土压平衡盾构施工技术
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一、交底目的为确保土压平衡盾构施工过程中的安全,提高施工人员的安全意识,规范操作流程,特进行安全技术交底。
二、交底内容1. 施工概述土压平衡盾构是一种隧道施工机械,主要用于地铁、隧道等地下工程。
其工作原理是通过切削刀盘将地层土体切削成土碴,然后通过螺旋输送机将土碴排出,形成隧道。
2. 施工人员要求(1)施工人员必须经过专业培训,具备相关资格证书。
(2)施工人员应熟悉盾构机操作规程,掌握安全操作技能。
(3)施工人员应严格遵守安全操作规程,确保自身及他人安全。
3. 安全操作规程(1)施工前,应检查盾构机各部件是否完好,油、气、水、电系统是否正常。
(2)启动盾构机前,应确认现场环境安全,无人员、设备等障碍物。
(3)操作过程中,严禁酒后作业、疲劳作业、违章作业。
(4)操作人员应密切关注盾构机运行状态,发现异常情况立即停机检查。
(5)施工过程中,严禁无关人员进入施工区域。
4. 安全防护措施(1)施工人员应佩戴安全帽、安全带、防尘口罩等防护用品。
(2)施工现场应设置安全警示标志,明确危险区域。
(3)施工现场应配备消防器材,确保消防设施完好。
(4)施工过程中,应定期进行安全巡查,发现问题及时整改。
5. 应急处理措施(1)发生火灾时,立即切断电源,使用灭火器进行灭火。
(2)发生触电事故时,立即切断电源,使用绝缘物品将触电人员救出。
(3)发生人员受伤事故时,立即进行现场急救,并拨打急救电话。
6. 其他注意事项(1)施工过程中,应密切关注地层变化,发现异常情况立即停机检查。
(2)施工过程中,应保持施工区域整洁,及时清理施工垃圾。
(3)施工完成后,应对施工现场进行清理,确保场地安全。
三、交底时间四、交底人五、参与交底人员六、交底内容确认(以下由参与交底人员签名确认)参与交底人员签名:(请参与交底人员在此处签名确认已接收并理解本安全技术交底内容)七、附件(如有附件,请在此处列出)八、备注本安全技术交底模板仅供参考,具体内容应根据实际施工情况进行调整。
盾构法施工过程中土压平衡盾构机姿态控制技术摘要:盾构法主要是利用盾构机进行隧道修建的一种方法,在实际施工过程中,借助盾构机在地下进行掘进,不仅能够避免开挖面发生坍塌,还能够最大限度保证掘进过程中开挖面的稳定,促使相关人员能够在盾构机内相对安全地开展隧道开挖以及衬砌等作业,以更好完成隧道施工。
在盾构法的具体应用过程中,盾构机姿态控制是整个施工的核心与关键,因此应该加大对盾构机姿态控制技术的重视,保证隧道施工的顺利开展。
鉴于此,文章将首先分析盾构机姿态控制的主要影响因素,然后具体探究盾构法施工过程中土压平衡盾构机姿态控制技术。
关键词:盾构法;土压平衡盾构机;姿态控制技术;影响因素引言盾构是隧道施工过程中的一种常用机械,在具体施工过程中,盾构机能够在盾壳的掩护作用下让隧道能够一次成型,同时完成土体的开挖,同时还能够对土渣进行排运,对管片进行安装等,以更好实现整机的推进。
依据盾构法的开挖以及结构特性,可以具体划分为敞开式和闭胸式盾构,其中闭胸式盾构主要采用的就是土压平衡式的开挖方式,借助泥土进行加压或者利用泥水进行加压的方式更好抵抗来自开挖面的水和土的压力,最大限度保证开挖面稳定。
由此可以看出,在土压平衡盾构隧道施工中,保持开挖面的稳定是整体施工的关键,这就促使土压平衡盾构机姿态控制技术在盾构法的应用过程中显得非常重要。
一、盾构机姿态控制的主要影响因素(一)土质因素在盾构机的具体推进过程中,如果切口环附近的体质在硬度方面差距较大,并且在松软土层的施工过程中如果不能合理对推力进行设置,就可能导致盾构机深陷土体,出现载头现象。
如果这种现象不能得到及时改进,那么盾构机的姿态就会逐渐偏离既定施工轴线。
(二)盾构机始发托架与反力架的定位在利用盾构机进行施工的过程中,在初始阶段,这一设备通常会被放置在始发托架,在这个过程中受托架高程、始发托架以及反力架固定性以及定位准确性等多方面因素的影响,促使与之相对应的始发盾架在姿态上存在一定差异。
盾构掘进技术施工要点一、土压平衡盾构掘进(一)土压平衡式掘进特点土压平衡盾构,是将开挖下来的土砂充满到开挖面和隔板之间泥土仓,根据需要在其中注入改良材料,用适当的土压力确保开挖面的稳定性。
通过贯穿隔板设置的螺旋输送机,可在推进的同时进行排土。
在施工时,必须在开挖两层隔板之间充满土砂,对其进行加压达到满足开挖面的稳定需要的状态。
为了获得适合于盾构推进量的排土量,要对土压力和出土盘进行计量,对螺旋式排土器的转数和盾构的推进速度进行控制,达到平衡状态,同时,还要掌握刀盘扭矩和推力等,进行正确的控制管理以防止开挖面的松动和破坏。
(二)土仓压力管理(1)在土压平衡盾构的施工中,为了确保开挖面的稳定,要适当地维持压力舱压力。
一般,如果土仓压力不足,发生开挖面的涌水或坍塌风险就会增大。
如果压力过大,又会引起刀盘扭矩或推力的增大而发生推进速度下降或地面隆起等问题。
(2)土仓压力管理的基本思路是:作为上限值,以尽量控制地表面的沉降为目的而使用静止土压力;作为下限值,可以允许产生少量的地表沉降,但可确保开挖面的稳定为目的而使用主动土压力。
(3)掌握开挖面的稳定状态,一般是用设置在隔板上的土压计来确定土仓压力。
(4)推进过程中,土仓压力维持有如下的方法:①用螺旋排土器的转数控制;②用盾构千斤顶的推进速度控制;③两者的组合控制等。
通常盾构设备采用组合控制的方式。
(5)要根据各施工条件实施良好的管理。
另外,需要确认伴随推进所产生的地基的变形、排土状态、刀盘扭矩以及其变化情况,及时在推进中修正土仓压力。
(三)排土量管理(1)为了一边保持开挖面的稳定一边顺利地进行推进,则需要适量地进行排土,以维持排土量和推进量相平衡。
可是,由于围岩的重度在掘进中会有一定的波动,以及受添加剂的种类、添加量或排土方式等因素的影响,排出渣土的重度也会发生变化,所以要恰当地掌握排土量是比较困难的。
另外,作为排土,其状态可在半固体状态到流体状态之间变化,其性状是各种各样的。
土压平衡盾构施工工艺1. 概述土压平衡盾构(TBM)是一种先进的隧道掘进技术,是目前全球范围内最常用的隧道掘进方法之一。
TBM 的掘进过程是由一个大型的盾构机来实现的,该机器能够将同时围绕着盾构机的土层进行压缩和保证平衡,以确保掘进过程持续稳定进行。
2. 工程准备在进行TBM 施工之前,需要进行一系列的工程准备。
首先需要进行勘探设计,以确定施工的具体方案。
其次,需要选择合适的 TBM 设备,并进行必要的试验和检验。
然后,施工方还需要对隧道工地进行清理和准备工作,将隧道工地的杂物和垃圾清理干净,确保施工现场整洁。
3. 施工方案TBM 施工的主要流程包括:钻进、开挖、支护和撤机。
在进入TBM 施工时,需要进行以下步骤:3.1 钻进TBM 施工的第一步是进行钻进作业。
钻进需要先打井,将 TBM 设备安装在井口处。
待 TBM 设备安装完成后,需要进行贯入试验,验证 TBM 设备的稳定性和准确性。
3.2 开挖在钻进作业完成后,将开始进行开挖作业。
TBM 设备通过旋转推进头,驱动盾构机前进。
同时,通过同步设置的顶板千斤顶或切削力补偿器来控制施工现场的土压平衡,以保持盾构机的稳定运行。
3.3 支护开挖完成后,需要进行支护。
支护是为了防止掘进后的隧道局部塌陷或整个管道系统的坍塌,以保证工地安全和施工质量。
支护直接影响着整个施工的安全和稳定性,因此支护的工作必须得到重视。
3.4 撤机当隧道开挖完成后,需要进行撤机作业。
撤机始于盾构机的后方,将主体部分拆卸下来,然后在逆向方向进行回撤,黏着部位的地基要另行考虑方案并安排实施,最后进行设备拆除和工地清理。
4. 施工优势TBM 施工具有许多优势。
首先,可保持隧道开挖的高度和宽度的一致性,大大提高了施工效率。
其次,TBM 施工的噪音和灰尘要比传统的开挖方法低得多。
此外,TBM 施工能够同时进行多个施工步骤,相对传统施工方式更加快速高效。
5. 施工安全TBM 施工需要进行严格的安全控制。
土压平衡盾构土仓压力设定与控制土压平衡盾构是一种用于地下隧道开挖的先进施工技术。
在盾构机挖进土体的过程中,为了保证人员和设备的安全,需要通过设定和控制土仓压力来保持平衡。
本文将介绍土压平衡盾构土仓压力的设定与控制的方法。
一、土压平衡盾构土仓压力设定的目标土压平衡盾构土仓压力设定的目标是在盾构机挖进土体的过程中,保持土压平衡,即土压力与地下水压力之间的差值不超过一定范围。
这样可以有效控制土体的变形和沉降,保证隧道的稳定施工。
二、土压平衡盾构土仓压力设定的方法1. 理论计算法:根据盾构机的挖进速度、土体性质和地下水压力等参数,通过理论计算得出合理的土仓压力设定值。
这种方法相对简单,但需要精确的参数输入和土质性质的准确评估。
2. 经验法:根据历次相似工程经验,结合地质勘察结果,设定合适的土仓压力。
这种方法适用于类似地质条件下的盾构施工,但需要经验丰富的专业人员进行判断。
3. 反馈控制法:利用传感器测量土仓压力和地下水压力,通过实时反馈控制系统对土仓压力进行调整。
这种方法可以根据实际情况灵活调整土仓压力,但需要高精度的传感器和快速响应的控制系统。
三、土压平衡盾构土仓压力控制的方法1. 主动控制:根据土仓压力设定值,通过改变土仓内部的工作压力来控制土仓压力的变化。
这种方法可以实现对土仓内部的土体压力进行主动调节,但需要有稳定的供土系统和准确的土压力控制装置。
2. 被动控制:在土仓内设置排土管,通过调节排土管的开闭程度来控制土仓压力的变化。
这种方法相对简单,但需要准确把握土仓内外土体的平衡关系,以防止排土管过度开启引起土层失稳。
3. 水封控制:在土仓与盾尾之间设置水封装置,通过调节水封压力来控制土仓压力的变化。
这种方法可以实现对盾尾处土仓压力的有效控制,但需要稳定的供水系统和精确的水封装置。
四、土压平衡盾构土仓压力设定与控制的注意事项1. 土仓压力设定值应根据实际地质条件和施工需求进行合理确定,避免过大或过小造成隧道沉降或土体塌陷。
土压平衡盾构在现代城市建设中,隧道施工技术一直是一个备受关注的话题。
土压平衡盾构作为隧道施工中的重要技术手段,被广泛运用于地铁、隧道、水利工程等领域。
本文将介绍土压平衡盾构的工作原理、施工流程、应用领域以及发展趋势。
工作原理土压平衡盾构是一种通过对盾构机内部进行适当压力控制,使土体在掌握平衡条件下对盾构机的推进方向施加支护压力的施工方法。
其主要工作原理如下:1.土压平衡控制:通过盾构机内设的控制系统,对注入的压浆进行控制,使得盾构机内外的土压力保持平衡,避免挤压或塌陷的发生。
2.推力控制:由盾构机的主推进液压缸提供推力,推动盾构机朝着设计方向推进,同时根据隧道的地质条件,调整推进速度和力度,保证施工安全。
3.土体支护:在盾构机推进的同时,通过盾构机后部的支护系统提供对土体的支撑和加固,防止隧道倒塌。
施工流程土压平衡盾构施工流程一般包括以下几个步骤:1.现场勘察:对隧道工程的地质条件、地下管线等情况进行详细调查和勘察,了解地层情况,为后续施工提供数据支持。
2.盾构机铺设:将盾构机按照设计要求铺设在施工现场,进行机器调试和检验。
3.推进施工:启动盾构机,根据设计要求控制推进速度和土压平衡,逐步推进隧道施工。
4.土体处理:处理盾构机后部土体的排出和支护,防止土体坍塌,同时保护环境。
5.隧道验收:完成隧道的整体施工后,进行验收,确保施工质量和安全。
应用领域土压平衡盾构技术在地铁、铁路、公路、水利等领域均有广泛应用,其主要应用包括:•地铁隧道:土压平衡盾构在地铁隧道的施工中应用广泛,能够适应不同地质条件,提高施工效率和质量。
•水利工程:在水利隧道、排水管道等工程中,土压平衡盾构可以有效应对复杂的地下水文条件,保证施工安全。
•公路隧道:对于公路隧道的施工,土压平衡盾构可以减少交通影响,提高工程质量。
发展趋势随着城市化进程的不断加快,土压平衡盾构技术在隧道施工中将继续发挥重要作用,并呈现出以下几个发展趋势:•智能化:随着技术的不断发展,土压平衡盾构将趋向智能化,实现自动化控制和监测,提高施工效率和安全性。
土压平衡盾构克泥效同步注入抑制沉降施工工法1前言近些年来,随着城市的日益发展,大城市逐步形成了以地铁交通为主体的交通格局,而盾构法因其具有对周围环境影响较小已成为修建地铁的主要施工手段。
然而盾构区间隧道多分布于城区,沿线必将穿过繁华的商业闹市区,建筑物及地下管道密集,而且随着线路的增多,较多城市的轨道交通都进入了网络化建设的时代,轨道交通的网络化建设不可避免地带来新建隧道与已建隧道之间相互平行、重叠、交叉或者穿越等复杂的施工情况。
尤其是当盾构下穿既有线,例如国铁、运营隧道等,由于影响面之大,盾构邻近施工时,即使是微小的变化,都可能对既有线路造成灾难性的影响。
故随着穿越工程的增多及穿越间距的缩短,要求施工时必须采取措施控制、减弱施工对既有隧道结构的不利影响,保护既有隧道的正常使用和运营安全。
由此可见,新建隧道穿越既有线或者重大危险源的施工措施已成为新一轮城市轨道交通建设必须深入研究的关键问题。
武汉地铁七号线武瑞区间需要三次穿越国铁,其中穿越京广铁路四股道,影响范围较大,根据国铁要求,既有线铁路沉降控制标准为9mm,安全风险高,属于项目特级风险源。
前期策划阶段,经过认真分析盾构掘进造成地面沉降的规律和机理,研究盾构机本身构造后发现,盾构在掘进过程中,虽然采用盾构机同步注浆系统,填充盾体外壳和管片之间的环形空隙,抵抗围岩变形,但是由于国内外盾构机构造的限制,同步注浆系统只能通过盾尾后方注入点注入,其浆液充填时间滞后于掘进一定时间,无法抑制盾体周边土体变形等。
由盾构机本身的构造可知,为了减少了盾体和土体的摩擦,国内外盾构机刀盘开挖直径一般大于盾体2〜5cm,如此以来,在盾构机盾体范围内形成的开挖轮廓和盾体之间就存在一个环形构造空隙。
由于前盾、中盾、盾尾直径不同,此构造空隙一般平均为2cm(由于盾体自重,盾体下部与土体紧密接触,上部间隙最大)。
在类似穿越施工中,地表变形指标较为严格的情况下,若不有效填充其本身的构造空隙,势必会引起该部分土体的应力释放,造成地表变形增大。
加泥式土压平衡盾构施工技术中铁十六局盾构工程项目经理部内容提要:本文详细介绍了土压平衡盾构机组成、工作原理,并结合深圳地铁7标段盾构隧道的施工,重点对盾构隧道的主要施工过程和关键工艺技术进行总结和分析。
关键词:土压平衡盾构施工技术一、盾构施工法概述及盾构机的选型1.1盾构施工法概述盾构施工法于19世纪初在英国开始使用,经过反复摸索,在近30~40年间取得了飞速发展,现在,该施工法已同矿山法一起成为城市隧道施工的两大主要施工方法。
20世纪90年代该项技术被引进我国,主要集中应用盾构技术来进行上、下水道、电力通讯隧道、人防工事、地铁隧道等施工。
目前在上海、广州、深圳、南京等城市已经开始采用盾构法来施工地铁隧道,盾构法在国内逐渐开始发展普及。
盾构施工法与矿山法相比具有的特点是地层掘进、出土运输、衬砌拼装、接缝防水和盾尾间隙注浆充填等主要作业都在盾构保护下进行,因而是工艺技术要求高、综合性强的一类施工方法。
其主要施工程序为:1、建造盾构工作井2、盾构机安装就位3、出洞口土体加固处理4、初推段盾构掘进施工5、隧道正常连续掘进施工6、盾构接收井洞口的土体加固处理7、盾构进入接收井解体吊出盾构施工与矿山法施工具有以下优点:1、地面作业少,隐蔽性好,因噪音、振动引起的环境影响小;2、自动化程度高、劳动强度低、施工速度快;3、因隧道衬砌属工厂预制,质量有保证;4、穿越地面建筑群和地下管线密集的区域时,周围可不受施工影响;5、穿越河底或海底时,隧道施工不影响航道,也完全不受气候影响;6、对于地质复杂、含水量大、围岩软弱的地层可确保施工安全;7、在费用和技术难度上不受覆土深度影响。
盾构法施工也存在一些缺点:1、一次性投入大,施工设备费用较高;2、覆土较浅时,地表沉降较难控制;3、用于施作小曲率半径(R<20D)隧道时掘进较困难。
1.2盾构机的选型盾构施工法大体上分为开放式和封闭式两种。
开放式就是没有隔墙而工作面开放的盾构,考虑到确保工作面稳定、高压气下的作业环境等问题,目前已基本上不再采用这个方法。
土压平衡盾构下穿水域施工工法一、前言土压平衡盾构是一种常用于水域下穿的施工工法,它以盾构机为主要施工设备,利用土压和液压平衡来抵抗水压,平稳地进行水下施工。
本文将详细介绍土压平衡盾构下穿水域施工工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析和工程实例,旨在为读者提供有关该工法的全面了解和应用指导。
二、工法特点土压平衡盾构下穿水域施工工法具有以下特点:1. 高效快速:盾构机的施工速度快,能够在较短时间内完成下穿水域的施工任务。
2. 高质量:盾构机施工质量稳定可靠,能够确保施工过程中的标准要求得到满足。
3. 环保节能:采用液压平衡措施,有效减少了水压对施工的影响,减少了水资源的浪费,同时也降低了能耗。
4. 安全可靠:盾构机具备自动监测、报警和紧急停机等安全保护装置,确保施工过程中的安全。
三、适应范围土压平衡盾构下穿水域施工工法适用于河道、湖泊、河口、海洋等水域的地下隧道施工。
它能够有效应对水压和泥沙的变化,适应不同水下环境的复杂情况。
四、工艺原理土压平衡盾构下穿水域施工工法的原理基于土压平衡和液压平衡的作用。
在施工过程中,盾构机的前端设有刀盘,通过刀盘的旋转和推进,将土层掘进并转移到后部的螺旋输送机上进行排出。
在刀盘掘进的同时,以刀盘为中心的土压作用形成一个稳定的土壳,从而抵抗水压的影响。
通过控制刀盘推进速度和注入液压平衡液体的流量和压力,实现施工过程的平衡。
五、施工工艺土压平衡盾构下穿水域的施工工艺包括盾构机的安装与调试、进洞与掘进、液压平衡调控、环片安装与封圈处理、土层处理与泥沙处理等步骤。
在施工过程中,需要根据实际情况进行合理的技术措施和操作步骤,确保施工的顺利进行。
六、劳动组织土压平衡盾构下穿水域施工工法需要组织一支专业化的施工队伍,包括盾构机操作员、地质勘探人员、测量人员、质量管控人员等。
在施工过程中,需要合理分工,密切协作,确保工作的高效进行。
土压平衡盾构施工工艺土压平衡盾构的基本原理是用一件有形的钢质组件沿隧道设计轴线开挖土体而向前推进。
土压平衡盾构属封闭式盾构。
盾构另一个作用是能够承受来自地层的压力,防止地下水或流砂的入侵。
01工作原理1.盾构机的掘进液压马达驱动刀盘旋转,同时启动盾构机推进油缸,将盾构机向前推进,随着推进油缸的向前推进,刀盘持续旋转,被切削下来的渣土充满泥土仓,此时开动螺旋输送机将切削下来的渣土排送到皮带输送机上,后由皮带输送机运输至渣土车的土箱中,再通过盾构井口垂直运至地面。
2.掘进中控制排土量与排土速度当泥土仓和螺旋输送机中的碴土积累到一定数量时,开挖面被切下的渣土经刀槽进入泥土仓的阻力增大,当泥土仓的土压与开挖面的土压力和地下水的水压力相平衡时,开挖面就能保持稳定,开挖面对应的地面部分也不致坍塌或隆起,这时只要保持从螺旋输送机和泥土仓中输送出去的渣土量与切削下来的流人泥土仓中的渣土量相平衡时,开挖工作就能顺利进行。
3.管片拼装盾构机掘进一环的距离后,通过管片拼装机通缝或错缝拼装单层衬砌管片,使隧道—次成型。
02操作工艺盾构掘进时泥土质量控制1.泥土压力控制。
盾构中的泥土压力可通过以下3种方式调节:(1)调节螺旋输送机的转数;(2)调节盾构千斤顶的推进速度;(3)两者组合控制。
2.泥土塑流性控制。
泥土的塑流性可通过以下4种方法测试。
(1)土仓内的土压。
可通过设在盾构隔板上的土压计测定,是判断泥土塑流性的一种简洁方法。
(2)盾构负荷。
由掘削扭矩、螺旋输送机的扭矩等负荷的变化推定泥土的塑流性。
(3)螺旋输送机的排土效率。
泥土塑流性好的情况下,从螺旋输送机的转数算出的排土量与计算掘削土量的相关性较高。
(4)排土形状测量。
根据目测排土状况或者泥土取样的坍落度试验可以判定泥土的塑流性。
3.防止刀盘泥饼的形成:(1)土舱内水、土、气压力设定值不宜过高,应设法减小刀盘与正面岩土的挤压应力;(2)采取发泡剂等措施切断裂隙水的通道,防止地层中裂隙水涌入;(3)合理布设刀盘刀具,遇到塑性大、裂隙水丰富的风化岩土时,应及时拆除滚刀;(4)向刀盘正面压注一定量的发泡剂或润滑水,减小刀盘与正面土体的碾磨力,同时还可增加破碎的流塑性;(5)在土舱内加以适当的气压,提高螺旋输送机的排土能力。
土压平衡盾构施工工艺3.6.1工艺概述土压平衡盾构施工中,由刀盘切下的弃土进入土仓,形成土压,土压超过预先设定值时,土仓门打开,部分弃土通过螺旋机排出土仓,从而保持土仓内土压平衡,土仓内的土压反作用于挖掘面,防止地层的坍塌。
3.6.2作业内容一、启动皮带机、刀盘、螺旋输送机等机电设备,根据测量系统面板上显示的盾构目前滚动状态选择盾构旋向按钮,一般选择能够纠正盾构滚动的方向;开启螺旋输送机的出渣口仓门并开始推进。
二、根据测量系统屏幕上指示的盾构姿态,调整各组推进油缸的压力至适当的值,并逐渐增大推进系统的整体推进速度。
三、在盾构的掘进过程中,值班工程师及设备主管人员随时注意巡检盾构的各种设备状态,如泵站噪声情况,油脂及泡沫系统原料是否充足,轨道是否畅通,注浆是否正常等。
操作室内主司机应时刻监视螺旋输送机出口的出渣情况,根据测量系统屏幕上显示的值调整盾构的姿态。
发现问题立即采取相应的措施。
四、掘进完成后停止掘进按以下顺序停止掘进:停止推进系统、逐步降低螺旋输送机的转速至零、停止螺旋输送机、关闭螺旋输送机出渣口仓门、停止皮带机、停止刀盘转动。
3.6.3质量标准及验收方法1、盾构本体滚动角不大于 3 度。
2、盾构轴线偏离隧道轴线不大于 50mm。
3、盾构推进过程中壁后注浆不小于设计方量,设计方量根据地质情况、地表监测情况调整。
4、根据横向偏差和转动偏差,应采取措施调整盾构姿态,防止过量纠偏。
5、盾构停止掘进时应采取适当措施稳定开挖面,防止坍塌。
6、必须对盾构姿态和管片姿态进行人工复合测量。
3.6.4工艺流程图以两趟列车完成一个掘进循环为例。
- 221 -图3.6.4-1 掘进控制流程图3.6.5工序步骤及质量控制说明一、工序步骤1.掘进准备工作就绪后,先启动水平运输设备,后启动螺旋输送机。
2.由盾构司机按有关盾构设备操作规定对推进系统进行检查和操作后即开始掘进,同时观察螺旋输送机排渣情况是否正常。
3.推进完成后,使盾构停留在管片安装模式下,并随时观察土仓内土压变化采取保压措施,- 222 -- 223 -防止掌子面坍塌,同时开始管片安装。
土压平衡盾构施工一、工艺概述土压平衡盾构施工中,由刀盘切下的弃土进入土仓,形成土压,土压超过预先设定值时,土仓门打开,部分弃土通过螺旋机排出土仓,从而保持土仓内土压平衡,土仓内的土压反作用于挖掘面,防止地层的坍塌。
二、作业内容1、启动皮带机、刀盘、螺旋输送机等机电设备,根据测量系统面板上显示的盾构目前滚动状态选择盾构旋向按钮,一般选择能够纠正盾构滚动的方向;开启螺旋输送机的出渣口仓门并开始推进。
2、根据测量系统屏幕上指示的盾构姿态,调整各组推进油缸的压力至适当的值,并逐渐增大推进系统的整体推进速度。
3、在盾构的掘进过程中,值班工程师及设备主管人员随时注意巡检盾构的各种设备状态,如泵站噪声情况,油脂及泡沫系统原料是否充足,轨道是否畅通,注浆是否正常等。
操作室内主司机应时刻监视螺旋输送机出口的出渣情况,根据测量系统屏幕上显示的值调整盾构的姿态。
发现问题立即采取相应的措施。
4、掘进完成后停止掘进按以下顺序停止掘进:停止推进系统、逐步降低螺旋输送机的转速至零、停止螺旋输送机、关闭螺旋输送机出渣口仓门、停止皮带机、停止刀盘转动。
三、质量标准及验收方法1、盾构本体滚动角不大于3度。
2、盾构轴线偏离隧道轴线不大于50m m。
3、盾构推进过程中壁后注浆不小于设计方量,设计方量根据地质情况、地表监测情况调整。
4、根据横向偏差和转动偏差,应采取措施调整盾构姿态,防止过量纠偏。
5、盾构停止掘进时应采取适当措施稳定开挖面,防止坍塌。
6、必须对盾构姿态和管片姿态进行人工复合测量。
四、工艺流程图以两趟列车完成一个掘进循环为例。
五、工序步骤及质量控制说明1、工序步骤掘进准备工作就绪后,先启动水平运输设备,后启动螺旋输送机。
由盾构司机按有关盾构设备操作规定对推进系统进行检查和操作后即开始掘进,同时观察螺旋输送机排渣情况是否正常。
推进完成后,使盾构停留在管片安装模式下,并随时观察土仓内土压变化采取保压措施,防止掌子面坍塌,同时开始管片安装。
土压平衡盾构施工技术
一、盾构施工法概述
1.盾构施工程序。
盾构施工法与矿山法相比具有的特点是地
层掘进、出土运输、衬砌拼装、接缝防水和盾尾间隙注浆充填等主要作业都在盾构保护下进行,因而是工艺技术要求高、综合性强的一类施工方法。
其主要施工程序为:建造盾构工作井;盾构机安装就位;出洞口土体加固处理;初推段盾构掘进施工;隧道正常连续掘进施工;盾构接收井洞口的土体加固处理;盾构进入接收井解体吊出。
2.盾构施工优点。
盾构施工与矿山法施工具有以下优点:地面作业少,隐蔽性好,因噪音、振动引起的环境影响小;自动化程度高、劳动强度低、施工速度快;因隧道衬砌属工厂预制,质量有保证;穿越地面建筑群和地下管线密集的区域时,周围可不受施工影响;穿越河底或海底时,隧道施工不影响航道,也完全不受气候影响;对于地质复杂、含水量大、围岩软弱的地层可确保施工安全;在费用和技术难度上不受覆土深度影响。
二、盾构推进隧道施工
1. 掘进原理。
盾构在粉质粘土、粉质砂土和砂质粉土等粘性土层中掘进施工时,由刀盘旋转切削下来的土体进入密封土仓后,可对开挖面地层形成被动土压力,与开挖面上的主动土压力相抗衡。
使开挖面的土层处于稳定状态。
当盾构推进时,启动螺旋输送器排
土,使排土量等于开挖量,即可使开挖面地层始终处于稳定。
排土量一般通过调节螺旋输送器转速和出土口装置予以控制。
当地层含砂量超过某一限度时,因土的摩阻力大、渗透系数高、地下水丰富等原因,泥土塑流性将明显变差,密封仓内的土体可因固结作用而被压密,导致渣土难于排出,甚至形成泥饼而无法推进,而且单靠切削土提供的被动土压力,常不足以抵抗开挖面的水土压力。
出现这种状况时,可向密封仓内注入水、泡沫、膨润土等,同时进行搅拌,以期适当改善仓内土体的塑流性,顺利排土。
2.轴线控制。
盾构轴线的控制是盾构推进施工的一项关键技
术,怎样控制盾构能在已定空间轴线的允许偏差范围内是必须掌握的技术,在实际施工中盾构推进轴线控制不可能是理想的状况,轴线控制不佳状况除地质不均匀引起的正面阻力不均匀及隧道的平面和竖曲线要求外,往往是产生于人为因素,这是指施工不精心及对轴线控制操作技术水平不够两个原因,而后者占多数。
三、影响盾构轴线控制的原因
1. 地层土体对盾构产生的偏向。
盾构在向前推进过程中将受
到盾构切口贯入土层的阻力、盾构正面阻力、盾构四周土体与盾构壳体间的摩阻力,盾构自重与下卧土层的摩阻力等组成。
由于受到地层土质变化、隧道埋深变化、地面建筑物等因素,造成各种阻力不均匀的作用于盾构,从而导致盾构推进时偏向。
2. 盾构制作误差造成盾构推进轴线的偏向。
圆形断面盾构是
中心对称的结构,这是对轴线控制极为有利的形式,但由于加工误
差使其外形并非正圆,导致盾构产生偏向。
3.已拼装成环的隧道对盾构推进轴线产生的影响。
由于管片成环后与盾尾不同心,两者之间沿圆周的间隙大小不一,又由于管片轴线与盾构轴线在施工中是不一致的,形成了管片与盾壳局部处有接触现象,产生了摩阻力,这一阻力显然会影响盾构的推进轴线。
四、盾构轴线控制的原理
盾构推进的过程,是盾构轴线控制的过程,即阻碍盾构前进
的外力F外和盾构千斤顶合力F推(见图2-2 )。
是一对方向相
反,不作用于一直线上的力,形成一个力偶,起到控制盾构轴线的目的。
所以说盾构推进的过程就是寻找F外作用位置的过程,
选择最理想的 e 来控制盾构推进轴线。
五、盾构推进轴线的控制方法
1. 盾构纵坡控制。
盾构纵坡控制不单是调整盾构高程位置,还可以调正盾构和已成环管片之间顶部和下部间隙,以减少盾构对圆环的径向卡压及下一环管片拼装的困难。
(1)稳坡法。
这种方法盾构推进中对地层扰动最小,是最佳控制方法。
(2)变坡法。
盾构推进前应先观察盾构与管片上下的间隙情况,遇盾构上部已卡管片时则可采用先抬后压的纵坡控制所示,反之可用先压后抬的方法来控制。
由于操作人员的技术水平,对盾构的性能不熟,以及施工人
员思想不集中等原因,往往发生在一环距离的推进过程中,多次进
行纵坡起伏的调正。
这是施工中最忌的方法,因为这种极不平稳的控制盾构推进轴线,对地层将产生最大的扰动,对地面建筑物危害很大,特别是当地层受到大扰动时,后期变形要有一个较长的时间,且变形量亦较大。
2. 左右两腰对称千斤顶伸出长度差值的控制。
盾构平面轴线
的控制其含意及方法与纵坡控制相同,而不同的其一是控制对象,即盾构运动的轨迹方向不同,而两个轨迹面是两个相互垂直的面,另一点是表示形式不同,一般平面是采用比较容易的左右两腰千斤顶伸出长度差值来表示,也有用平面夹角表示。
(1)盾构推进阻力大小及合力作用位置的调整。
上面所讲述的用盾构自身前进动力千斤顶来控制盾构推进轴线,是主动、积极的技术措施。
当用千斤顶难以控制轴线时,可采用调整作用于盾构上的阻力大小及其合力的位置。
对盾构阻力大小及合力作用位置调整,效果显著,但受到盾构型式的限制。
(2)选择合理压浆位置,改善纠偏条件。
利用压浆的压力调正管片与盾构两者相对位置的关系,改善盾构的纠偏条件。
六、盾构推进轴线控制时应注意的一些问题
1. 盾构推一环的纠偏幅度应以小到大最后到小的规律控制。
由于开始推进时管片埋入盾尾内的深度为最长,这就使盾构与管片之间相对位置调节量是处于最小的状态,过量的纠偏将会导致危机管片安全的现象,故而这时推进纠偏量应控制合理,而随推进距离的增加,管片脱出盾尾量增多,就改善了盾构与管片之间相对位置的调节条件,则纠偏量也可随之加大。
但当一环推进快结束时,为了保证下一环管片拼装便利与质量,这时纠偏量也应相应减少,
使盾构位置处于理想的位置。
这控制盾构轴线的规律盾构操作人员必须做到正确运用、掌握。
以往施工经验可知这三个阶段的划分,一般为每环推进距离各1/3 范围最佳。
2. 盾构轴线控制纠偏必须要按“及时、连续”的原则。
当施工时产生有过大偏差时,其纠偏应做到合理,使盾构纠偏轴线和顺,有利于施工及隧道的使用要求。
控制好盾构推进轴线是建造优质隧道的手段,目的是使每环管片能拼装于理想的位置上,使连接形成的隧道轴线为最佳状态,从而满足隧道建造后使用上的需要。