一级建造师 盾构施工条件与现场布置全

一级建造师盾构施工条件与现场布置1K413032盾构施工条件与现场布置一、盾构法施工条件（二）施工准备3、工作井位置和施工方法选择采用盾构法施工时，一般需在盾构掘进的始端和终端设置工作井，按工作井的用途，分为盾构始发工作井和接收工作井，而在竣工后多被用作地铁车站、排水、通风等永久性结构。工作井位置选择要考虑不影响地面社会交通，对附近居民的噪声和振动影响较少，且能满足施工生产组织的需要。工作井应根据地质条件和环境条件，应选择安全经济和对周边影响小的施工方法，通常采用明挖法施工。4、工作井断面尺寸确定始发工作井平面尺寸应根据盾构安装的施工要求来确定。井壁上设有盾构始发洞口，井内设有盾构基座和反力架。始发工作井的长度应大于盾构主机长度3m，宽度应大于盾构直径3m以上；接收工作井的平面内净尺寸应满足盾构接收、解体和调头的要求；始发、接收井的井底板应低于始发和到达洞门底标高，并应满足相关装置安装和拆卸所需的最小作业空间要求。始发工作井尺寸应满足电瓶车出土吊装及管片吊装和人员下井楼梯安装的要求。5、掘进前准备盾构设备组装调试完成，开始掘进施工前，应完成下列工作：（1）复核各工作井井位里程及坐标、洞门钢环制作精度和安装后的高程和坐标。（2）盾构基座、负环管片和反力架等设施及定向测量数据的检查验收。（3）管片及辅助材料储备。（4）盾构掘进施工的各类报表。（5）洞口土体加固和洞门密封止水装置检查验收。二、盾构施工现场布置（二）施工现场平面布置与施工设施布置1、施工现场平面布置主要包括盾构工作井、工作井防雨棚及防淹墙、垂直运输设备、管片堆场、管片防水处理场、拌浆站、料具间及机修间、两回路的变配电间等设施以及进出通道等。2、施工设施设置（1）工作井施工需要采取降水措施时，应设相当规模的降水系统（水泵房）。（2）采用气压法盾构施工时，施工现场应设置空压机房，以供给足够的压缩空气。（3）采用泥水平衡盾构施工时，施工现场应设置泥浆处理系统（中央控制室）、泥浆池。（4）釆用土压平衡盾构施工时，应设置电机车电瓶充电间等设施。1K413033盾构施工阶段划分及始发与接收施工技术一、盾构施工阶段划分盾构施工一般分为始发、正常掘进和接收三个阶段。始发是指盾构自始发工作井内盾构基座上开始掘进，到完成初始掘进（50-100m）止。始发结束后要拆除临时管片、临时支撑和反力架，分体始发时还要将后续台车移入隧道内，以便后续正常掘进。接收是指自掘进距接收工作井100m到盾构到达接收工作井内接收基座上止。从施工安全的角度讲，始发与接收是盾构法施工两个重要阶段。为保证盾构始发与接收施工安全，洞口土体加固施工必须满足设计要求。二、洞口土体加固技术盾构法隧道施工中，洞门土体加固是盾构始发、到达技术的一个重要组成部分，洞门土体也是盾构始发、到达事故多发地带。因此，合理选择洞门土体加固施工工法和必要的加固监测，是保证盾构法隧道顺利施工的非常重要的环节。（一）洞口土体加固的作用（1）盾构从始发工作井进入地层前，首先应拆除始发工作井洞门处的围护结构，以便将盾构推入土层开始掘进；盾构到达接收工作井前，亦应先拆除洞门处工作井的维护结构，以便盾构进入接收工作井。（2）盾构掘进通过加固区域时，防止盾构周围的地下水及土砂流入工作井；（3）拆除洞口围护结构及盾构掘进通过加固区域时，防止地层变形对施工影响范围内的地面建筑物及地下管线与构筑物等造成破坏。（二）常用的洞口土体加固方法（1）盾构工作井洞口土体加固与一般地基加固的不同之处是不仅仅要有强度要求，还要有渗透性要求，在此基础上，还要考虑经济型要求。这主要由加固范围、加固方法等选择来决定。对于地铁盾构隧道，始发与到达端地层加固范围一般为隧道衬砌轮廓线外左右两侧各3.0m、顶板以上3.0m、底板以下3.0m，并根据盾构直径增大而增大。加固长度根据土质而定，富水地层加固长度必须大于盾构盾构本体长度2m及以上（刀盘+盾壳）。（2）常用的加固有化学注浆法、砂浆回填法、深层搅拌法、高压旋喷注浆法、冷冻法。国内较常用的是深层搅拌法、高压旋喷注浆法、冷冻法。三、盾构始发施工技术要点（一）盾构始发工作流程盾构始发是指利用反力架和负环管片，将始发基座上的盾构，由始发工作井推入地层，开始沿设计线路掘进的一系列作业。（二）初始掘进长度的确定决定初始掘进长度有二个因素：一是衬砌与周围地层的摩擦阻力，二是后续台车长度。始发结束后要拆除临时管片、临时支撑和反力架，将后续台车移入隧道内，以便后续正常掘进。（三）始发掘进施工要点（1）盾构前如需破除洞门，应在条件验收后进行。（2）始发前，应对洞口土体加固进行质量检查，合格后方可始发掘进；应制定洞门围护结构破除方案，并应采取密封措施保证始发安全。（3）始发前，反力架应进行安全验算。（4）始发前，盾构姿态进行复核。（5）当负环管片定位时，管片环面应与隧道抽线相适应。拆除前，应验算成型隧道管片与地层间的摩擦力，并应满足盾构掘进反力的要求。四、盾构接收施工技术要点（一）盾构接收施工流程（三）接收施工要点（1）盾构接收可分为常规接收、钢套筒接收和水（土）中接收。（2）盾构接收前，应对洞口段土体进行质量检查，合格后方可接收掘进。（3）当盾构到达接收工作井100m时，应对盾构姿态进行测量和调整。（4）当盾构到达接收工作井10m内，应控制掘进速度和土仓压力等。（5）当盾构到达接收工作井时，应使管片环缝挤压密实，确保密封防水效果。（6）盾构主机进入接收工作井后，应及时密封管片环与洞口间隙。【例1】盾构法隧道始发洞口土体常用的加固方法有（）。A.注浆法B.冻结法C.smw法D.地下连续墙法E.高压喷射搅拌法【例2】确定盾构始发段长度的因素有（）。A.衬砌与周围地层的摩擦阻力B.盾构长度C.始发加固的长度D.后续台车长度E.临时支撑和反力架长度1K413000城市轨道交通工程1K413034盾构掘进技术盾构掘进四要素：①掘进出土②管片拼装③壁后注浆④线形控制一、土压平衡盾构掘进（四）渣土改良土压平衡盾构的渣土排出量必须与掘进的挖掘量相匹配，以获得稳定而合适的支撑压力值，使掘进机的工作处于最佳状态。当通过调节螺旋输送机的转速仍不能达到理想的出土状态时，可以通过改良渣土的塑流状态来调整。（1）改良渣土的特征：1）良好的塑流状态。2）良好的黏稠度。3）低内摩擦力。4）低透水性。三、管片拼装（一）拼装方法2、拼装顺序一般从下部的标准（A型）管片开始，依次左右两侧交替安装标准管片，然后拼装邻接（B型）管片，最后安装楔形（K型）管片。3、盾构千斤顶操作拼装时，禁止盾构千斤顶同时全部缩回，否则在开挖面土压的作用下盾构会后退，开挖面将异常不稳定（开挖面土压损失，并失去平衡），管片拼装空间也将难以保证。因此，随管片拼装顺序分别缩回该位置的盾构千斤顶非常重要。4、紧固连接螺栓先紧固环向（管片之间）连接螺栓，后紧固轴向（环与环之间）连接螺栓。采用扭矩扳手紧固，紧固力取决于螺栓的直径与强度。5、楔形管片安装方法6、复紧连接螺栓一环管片拼装后，利用全部盾构千斤顶均匀施加压力，充分紧固轴向连接螺栓。盾构继续掘进后，在盾构千斤顶推力、脱出盾尾后土（水）压力及失去盾壳约束后管片自重和土压力的作用下衬砌会产生变形，拼装时紧固的连接螺栓会松弛。为此待推进到千斤顶推力影响不到的位置后，用扭矩扳手等再一次紧固连接螺栓。再复紧的位置随隧道外径、隧道线形、管片种类、地质条件等而不同。（二）真圆保持管片拼装呈真圆，并保持真圆状态，对于确保隧道尺寸精度、提高施工速度与止水性及减少地层沉降非常重要。管片环从盾尾脱出后，到注浆浆体硬化到某种程度的过程中，多采用真圆保持装置。（三）管片拼装施工要点（1）管片拼装时，应对上一衬砌环面进行清理。（2）应控制盾构拖进千斤顶的推力和行程，并应保持盾构姿态和开挖面稳定。（3）根据管片位置和拼装顺序，逐块依次拼装成环。（4）管片连接螺栓紧固扭矩应符合设计要求。管片拼装完成，脱出盾尾后，应对管片螺栓及时复紧。（5）拼装管片时，应防止管片及防水密封条损坏。（6）对已拼装成环的衬砌环应进行椭圆度抽查。（四）管片拼装误差及其控制管片拼装时，若管片间连接面不平行，导致环间连接面不平，则拼装中的管片与已拼管片的角部呈点接触或线接触，在盾构千斤顶推力作用下，发生破损（见图1K413034-4）。为此，拼装管片时，各管片连接面要拼接整齐，连接螺栓要充分紧固。盾构纠偏应及时连续，过大的偏斜量不能采取一次纠偏的方法，纠偏时不得损坏管片，并保证后一环管片的顺利拼装。四、壁后注浆（一）壁后注浆的目的管片壁后注浆按与盾构推进的时间和注浆目的不同，可分为同步注浆、二次注浆和堵水注浆。1、同步注浆同步注浆与盾构掘进同时进行，是通过同步注浆系统，在盾构向前推进盾尾空隙形成的同时进行，浆液在盾尾空隙形成的瞬间及时起到充填作用，使周围土体获得及时的支撑，可有效防止岩体的坍塌，控制地表的沉降。2、二次注浆管片背后二次补强注浆则是在同步注浆结束以后，通过管片的吊装孔对管片背后进行补强注浆（补充部分未填充的空隙，提高管片背后土体的密实度），以提高同步注浆的效果。二次注浆的浆液充填时间要滞后掘进一段时间，对隧道周围土体起到加固和止水的作用。3、堵水注浆为提高背衬注浆层的防水性及密实度，在富水地区考虑前期注浆受地下水影响以及浆液固结率的影响，必要时在二次注浆结束后进行补水注浆。壁后注浆的目的如下：（1）使管片与围岩之间的的环形空隙尽早建立注浆体的支撑体系，防止隧道周围土体塌陷与地下水流失造成地层损失，控制地面沉降值。（2）尽快获得注浆体的固结强度，确保管片初衬结构的早期稳定性，防止长距离的管片衬砌背后处于无支撑力的浆液环境内，使管片发生移位变形。（3）作为隧道衬砌结构加强层，具有耐久性和一定强度。充填密实的注浆体将地下水与管片隔离，避免或大大减少地下水直接与管片接触的机会，从而成为管片的保护层，避免或减缓了地下水对管片的侵蚀，提高衬砌结构的耐久性。壁后注浆注浆目的（1）使管片与围岩之间的环形空隙尽早建立注浆体的支撑体系。（2）确保管片初衬结构的早期稳定性。（3）减少地下水直接与管片接触的机会，提高衬砌结构的耐久性。注浆分类1、同步注浆：同步注浆与盾构掘进同时进行。2、二次注浆：管片背后二次补强注浆则是在同步注浆结束以后。3、堵水注浆：必要时在二次注浆结束后进行堵水注浆。五、盾构姿态控制线形控制的主要任务是通过控制盾构姿态，使构建的衬砌结构几何中心线线性顺滑，且位于设计中心线的容许误差范围内。（二）盾构姿态控制要点（4）纠偏时应控制单次纠偏量，应逐环和小量纠偏，不得过量纠偏。【例1】隧道线形控制的主要任务是控制（）。A.盾构姿态B.盾尾密封C.注浆压力D.拼装质量1K420113盾构法隧道施工质量检查与验收一、钢筋混凝土管片制作质量控制要点（一）开工前质量控制1、人员、设备基本规定（1）管片应由具备相应资质等级的厂家制造，制造厂家应有健全的质量管理体系及质量控制和质量检验制度。（2）制作前应编制施工组织设计或技术方案，并经有关方审查批准。（3）生产操作人员经培训、考核，合格者方可进行操作。特殊工种应持证上岗。（4）模具材料符合质量要求；加工精度符合设计要求，并满足管片尺寸与形状要求。（5）混凝土搅拌、运输、振捣、养护等设备检验符合要求，各种计量器具、设备检定必须在有效期内。2、原材料要求（1）原材料具备质量证明文件，并经检验合格。（2）宜采用非碱活性骨料。（3）预埋件规格和性能符合设计要求。（二）制作过程质量控制（1）模具安装符合要求后进行试生产，在试生产的管片中，随机抽取3环进行水平拼装检验，合格后正式生产。补充解释：在实际生产中，不仅要对模具进行实测实量，还应考虑荷载、振动等影响因素，必须进行管片试生产，并经水平拼装检测合格才能通过验收。（2）合模前清理模具各部位，隔离剂涂刷应薄而均匀，无积聚、流淌现象；螺栓孔预埋件、中心吊装孔预埋件和模具接触面应密封良好；钢筋骨架和预埋件严禁接触隔离剂。（3）模具周转100次必须进行检验。2、钢筋及骨架制作与安装质量要求（1）混凝土浇筑前，进行钢筋隐蔽工程验收。3、混凝土浇筑（1）应连续浇筑，浇筑时不得扰动预埋件。（2）根据生产条件选择适当的振捣方式，振捣应密实，不得漏振或过振。（3）浇筑成型后，初凝前再次进行压面。补充解释：初凝前压面有利于减少混凝土表面的塑性裂缝。对于完成混凝土浇筑的外弧面，应强调压面密实。4、混凝土养护（1）混凝土浇筑成型后至开模前，应覆盖保湿，可采用蒸汽养护或自然养护。（2）采用蒸汽养护时，应经试验确定养护制度，并监测温度变化做好记录。（3）管片出模后宜进行养护。5、管片质量控制（1）按设计要求进行结构性能检验，检验结果符合设计要求。（2）强度和抗渗等级符合设计要求。（3）吊装预埋件首次使用前进行抗拉拔试验，试验结果符合设计要求。（5）日生产每15环应抽取1块管片进行检验。检验项目：宽度、弧长、厚度（6）每生产100环后进行水平拼装检验一次。检验项目：环向缝间隙、纵向缝间隙、成环后内径、成环后外径。6、管片贮存与运输（1）贮存场地必须坚实平整。（2）可采用内弧面向上或单片侧立的方式码放，每层管片之间正确设置垫木，码放高度应经计算确定。（3）管片运输应采取适当的防护措施。二、管片拼装质量控制（一）拼装前质量控制要点（1）拼装机具验收符合要求。（2）使用的管片和连接螺栓检验合格。（3）防水密封条应分批进行抽检，质量符合设计要求，严禁尺寸不符或有质量缺陷。（三）管片拼装质量验收标准（1）钢筋混凝土管片不得有内外贯穿裂缝和宽度大于0.2mm的裂缝及混凝土剥落现象。（2）管片防