总mm连续级满配的花壶岗岩米贩石），笼在管片圆脱离盾您尾时对馆管片进赔行支撑浙，防止戏管片下学沉产生贪错台，暖并增加帽盾构向震前推进瓶的摩擦花力。同步眯注浆补充耍注浆咏：采用二次燥注浆踩、地卡面钻嫌孔注霉浆，填充鞭管片耐背后坛尤其抹是顶