《盾构始发技术》课件

盾构始发技术盾构始发技术是盾构掘进的重要环节，关系到整个工程的顺利进行。本课件将深入探讨盾构始发的关键技术要点，包括始发准备、始发工艺、质量控制等方面。1.盾构概述地下工程的关键盾构机是现代城市地下工程建设中不可或缺的设备，其高效性和安全性在大型地下工程建设中发挥着重要作用。开挖隧道的利器盾构机利用旋转刀盘切削岩土，并通过管片拼装完成隧道开挖，适用于各种地质条件下的地下工程建设。1.1定义与特点定义盾构是一种大型地下工程掘进设备。主要用于隧道、地铁、地下管廊等地下工程的开挖。特点盾构施工具有效率高、安全性好、环境影响小的优势。1.2盾构主要组成部分刀盘刀盘是盾构的关键部件，负责开挖土方。它由刀具、刀盘体、驱动装置等组成。盾体盾体是盾构的主体结构，用于支撑刀盘、控制掘进方向，并容纳各种设备。管片拼装系统管片拼装系统是盾构开挖后的支护结构，用于保证隧道结构的稳定性。推进系统推进系统是盾构前进的动力来源，通过液压或其他方式驱动盾体向前推进。1.3盾构工作原理土壤切割盾构刀盘旋转，刀具切削土体，形成圆形隧道断面。土壤支撑切削的土体被支撑系统支撑住，防止隧道坍塌。管片拼装管片拼装形成隧道内衬，保护隧道结构。推进盾构向前推进，循环重复上述步骤，完成隧道开挖。2.盾构始发技术要点开挖前准备清除井口周围障碍物，并进行必要的加固措施。井口及线路设置根据设计图纸，准确设置井口位置和线路方向。导向钻孔进行导向钻孔，确保盾构始发方向和线路一致。管片组装在井口处组装第一环管片，并进行密封处理。2.1开挖前准备11.地质勘探收集地质数据，了解地层性质。22.施工方案确定开挖方法、管片类型和施工流程。33.设备准备准备盾构机、掘进机、起重机、运输车辆等设备。44.材料准备准备钢筋、混凝土、管片、防水材料等。开挖前准备工作至关重要，确保施工顺利进行，提高施工效率，降低安全风险。2.2井口及线路设置1井口位置选择合适位置2线路走向与工程设计一致3坡度和弯道确保盾构安全4排水系统及时排水5照明设施施工安全2.3导向钻孔1钻孔目的导向钻孔是盾构始发的重要步骤，用于确定盾构始发位置和方向，并为盾构掘进提供初始导向。2钻孔方法导向钻孔通常采用金刚石钻头，根据地质条件选择合适的钻孔参数，如钻孔深度、钻孔角度等。3钻孔精度导向钻孔精度直接影响盾构始发的准确性和顺利进行，钻孔误差应严格控制在允许范围内。2.4管片组装管片类型选择选择合适的管片类型，例如钢筋混凝土管片或钢管片，根据具体工程的地质条件和施工要求进行选择。管片预拼装在工作井内进行预拼装，确保管片尺寸和连接精度符合要求，减少现场组装时间，提高施工效率。管片吊装使用大型吊机将预拼装好的管片吊入始发井，并准确安装在预定位置，确保管片对位准确。管片连接使用高强螺栓或焊接等方式连接管片，确保管片连接牢固，密封性能良好，防止漏水和渗水。2.5尾吊架安装1定位准确定位尾吊架，确保安装位置与设计图纸一致2连接将尾吊架与盾构机主体牢固连接，确保安全可靠3调整对尾吊架进行调整，使其处于最佳工作状态4检查完成安装后，要进行严格的检查，确保安全可靠尾吊架是盾构始发的重要设备之一，其安装质量直接影响到盾构始发的顺利进行。安装尾吊架时，要严格按照设计图纸进行操作，确保其定位准确、连接牢固、调整到位，并进行严格的检查，确保其安全可靠3.盾构主要启动方式11.水压式始发利用水压推动盾构向前，适用于软弱地层。此方法简单易行，但对地质条件要求较高。22.液压式始发借助液压系统驱动盾构前进，适用于多种地层，并能提供较强的推动力。33.导向钻孔式始发先进行导向钻孔，然后将盾构安装在钻孔中，适用于硬岩地层，可保证始发精度。3.1水压式始发11.水压缸水压缸通过注入高压水，推动盾构向前进。水压缸是始发的关键装置，对盾构始发的成功至关重要。22.水压系统水压系统包括水泵、水管、阀门等，负责向水压缸提供高压水源。水压系统确保始发过程顺利进行，并提供足够的推力。33.始发平台始发平台为盾构始发提供坚固的基础，并确保盾构在始发过程中稳定可靠。3.2液压式始发液压系统驱动使用液压系统驱动盾构前进，通过液压缸和油泵控制盾构的推力，确保始发过程的平稳推进。液压泵控制液压泵提供高压油液，推动液压缸，实现盾构始发。液压泵的功率和性能对始发效率至关重要。液压缸推动液压缸通过油压驱动，将液压能转化为机械能，推动盾构向前掘进。3.3导向钻孔式始发导向钻孔在盾构始发前，先进行导向钻孔，确保盾构顺利进入工作状态。线路设置导向钻孔需要精确设置线路，确保盾构进入隧道后能够准确前进。始发过程导向钻孔完成后，盾构即可沿着预设线路进行始发。4.盾构始发过程控制推力控制准确控制盾构始发推力，确保顺利破土，避免地面沉降或盾构卡死。掘进速度控制合理控制掘进速度，避免超速导致地质破坏或设备损坏。导向精度控制精确控制盾构掘进方向，保证隧道线形符合设计要求，确保工程质量。4.1推力控制推力控制意义盾构始发过程中，推力控制至关重要。准确的推力控制可以确保盾构顺利进洞，并防止出现各种问题，如管片错位或开裂。推力控制技术常用的推力控制技术包括：液压推力系统，液压油缸控制推力，传感器监控实时推力数据。4.2掘进速度控制速度控制盾构掘进速度直接影响项目工期，速度过快会影响掘进安全，过慢则会增加施工成本。速度控制因素地质条件、设备性能、施工人员技术水平、安全管理水平等因素都影响着掘进速度。4.3导向精度控制导向系统盾构始发导向系统由导向架、导向轮、导向仪等组成，确保盾构在预定路线精确前进。精度要求导向精度控制目标是确保盾构掘进路线与设计线路偏差控制在允许范围内，确保工程质量和安全。监控手段采用实时监控系统，监测盾构掘进姿态和位置，及时发现偏差并采取措施调整。纠偏措施根据监控数据，通过调整导向架、导向轮或使用其他纠偏手段，将盾构引导至设计路线。盾构始发中的常见问题地质条件不利地质条件复杂，如断层、破碎带、软弱土层等，会对始发造成较大影响。管片连接质量差管片连接不严密、密封性差，会导致始发过程中的漏水、漏浆，影响始发效率和安全。推力系统故障推力系统故障，例如油压不足、液压缸漏油等，会导致盾构无法正常始发。导向控制失误导向控制系统故障或操作失误，会导致盾构偏离设计线路，影响始发精度和安全。5.1地质条件不利地质条件影响地质条件对盾构始发过程的影响非常大，特别是软弱破碎地层、富水层、断层等。处理措施针对不良地质条件，需要采取相应的处理措施，例如降水、加固、支护等，确保盾构安全启动。5.2管片连接质量差11.密封性能下降管片连接处密封不良，会导致地下水渗漏，影响施工安全和工程质量。22.结构强度降低连接质量差会导致管片整体结构强度下降，影响盾构掘进和隧道稳定性。33.造成地面沉降管片连接处不牢固，会导致地面沉降，影响城市交通和居民生活。5.3推力系统故障液压系统故障液压泵、电机或阀门故障导致推力不足，影响盾构掘进速度和安全。传动系统故障传动轴、齿轮或油封损坏，导致推力无法有效传递，影响掘进效率。传感器故障推力传感器故障导致推力数据失准，无法准确控制掘进过程，影响安全。5.4导向控制失误11.偏差累积导向控制失误会导致盾构掘进方向偏离设计路线，可能造成隧道断面超挖或不足，影响施工安全和工程质量。22.隧道变形盾构偏离设计路线，会导致隧道轴线偏移，甚至造成隧道变形或坍塌，危及施工人员安全。33.工程延误导向控制失误可能导致盾构停机返工，增加施工成本，延误工程进度。44.经济损失导向控制失误会导致工程返工、材料浪费，造成经济损失。始发质量评估与验收严格验收标准始发质量关系到后续盾构掘进顺利与安全，因此需要严格的验收标准。质量检测评估验收过程中，需要进行全面的质量检测，包括管片尺寸、接缝质量、导向精度等。验收记录存档验收结果需要详细记录存档，为后期维护和维修提供参考。6.1工程验收标准对中偏差确保盾构始发对中精度符合设计要求，误差控制在合理范围内。管片质量检验管片拼装质量，确保结构稳定，符合设计标准。防水防渗检查隧道防水防渗措施，确保防水性能良好，防止渗漏。安全性能评估隧道安全性能，确保符合相关规范要求，保障施工安全。6.2质量缺陷分析常见缺陷盾构始发过程中的质量缺陷主要包括：管片拼装精度差、推力系统故障、导向系统偏差、地面沉降超标等。分析方法通过现场检查、数据分析、模型模拟等方法对缺陷原因进行分析，如：管片尺寸误差、安装工艺缺陷、设备性能下降、地质条件变化等。6.3改进措施建议11.严格控制管片质量加强管片生产和安装过程的质量控制，确保管片尺寸精度和强度满足设计要求。22.优化施