《TBM施工方法》课件

TBM施工方法TBM是隧道掘进机，一种高效的地下工程施工设备。它可以提高施工效率、降低成本、提高工程质量。byTBM施工概述11.简介TBM，全称隧道掘进机，是一种大型机械设备。TBM主要用于开挖隧道。22.应用范围TBM广泛应用于地铁、高速铁路、水利工程等领域。33.优势TBM施工效率高、安全性能好、环保节能。44.分类TBM可分为盾构机、硬岩掘进机等多种类型。TBM概念及优势TBM概念TBM是一种大型地下工程机械，主要用于开挖隧道。高速高效TBM掘进速度快，效率高，可有效缩短工期。安全可靠TBM开挖过程中可同步进行衬砌，提高了隧道施工的安全性和稳定性。适应性强TBM可应用于多种地质条件，适应性强，在复杂地质条件下也能够高效施工。TBM系统组成TBM系统由多个子系统组成，相互协调配合，共同完成隧道开挖和衬砌安装工作。主要子系统包括：掘进机机头、刀盘系统、挖渣系统、推进系统、密封系统、导向系统、控制系统等。每个子系统都扮演着重要角色，确保TBM安全高效运行。掘进机机头掘进机机头是TBM的核心部件之一，负责破碎岩石，形成隧道断面。机头由刀盘系统、密封系统、导向系统和推进系统组成，并安装在盾体前端。刀盘系统由刀具、刀轴、刀架和支撑结构组成。刀具根据地质条件选择，可分为硬岩刀具、软岩刀具和混合岩刀具等。刀具的种类和数量影响掘进效率和掘进成本。刀盘系统刀盘是TBM的核心部件，负责开挖隧道。刀盘由刀具、刀盘体、主轴、液压系统等组成。刀具类型包括硬岩刀具、软岩刀具和混合岩刀具。刀具的形状和材质取决于地质条件，并决定了刀盘的切割性能。刀盘体是刀具安装的支架，负责承受掘进压力。主轴负责驱动刀盘旋转，液压系统负责控制刀具的进退和压力。刀盘系统的设计和制造要求高精度和高可靠性，以确保掘进过程的安全高效进行。挖渣系统挖渣系统是TBM的核心组成部分之一，负责将刀盘切削下来的土石方运送到地面。挖渣系统主要包括以下几个部分：铲运机、破碎机、输送机、料仓等。挖渣系统的工作原理是：铲运机将刀盘切削下来的土石方运送到破碎机，破碎机将土石方破碎成小块，然后由输送机将碎石运送到地面，最后落入料仓。推进系统千斤顶系统千斤顶系统是TBM推进系统的核心，利用液压千斤顶将掘进机向前推进。导轨系统导轨系统引导掘进机沿预定路线前进，确保隧道掘进的准确性和安全性。控制系统控制系统协调各子系统工作，实现推进过程的自动化控制。密封系统前端密封防止泥土、水、空气进入隧道，确保隧道安全稳定。后端密封防止泥土、水、空气进入隧道，确保隧道安全稳定。中间密封防止泥土、水、空气进入隧道，确保隧道安全稳定。导向系统导向系统是TBM的核心部件，确保隧道掘进方向和线路准确。它包括导向仪、控制系统、激光测距仪等。导向系统可以实时监控隧道掘进方向，并根据预设路线进行调整。导向系统主要由传感器、控制系统、执行机构组成。传感器采集隧道掘进方向数据，控制系统处理数据并发出指令，执行机构根据指令调整掘进方向。地质条件要求岩体完整性岩体应具有足够的强度和稳定性，以承受隧道开挖和衬砌的压力。必须进行详细的地质勘察，以确定岩体的物理和机械性质。地下水位地下水位应低于隧道埋深，以防止水流涌入隧道，造成安全隐患。必要时需要采取排水措施，降低地下水位。地质构造隧道区域应避开断层、褶皱等地质构造，避免地质构造对隧道稳定性造成影响。岩层厚度岩层厚度应足够，以保证隧道开挖的安全性。对于较薄的岩层，需要采取特殊的施工方法，确保隧道稳定性。隧道断面选择地质条件根据地质条件选择合适的断面形状。例如，在软弱地层中，可以选择矩形断面，以减少开挖面积和地表沉降。施工工艺选择便于TBM施工的断面形状，例如圆形或马蹄形断面，有利于TBM的推进和衬砌施工。功能需求根据隧道功能需求选择合适的断面尺寸，例如高速公路隧道需要更大的断面尺寸以满足车辆通行要求。经济因素综合考虑开挖成本、衬砌成本等因素，选择经济合理的断面形状和尺寸。隧道布置隧道轴线布置应与路线平面及高程设计相符，并考虑地质条件、环境因素和施工条件等因素。隧道断面形状应根据交通量、车速、通风要求等因素确定，并尽量采用经济合理的方案。隧道通风设施应根据隧道长度、交通量和通风要求确定，并应满足安全、环保要求。隧道照明系统应满足安全、节能要求，并应根据隧道长度、交通量和照明要求确定。施工前准备工作1选址勘探首先需要对隧道进行勘探，确定最佳位置和可行性。确定地形地貌评估地质条件勘察水文情况2设备准备根据隧道规模和地质条件，准备相应的TBM掘进设备和辅助设备。采购或租赁TBM准备管片制造设备配备必要的运输车辆3人员培训对施工人员进行专业培训，确保安全生产和操作规范。TBM操作培训安全生产培训紧急应变演练隧道开挖施工流程1准备工作检查设备，清理施工面2开挖刀盘切削岩石，挖出土方3管片安装拼装管片，形成隧道衬砌4推进推进机头，继续开挖隧道隧道开挖是一个复杂的工程，涉及多个步骤。在开挖前需要做好充分的准备工作，包括检查设备，清理施工面等。开挖时，刀盘切削岩石，挖出土方，然后进行管片安装，形成隧道衬砌。最后，推进机头继续开挖隧道，完成整个施工流程。掘进参数控制掘进速度控制根据地质条件、设备性能和施工进度制定合理的掘进速度计划，并根据实际情况进行调整。利用传感器监测刀盘磨损情况，及时更换刀具，确保掘进效率和安全。掘进姿态控制采用激光导向系统、GPS定位系统等技术，实时监测掘进机姿态，确保隧道轴线和断面尺寸准确。定期进行测量放样，校正掘进方向，防止隧道出现偏差。隧道衬砌安装准备工作首先，需要对管片进行检查，确保其质量合格。然后，将管片运送到隧道内，并进行定位、安装。管片拼装按照设计图纸，将管片进行拼装，并使用螺栓、环形钢筋等连接件将管片连接起来。灌浆管片拼装完成后，需要对管片之间的缝隙进行灌浆，以确保衬砌结构的整体性和稳定性。验收最后，对衬砌结构进行验收，确保其符合设计要求和施工规范。隧道测量放样隧道测量放样是TBM施工的重要环节，准确的测量放样是确保隧道顺利施工的关键。1基准点测设确定隧道坐标和高程。2控制网布设建立控制网，控制隧道轴线。3管片安装放样确定管片位置和方向。4施工过程测量监测隧道开挖和衬砌。管片制造与运输管片制造管片在工厂预制，采用高强度混凝土，严格控制质量，确保强度和耐久性。运输运输车辆需确保安全可靠，并做好防雨、防尘、防震措施。现场储存管片到达现场后，需妥善堆放，避免雨淋，并做好防盗措施。管片安装方法1拼装将预制管片拼装成环形结构，保证管片间隙符合设计要求2调整使用千斤顶等设备对管片进行调整，确保管片位置准确3连接使用高强度螺栓将管片连接在一起，并进行密封处理4注浆对管片与衬砌之间的空隙进行注浆，提高结构稳定性5验收对管片安装质量进行验收，确保符合设计和规范要求管片安装完成后，还需要进行二次注浆，以确保衬砌结构的长期稳定性。尾部封堵系统11.确保安全在TBM完成掘进后，需要对隧道尾部进行封堵，防止地下水渗透和塌方。22.密封性能尾部封堵系统必须具有良好的密封性能，防止地下水渗透和空气流通。33.结构稳定封堵系统结构要牢固稳定，能够承受隧道内外的压力变化。44.施工便捷封堵系统要易于安装和拆卸，便于施工人员操作。排渣系统运输方式通常采用皮带输送机、螺旋输送机或卡车运输渣土，根据隧道长度、地质条件和环境要求选择最佳方案。渣土处理渣土应及时清理，避免堆积，并进行分类处理，可用于回填或外运。排渣效率排渣效率直接影响掘进速度，应尽量提高排渣效率，减少停机时间。通风与供电系统通风系统保证隧道内空气流通，清除有害气体和粉尘，确保作业人员安全。供电系统为TBM及其他设备提供稳定可靠的电力供应，满足施工需要。安全设计通风和供电系统需符合相关安全标准，并定期检查维护，确保安全运行。安全技术要求安全风险识别TBM施工存在多种安全风险，如地质灾害、机械故障、人员操作不当等。施工前应进行风险评估，制定相应的安全措施，确保施工安全。安全管理制度建立健全安全管理制度，包括安全责任制、安全操作规程、安全检查制度等。加强安全教育培训，提高员工安全意识和技能水平。施工质量控制11.严格控制掘进参数确保隧道开挖尺寸、形状、标高等符合设计要求。22.管片安装质量控制管片安装要准确、平整、密实，保证隧道衬砌的质量。33.严格控制施工工艺规范施工流程，确保施工过程的安全性和质量。44.定期进行质量检测通过测量、试验等手段，及时发现并解决质量问题。预防突水、涌砂措施水文地质勘察施工前进行详细的水文地质勘察，了解地下水位、水压、含水层等信息。注浆封堵对可能发生突水、涌砂的区域进行注浆封堵，降低地下水压力，防止水、砂涌入隧道。防水措施采用防水材料和施工工艺，确保隧道衬砌的防水性能，防止地下水渗漏。安全预案制定突水、涌砂应急预案，配备相应的救援设备，确保安全生产。机电设备维护1定期检查定期检查设备的运行状况，及时发现和解决问题，确保设备的正常运行。2清洁保养定期清洁设备，清除污垢和灰尘，延长设备的使用寿命。3润滑维护定期给设备添加润滑油，减少摩擦，降低磨损，保证设备的正常运转。4更换零件及时更换磨损或损坏的零件，避免设备故障，确保施工安全。环境保护措施废水处理TBM施工会产生一些废水，如冷却水、冲洗水等。应及时收集废水，并进行处理，确保达标排放。可以采用沉淀池、过滤池等工艺进行处理，也可以将废水回用，减少水资源浪费。废渣处理TBM施工会产生大量的废渣，如泥土、岩石等。应及时清运废渣，并进行分类处理，避免污染环境。可以将废渣用于回填、路基等工程，也可以进行资源化利用，变废为宝。工程案例分析TBM施工方法已成功应用于各种工程项目。例如，在城市地铁、高速公路隧道和水利工程中，TBM