泥水平衡盾构施工技术教材
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新建北京至沈阳铁路客运专线京冀段泥水盾构作业指导书2015年月日发布 2015年月日实施京沈客专泥水盾构施工作业指导书1.试用范围适用于京沈客专泥水盾构施工作业2.作业准备(1)在前一环掘进结束后(或某段相同地质地层),由技术负责人向当班泥浆工程师下达书面技术交底;同时泥浆工程师也应及时掌握盾构机掘进前方地层的地质情况,读懂地质报告中的地层信息。
当班工程师明确交底要求泥水指标后,向现场操作工班下达技术指令。
有关泥水管理的操作人员应熟悉泥水设备操作要领及泥水指标测定方法。
(2)现场泥水工程师根据技术交底设置的泥水指标参数与现有泥水指标作出判断:如不达标,则立即对泥浆进行调整,至达到要求为止。
在此过程中,可与盾构机司机配合启动P1泵,对调浆池泥浆进行循环并检测P1泵吸口实际进浆比重,以减小泥水分层给泥水指标测定带来的误差。
(3)在前一环掘进结束后,当班机械工程师根据机修班的设备检查报告判断设备状况是否满足下一环掘进需要。
如不达标,立即检修;如设备正常,进行常规维保。
(4)当班泥浆工程师根据渣场存渣量及沉淀池沉淀厚度判断是否需要清理:如需清理,立即通知调度协调清理出渣。
(5)当班泥浆工程师根据技术交底熟悉地层,了解详细的掘进地层地质断面报告,根据下一环的地质信息准备新浆(如不需要,则不用制备),并依据可能的出渣情况设定分离设备的运转模式。
(6)在泥水指标调整完成及设备维保(检修)完成后,巡视泥水保障设施:保证清水池液位;保证各泥浆池内无杂物;保证各个阀门、管道正常;保证设备电力供应正常。
(7)掘进前具体检查项目见表2-1。
表2-1掘进前泥水厂巡检项目表3.技术要求3.1泥水管理目标(1)在掘进过程中,能保证各泥浆泵及分离设备的正常工作,能满足掘进需要,并快捷有效的分离出掘进的渣土;准确反馈出掘进地层地质信息。
(2)在掘进结束后,泥浆能有效悬浮泥水仓及泥浆管路内的残余渣土,防止淤积;在掌子面形成致密的泥膜,确保掌子面的稳定;在下一环掘进开始前,通过调浆确保泥浆能满足掘进所需的性能和方量。
概述地铁工程泥水平衡式盾构施工技术一、盾构机选型(一)选择盾构机的原则浅谈在选择盾构机时,应该考虑节约性、可靠性以及安全性。
(二)选择好盾构的种类盾构机通过盾壳对机体的防护,便可顺利的做好衬砌以及后续的开挖工作,以开挖出符合规定的隧道,满足后续建设需要。
二、泥水平衡式盾构作业理论概述在隧道施工中,比较常见的泥水平衡式盾构作业有D模式与泥水模式。
所谓的泥水模式,就是将隔板设置在前部的盾构刀盘后,泥水压力空间因其与刀盘得到建立,在泥水压力室中输送加压后的泥水,在保持压力机构与加压作用机构的工作下,便可稳定开挖面。
间接控制模式即D模式,构成部分有泥水系统、空气系统。
半隔板是安装在该模式的盾构泥水室当中的,并产生了两个泥水室空间。
压力泥浆充满于隔板之前,将压缩空气冲入在半隔板前,挖掘时需要控制的支护压力便可以由空气与泥水这两个系统实现。
三、泥水盾构机的结构与参数明确常见的泥水盾构机的结构示意可以参见下列图示。
参数的明确要考虑到工程的实际情况。
盾构结构形式、管片外径、盾尾厚度、管片安装等影响着盾构外径。
盾构的外径通常确定公式为,管片外径为g,盾尾间隙为,盾尾壁厚为t。
四、基本的施工步骤在进行地铁的盾构施工前,应该对设计资料、工程勘探资料有明确,考虑地铁线路的水文、环境的外部条件,做好基本施工程序的选择,确保选择的施工方案的合理性。
基本的施工程序是:施工準备→盾构始发施工→盾构掘进施工→盾构到达施工等,具体施工程序可见下图。
图 2 基本施工程序图示五、关键的施工技术(一)盾构机吊装盾构机筒体部分最盾构机重量最大的部件,并有若干后配套台车等。
盾构机吊装时应做好施工场地的布置,吊装场地应满足盾构机吊装的要求。
利用履带吊或汽车吊将盾构机筒体和后配套台车调至盾构始发井,然后进行盾构机组装。
(二)盾构机始发1、始发基座的安装。
通常的地铁施工中,钢板的厚度要大于20mm,以此作为基座,并在C30以上混凝土底板上做放置,对基座横梁进行焊接。
第八章三、泥水盾构掘进施工直径11220mm泥水平衡盾构采用大刀盘切削开挖面土体,以泥水充满开挖面泥水压力室,达到平衡开挖面的水土压力。
切削下来的土砂与泥水搅拌混合后,通过管道输送至地面处理。
盾构从浦东3号井始发推进,要穿越位于江边的2号竖井。
为避免盾构进出洞的时间消耗(约需3~4个月时间),缩短工期,提出了盾构刀盘切削2号井地下墙围护结构,再进行竖井开挖和内衬施工。
这种盾构穿越已建混凝土竖井的技术在世界各国隧道工程中尚无先例。
在穿越2号井的盾构掘进中,解决了洞口地下墙低标号混凝土的浇筑和盾构掘进参数的匹配优化两大难题,穿越施工仅花了一个月。
隧道在黄浦江底的覆土层小于盾构直径11m,最小覆土仅为7 4m,易发生冒顶和涌水事故,给盾构施工带来了困难和风险。
施工中采取泥浆配比的调整、切口水压的控制、开挖面土层探测及反馈、盾尾密封防漏措施、冒浆处理技术、江底沉降监测等综合技术,精心施工,使盾构顺利穿越了江中浅覆土区。
盾构在浦西建筑群下掘进施工,首先遇到金陵东路自行车过街地道(盾构顶部距地道底板最小覆土9.7m)和地道出口处金延大厦(5层)、工商大厦裙房及地下车库(盾构与车库底部间的覆土仅为1.6~4.4m)等建筑。
为确保这些建筑物的安全并控制沉降,在盾构施工中进行了沉降预测、施工监测和掘进参数的调整,并辅以衬砌壁后注浆和土体跟踪注浆等措施,控制了建筑物沉降量(小于3cm),达到了环境安全的目的。
盾构进入江西路1号风井前,在进洞段超浅覆土区(覆土4.5~5.5m)首次采用了冻结加固土体技术。
平面冻结范围为37×17m,冻结深度为4~15m。
在盾构隧道上方形成了冻土拱棚,其冻结温度约-10℃,土体强度大于3MPa。
盾构在冻结区掘进未发生冒浆,地面隆沉量小于1mm。
1号风井洞门打开后,土体自立性良好,无泥水涌入。
泥水盾构在1300m隧道掘进施工中,还进行了泥水平衡机理、地表沉降机理的研究,开发了盾构施工智能数据库。