第6章-盾构法隧道结构
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概述盾构法隧道内部结构施工1、盾构法隧道线形控制下掘进过程中,铰接千斤顶形成较大,推进千斤顶分区控制,以确保盾构姿态。
在小曲率段,自動导向系统的激光站每次移站的距离短,移站频率高,否则盾构机自动导向系统无法反映盾构机的真是姿态。
但移站频率高、吊篮不及时复测,会对自动导向精度造成一定影响,因此需增加人工复测频率。
为确保盾尾密封效果、管片质量,减小对地层的扰动,盾构机纠偏原则:每环的纠偏幅度不应太大,当水平、垂直都需要纠偏时:一个方向纠完,再纠另外一个方向,宜先稳住垂直姿态,再水平纠偏;同时纠偏效果不理想。
盾构机在全、强风化凝灰熔岩地层中施工小曲率隧道,保证速度的稳定性,也可以比较容易控制纠偏的尺度,太快或太慢都不利于模拟机盾构机纠偏。
2、盾构法隧道施工管片保护隧道姿态不理想时,利用管片吊装孔,同步注水泥水玻璃速凝浆液。
另外,考虑到曲线=超挖,浆液注入量也需要适当增加。
在软弱地层中,由于围岩自稳性差,应力释放快,塑性变形大,这一环形空间在管片脱出盾尾后,拱顶围岩极有可能发生变形或拱顶围岩下沉,减小了围岩与管片之间的间隙,同时建压掘进和及时地同步注浆使此间隙能得到有效填充,有利于管片快速稳定。
在盾构掘进施工中,盾构通常保持微微抬头姿势掘进,一般底部油缸推力较大,此推力会在设计轴线法线上产生一个向上的分力,特别是下坡段时,底部推进力增大,分力随之增大,这个分力加剧了管片的上浮,特别是在同步注浆浆液没有完全提供约束力的情况下。
由于双液浆在同步注浆管过程中易堵管,可选择在管片注浆孔进行注浆,即管片脱出盾尾后采用人工对管片进行注浆。
但通过吊装孔注双液浆往往要停止掘进,为减小注浆对施工进度的影响,可根据管片脱出盾尾后管片间相对上浮量不超过限界要求的前提下,选择隔环注双液浆的方式减小管片悬臂距离,同时优化同步浆液配合比。
一方面可有效封堵后部来水,减小同步注浆浆液前窜机率;二是有效填充管片壁后建筑间隙以达到防止管片上浮和稳定管片的目的。
第 6 章盾构施工技术第一节概述一、基本原理盾构法是暗挖隧道的专用机械在地面以下建造隧道的一种施工方法。
先在隧道的一端建造竖井或基坑,以供盾构安装就位。
盾构从竖井或基坑的墙壁预留孔处出发,在地层中沿着设计轴线,向另一竖井或基坑的设计预留孔洞推进。
盾构推进中所受到的地层阻力,通过盾构千斤顶传至盾构尾部已拼装的预制衬砌、再传到竖井或基坑的后靠壁上。
●盾构是进行土方开挖、正面支护和隧道衬砌结构安装的施工机具●盾构是一个既能支承地层压力,又能在地层中推进的钢筒结构●钢筒的前面设置各种支撑和挖土装置钢筒的中段周圈内安装顶进千斤顶钢筒的尾部可安置数环隧道衬砌●盾构每推进一环距离,就在盾尾支护下拼装一环衬砌,并及时向盾尾后面的衬砌环外周的空隙中压注浆体,以防止隧道及地面下沉,在盾构推进过程中不断从开挖面排出适量的土方。
二、国外盾构施工技术发展概述1. 人工开挖盾构的发明世界上第一条人工开挖盾构隧道是由Mare Brunel和他的儿子—起在伦敦泰晤士河下建成的。
该盾构呈矩形(11.6m宽,7m高),总共只有366m长的隧道耗时20年左右,曾经历很大困难,出现过五次以上涌水。
1869年,James Henry Greathhead采用圆形敞开式盾构在泰晤士河下再建了一条外径为2.18m的行人隧道,该隧道衬砌是铸铁管片,隧道在不透水的粘土层中掘进,无地下水威胁,因此进展相当顺利。
1886年,Greathead在建造伦敦地铁时首次使用了压缩空气盾构,解决了在含水地层中修建隧道的问题。
2.机械化盾构的问世1876年:第一台机械化盾构的专利出现。
第一台机械化盾构的设想是用由几块板构成的半球状刀盘旋转切削土体,然后靠径向转动的土斗将切削下来的土体运到皮带输送机上。
1896年,J.Price的专利比第一台盾构有较大改进,刀盘由若干轮辐构成,电动驱动由长轴传递,其外形也与现代盾构较为接近。
早期的盾构技术在英国发明并得到发展并不是偶然的事件,由于19世纪和20世纪上半叶,英国是全球最强盛的工业化国家,而对隧道掘进来讲,伦敦的粘土可说是地球上较理想的土层,因此,由当时最发达的国家率先在较理想的土层中发展盾构技术是合乎技术发展的逻辑的。
盾构法隧道盾构隧道施工法是指使用盾构机,一边控制开挖面及围岩不发生坍塌失稳,一边进行隧道掘进、出渣,并在机内拼装管片形成衬砌、实施壁后注浆,不扰动围岩而修筑隧道的方法。
简介:采用盾构掘进机进行开挖,钢筋混凝土管片作为衬砌支护的隧道暗挖施工法。
盾构机的所谓盾是指保持开挖面稳定性的刀盘和压力舱、支护围岩的盾构钢壳。
所谓构是指构成隧道衬砌的管片和壁后注浆体。
由于盾构一般使用于以土为围岩的隧道工程施工中,与岩石围岩不同,土体不具有自立稳定性,所以保持开挖面稳定的系统(盾)就非常重要。
盾构施工的主要原理就是尽可能在不扰动围岩的前提下完成施工,从而最大限度地减少对地面建筑物及地基内埋设物的影响。
盾构法隧道结构设计程序主要内容:1.确定几何参数2.确定岩土参数3.选择危险断面4.确定TBM机的机械参数5.确定材料属性6.设计荷载7.设计模型8.计算结果盾构施工监理细则Ⅰ施工准备阶段的监理1.1 盾构机自赤岗站始发前,承包商应向监理工程师递交一份详细的盾构施工总体方案,内容包括:(1)赤岗施工场地总平面布置图(2)盾构推进方案(始发、掘进、到站、过站)(3)盾构推进计划(4)管片的质量控制(5)轴线控制和沉降监测方案(6)回填注浆的质量控制(7)盾构机性能参数及操作方法(8)出土方案和弃土安排(9)洞口端头和联络通道地层加固方案(10)施工监测方案1.2 经过监理工程师批准后,承包商才可将上述方案付诸实施。
1.3 监理工程师对现场施工设备进行检查。
包括注浆设备、起吊设备、管片运输设备、管片防雨设施、给排水系统、供电设备等。
在盾构始发前这些设备的完好性必须得到工程师的确认和批准。
1.4 盾构施工前监理工程师应对承包商使用的水准点和控制点进行复核,经批准后才可使用。
Ⅱ盾构机的始发2.1 始发前准备工作结束后,承包商应向监理工程师提交有关报告以供批准。
2.2 监理工程师应对以下方面进行检查(1)盾构机定位(2)反力架安装(3)洞口橡胶密封条和端墙凿除(4)临时管片固定方式(5)盾构机操作方式(6)回填注浆方式2.3 经监理工程师批准后,承包商才可开始安装临时管片和盾构机推进。