教案(盾构法施工概述)《城市轨道工程施工》
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第1篇一、引言随着我国城市化进程的加快,城市交通拥堵、环境污染等问题日益突出,地下空间开发利用成为解决这些问题的有效途径。
盾构法作为一种高效、环保的地下工程开挖方法,在地铁、隧道、地下通道等工程中得到广泛应用。
本文将对盾构工程施工方法进行详细介绍。
二、盾构法简介盾构法是一种利用盾构机在地下开挖隧道的方法。
盾构机由盾构主体、刀盘、推进系统、注浆系统、泥水处理系统等组成。
在施工过程中,盾构机在土体中推进,形成隧道空间,同时注浆填充盾构机与土体之间的空隙,确保隧道结构的稳定。
三、盾构施工方法1. 施工准备(1)现场勘查:对施工现场进行详细勘查,了解地质条件、地下管线、周边建筑物等情况,为施工方案制定提供依据。
(2)施工方案:根据勘查结果,制定详细的施工方案,包括盾构机选型、施工工艺、进度安排、质量控制、安全管理等。
(3)设备安装:安装盾构机及其配套设备,包括刀盘、推进系统、注浆系统、泥水处理系统等。
(4)临时设施:搭建施工临时设施,如施工围挡、排水设施、通风设施等。
2. 盾构始发(1)端头处理:根据地质条件和隧道结构要求,对盾构始发端头进行加固处理,确保盾构机顺利始发。
(2)盾构机就位:将盾构机安装在始发洞室内,确保其位置准确、稳定。
(3)盾构机调试:对盾构机进行调试,确保其各项性能指标符合要求。
3. 盾构掘进(1)掘进参数控制:根据地质条件和隧道结构要求,合理设置掘进参数,包括推进速度、刀盘转速、注浆压力等。
(2)土体控制:采用刀盘刀具、渣土改良技术、管片壁后同步注浆与二次注浆等措施,确保土体稳定,防止地面沉降、隧道变形等问题。
(3)盾构姿态控制:通过调整掘进参数、纠偏装置等手段,确保盾构机在掘进过程中保持稳定姿态。
4. 管片拼装(1)拼装成环:盾构推进结束后,迅速拼装管片成环,确保隧道结构的完整性。
(2)拼装顺序:从下部的标准管片开始,依次左右两侧交替安装标准管片,然后拼装邻接管片,后安装楔形管片。
城市轨道交通工程盾构法按支护地层的形式分类,主要分为自然支护式、机械支护式、压缩空气支护式、泥浆支护式、土压平稳支护式5种类型、按开挖面是否封闭划分,可分为密闭式和敞开式两类。
按平衡开挖面土压与水压的原理不同,密闭式盾构又分为土压式(常用泥土压式)和泥水式两种。
盾构的刀盘主要由刀盘体、刀具、磨损检测器、搅拌棒、泡沫及膨润土管路等零部件组成。
刀盘体由钢结构焊接而成,刀具可分为:滚刀、切刀、边缘刮刀、仿形刀、保径刀、先行刀、中心刀等。
刀盘具有三大功能:开挖功能、稳定功能、搅拌功能。
土压平衡盾构的刀盘有两种形式:面板式和辐条式。
盾构法施工条件1.适用地层范围:除硬岩外的相对均质的地质条件。
2.隧道埋深:隧道应有足够的埋深,覆土深度不宜小于1D(洞径)。
3.地下水防治:采用密闭式盾构时,除了始发和接收区以及开仓换刀时需要之外,一般不需要辅助施工法。
4.截面形状:标准形状为圆形。
也可采用异形截面。
5.对环境的影响:接近既有建(构)筑物施工时,有时需要辅助措施;盾构施工现场布置:在施工用地范围内,对施工现场的道路交通、材料仓库、材料堆场、临时房屋、大型施工设备、集土(泥)坑、拌浆系统、临时水电管线、消防器材垂直运输设备等做出合理的规划布置。
盾构施工一般分为始发、正常掘进和接收三个阶段。
始发是指盾构自始发工作井内盾构基座上开始掘进,到完成初始掘进(通常50~100m)止。
始发结束后要拆除临时管片、临时支撑和反力架,分体始发时还要将后续台车移入隧道内,以便后续正常掘进。
接收是指自掘进距接收工作井100m到盾构到达接收工作井内接收基座上止。
常用洞口土体加固方法:化学注浆法、砂浆回填法、深层搅拌桩法、高压旋喷注浆法、冷冻法等。
冻结法有造价高、解冻后存在沉降等缺点,旗喷桩加固虽然效果好,但其造价远高于深层桩。
所以,除工作井较深、洞门处土层为水头较高的承压水层外,洞门土体加固较为广泛采用的是深层搅拌法、并在搅拌桩加固体与连续墙间无法加固的间隙处用旋喷法进行补充加固。
地铁盾构施工方案地铁盾构施工方案一、工程背景目前,城市发展迅猛,交通压力不断增加,地铁交通作为快速、便捷的一种交通方式,受到越来越多的人们的青睐。
为了满足城市发展需要,我们拟在市内修建一条地铁线路,采用盾构施工技术,确保工程质量和进度。
二、工程概述该地铁线路起点位于市中心,终点位于市郊,全长10公里,设有5座地下车站。
施工地点地质条件复杂,存在地下河流、砂土层等。
施工深度为20米,路线主要地质为黏土和砂岩。
三、盾构机介绍为了保证工程进度和质量,我们选用直径6米的盾构机进行施工。
该盾构机采用密封式刀盘结构,可同时进行土壤切割和土壤搬运,具备很高的自动化和智能化程度,能够适应各种地质情况。
四、施工步骤1.勘察与设计:在施工前,我们将进行详细的勘察工作,确定地质情况和地下水位。
根据勘察结果,设计合理的盾构线路和施工方案。
2.隧道开挖:盾构施工是一种从地下向上推进的施工技术。
我们将在起点处进行盾构设备的安装,然后进行盾构机控制和操作培训。
在施工过程中,盾构机将切割土壤并搬运至车尾,然后通过运输系统将土壤运出施工现场。
3.地下车站施工:在盾构完成隧道开挖后,将进行地下车站的施工。
先进行车站的基础工程,然后进行车站的结构施工、设备安装等工作。
车站施工过程中,必须保证安全和排水系统的正常运行。
4.隧道封顶:地下车站施工完成后,进行隧道封顶工作。
封顶是地铁盾构工程的重要环节,关系到施工质量和工程进度。
我们将根据设计要求,进行合理的封顶方案,确保隧道的稳定和安全。
5.装修和设备安装:隧道封顶后,进行隧道的装修和设备安装工作。
主要包括照明系统、通风系统、防火系统等。
同时,根据设计要求,进行车站的装修和设施安装。
五、施工安全与环保措施在施工过程中,我们将严格遵守有关安全和环保的法律法规,采取以下措施:1.施工现场设置警示标志和安全警示标牌,明确安全区域,保证工人的安全。
2.对盾构机进行定期检查和维护,确保其正常运行和安全操作。
地铁盾构课程设计一、课程目标知识目标:1. 了解地铁盾构的基本概念、发展历程及其在我国城市轨道交通中的应用。
2. 掌握地铁盾构施工原理、主要设备及其施工过程中的关键技术。
3. 熟悉地铁盾构施工的安全措施、质量控制及环境保护要求。
技能目标:1. 能够分析地铁盾构施工中可能遇到的问题,并提出合理的解决方案。
2. 能够运用所学知识,对地铁盾构施工项目进行初步设计和评估。
3. 能够通过小组合作,进行地铁盾构施工的模拟实验,提高实践操作能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对地铁盾构技术及城市轨道交通建设的兴趣,激发探索精神。
2. 增强学生的环保意识,认识到地铁盾构施工对环境保护的重要性。
3. 培养学生的团队合作精神,提高沟通与协作能力。
本课程针对高年级学生,结合教材内容,注重理论与实践相结合,旨在提高学生对地铁盾构技术的认识和应用能力。
课程目标具体、可衡量,便于教师进行教学设计和评估。
通过本课程的学习,使学生能够全面了解地铁盾构施工的相关知识,为未来从事城市轨道交通建设奠定基础。
二、教学内容1. 地铁盾构技术概述- 盾构技术的发展历程- 地铁盾构在我国的应用现状2. 地铁盾构施工原理与设备- 盾构施工的基本原理- 盾构机的结构与功能- 主要设备及其作用3. 地铁盾构施工关键技术- 盾构施工的前期准备- 盾构掘进过程的管理与控制- 盾构隧道的衬砌施工4. 地铁盾构施工安全与质量控制- 施工安全措施及应急预案- 质量控制要点及标准- 环境保护要求及措施5. 地铁盾构施工案例分析- 国内外典型地铁盾构施工案例- 案例分析及启示教学内容依据课程目标,结合教材相关章节,进行科学、系统地组织。
教学大纲明确教学内容安排和进度,确保学生在学习过程中逐步掌握地铁盾构技术相关知识。
教学内容既有理论阐述,又有实际案例分析,有利于提高学生的理论水平和实践能力。
三、教学方法本课程采用多种教学方法,结合课本内容,旨在激发学生的学习兴趣,提高主动性和实践能力。
《地铁车站土建施工方案(盾构法施工)》一、项目背景随着城市的快速发展,人口的不断增长,交通拥堵问题日益严重。
为了缓解城市交通压力,提高居民出行效率,我市决定建设一条新的地铁线路。
本次施工的地铁车站是该线路上的重要节点工程,采用盾构法施工,以确保工程的高效、安全和质量。
该地铁车站位于城市繁华地段,周边建筑物密集,地下管线复杂。
施工过程中需要充分考虑对周边环境的影响,采取有效的保护措施,确保施工安全和周边居民的正常生活。
二、施工步骤1. 施工准备(1)场地平整:对施工现场进行平整,清理障碍物,为盾构机的进场和组装创造条件。
(2)测量放线:根据设计图纸,进行测量放线,确定盾构机的始发位置和隧道轴线。
(3)临时设施建设:搭建临时办公区、生活区、材料堆场等设施,满足施工人员的生活和工作需求。
(4)设备采购与调试:采购盾构机及配套设备,并进行调试和试运行,确保设备性能良好。
2. 盾构始发(1)始发井施工:按照设计要求,进行始发井的施工,包括围护结构、土方开挖、主体结构等。
(2)盾构机组装:在始发井内,将盾构机的各个部件进行组装,并进行调试和验收。
(3)始发准备:安装反力架、始发托架等设备,进行洞门密封处理,为盾构机始发做好准备。
(4)盾构始发:启动盾构机,缓慢推进,进入隧道。
在始发阶段,要密切关注盾构机的各项参数,及时调整推进速度和土压力,确保盾构机平稳始发。
3. 盾构掘进(1)土压平衡控制:根据地质条件和隧道埋深,合理控制土仓压力,保持土压平衡,防止地面沉降和坍塌。
(2)推进速度控制:根据盾构机的性能和地质条件,合理控制推进速度,一般控制在 20~40mm/min 之间。
(3)管片安装:在盾构机推进的同时,进行管片的安装。
管片安装要严格按照设计要求进行,确保管片的连接质量和防水性能。
(4)同步注浆:在管片安装完成后,及时进行同步注浆,填充管片与土体之间的空隙,防止地面沉降。
(5)二次注浆:根据地面沉降监测情况,适时进行二次注浆,进一步控制地面沉降。
城市地铁盾构施工组织设计方案一、概述城市地铁盾构施工是一种高效、环保、快捷的地下隧道施工方式,适用于城市地铁建设的地下隧道工程。
为了确保城市地铁盾构施工的安全、质量和进度,并保护城市环境和生态,必须制定科学合理的施工组织设计方案。
二、施工方案1.施工方法采用盾构法进行施工,盾构机的选择应符合地质条件,保证施工质量。
在机体上加装合理的监测仪器,及时掌握盾构机的状态,确保施工安全。
2.施工工序(1)准备工作:a.准备施工方案、施工机械及施工材料、人员等;b.清理施工现场,吊装安装好盾构机。
(2)开挖:a.拆除防水板,掘进口投入砖砌结构;b.启动盾构机,掘进隧道。
(3)支护:a.隧道开挖后及时进行支护;b.支护采用组合型钢支撑和水泥注浆。
(4)回填及封闭:a.隧道开挖完毕后,进行回填和封闭;b.回填使用混凝土,加入适量外加剂,提高混凝土强度。
(5)管线敷设:a.完成隧道的回填及封闭后,进行管线敷设;b.管线敷设采用先于盾构施工开展的锚杆措施来稳定周围岩土压力。
(6)排水及通风:a.按照设计要求,对隧道施工过程进行监测和处理;b.采取排水和通风的措施,保证施工场地的干燥通风。
(7)保洁工作:a.施工期间必须保持现场环境整洁;b.施工完成后,要进行清理和恢复。
三、施工机械与设备1.盾构机根据地质条件及隧道尺寸等要求选择合适的盾构机,生产厂家及型号需在施工前确定。
2.起重机械主要用于盾构机、供料机等大型机械的吊装、安装等作业,应符合国家标准,并具备相应的认证资质。
3.排水泵用于施工期间的排水作业,应符合国家标准,并通过质量监测。
4.通风设备主要用于施工期间,对隧道进行通风作业。
5.水泥注浆设备主要用于隧道支护作业,应符合相关规定,并具备相应的检验资质。
四、安全措施1.环保措施严格按照环保要求,落实好施工期间的废水、废气等的处理和排放工作;2.施工面临特殊条件时,应在工程方案中制定详细的应急预案,采取有效措施及时处理;3.施工现场应设置相应的安全警示标志,并进行现场安全教育。
地铁工程使用盾构施工方案一、盾构施工工程方案盾构施工工程方案是盾构施工的设计蓝图,是盾构施工的基础和依据。
其主要包括盾构机的选择、隧道布置、施工参数等内容。
1. 盾构机的选择盾构机是盾构施工的核心设备,其选用将直接影响到施工质量和效率。
在选择盾构机时,需要考虑盾构机的直径、土压情况、环境要求等因素。
同时,还要考虑盾构机的调试和运行成本,以及后期维护等因素。
2. 隧道布置隧道布置是指盾构施工中隧道线路、坡度、弯曲段等布置方案。
隧道布置需要考虑地质条件、地下管线、地表建筑等因素,确保盾构施工的安全和顺利进行。
3. 施工参数盾构施工参数包括推进速度、泥浆压力、推力等参数的确定。
这些参数需要根据地质条件、隧道布置等因素进行合理确定,以确保盾构施工的高效进行。
二、盾构施工流程盾构施工流程是指盾构施工从前期准备到隧道开挖、管道铺设、隧道衬砌等全过程的操作流程。
其主要包括前期准备、隧道开挖、支护、管道铺设等环节。
1. 前期准备前期准备是盾构施工的第一步,其主要包括现场勘察、地质勘探、隧道设计等工作。
在前期准备中,需要对地质情况进行详细分析,确定盾构机的选用,设计出符合地质条件的施工方案。
2. 隧道开挖隧道开挖是盾构施工的核心环节,也是最为复杂的环节。
在隧道开挖过程中,需要根据地质情况、盾构机的性能等因素,合理确定推进速度、泥浆压力、推力等参数,确保隧道的稳定开挖。
3. 支护支护是指在隧道开挖后对隧道进行支护,以确保隧道的安全使用。
支护的方法包括涂抹防水涂料、设置支撑框架、喷浆加固等,其目的是加固隧道结构,防止隧道坍塌。
4. 管道铺设管道铺设是盾构施工的最后环节,其目的是将地铁管道固定在隧道内,确保地铁的安全运行。
管道铺设需要根据地铁线路设计图纸进行布置,确保地铁线路的顺利施工。
三、盾构施工安全管理盾构施工安全管理是盾构施工的重要组成部分,其主要包括现场安全管理、设备管理、环境管理等方面。
盾构施工的安全管理是保障盾构施工顺利进行和地铁运行安全的基础。
城市轨道盾构隧道施工方案随着城市的发展和人口的增长,城市交通压力也越来越大。
城市轨道交通系统作为一种高效、快捷、可持续的交通方式,受到越来越多城市的青睐。
而轨道盾构隧道作为轨道交通系统的重要组成部分,施工方案的设计和实施对于确保隧道建设的顺利进行至关重要。
本文将介绍一种适用于城市轨道盾构隧道施工的方案。
一、项目概述本项目位于XXX城市,总长度为XXX千米,主要连接市中心与郊区。
该隧道的设计速度为每小时XXX千米,预计载客量为XXX人。
建设此隧道有助于缓解城市交通拥堵问题,提高市民出行效率。
二、盾构机选择在城市轨道盾构隧道施工中,选择合适的盾构机对于工程成功实施至关重要。
根据本项目的特点,我们选择了直径为XXX米的XXX型盾构机。
该型号盾构机具有先进的技术和可靠的性能,能够满足本项目的施工需求。
三、隧道结构设计1. 隧道断面设计本项目隧道采用XXX型断面设计,断面宽度为XXX米,高度为XXX米。
该断面设计能够满足轨道交通系统的要求,使乘客能够在舒适、安全的环境下出行。
2. 隧道防水设计考虑到地下水位较高的情况,本项目隧道采用了先进的防水技术。
在施工过程中,将采用双层隧道衬砌结构,并对隧道壁面进行防水处理,以确保隧道的干燥和安全。
四、施工工艺流程1. 地质勘探在施工前,需要进行详细的地质勘探,以了解地下地质条件。
根据勘探结果,确定合理的施工工艺和土层处理方案。
2. 盾构机施工盾构机施工是隧道建设的核心环节。
施工过程中,需要根据地质条件进行合理的刀盘选型和刀盘刀片的更换,以确保盾构机的正常推进。
3. 隧道衬砌施工隧道盾构机推进至设计位置后,进行隧道衬砌施工。
采用XX材料进行衬砌,确保隧道的结构稳定和安全运营。
4. 进口口施工隧道的进口口施工是连接隧道与地面的重要环节。
需要考虑与地面的衔接,以及必要的交通管制和交通流引导措施。
五、安全保障措施1. 施工现场安全管理在施工现场,需要建立健全的安全管理体系。
“盾构法施工概述”教案教学目标:1、了解盾构法施工的历史;2、掌握盾构机的分类方法及代表类型;3、理解盾构机组成及工作原理;4、掌握盾构法施工各开挖方法及其区别、适用性、优缺点。
教学重点:1、盾构机的分类方法;2、盾构机的组成及工作原理;3、各盾构开挖方法及其区别、适用性、优缺点。
教学难点:1、盾构机的组成及工作原理;(内容较抽象,学生缺乏实践)2、各盾构开挖方法及其区别、适用性、优缺点。
(学生刚刚接触到盾构法、对各盾构开挖方法容易混绕)教学方法:讲授法、引用案例法、直观演示法、情景模拟法、讨论法。
教学课时:90分钟教学过程:导入新课:导入语:同学们,你们知道目前地铁建设中最常用的施工方法吗?学生回答,老师小结,地铁建设中最常用的施工方法是盾构法;今天就让我们一起学习盾构法施工概述。
一、盾构法施工(板书)过渡:请同学们翻到课本72页,阅读第一段,了解一下什么是盾构法?学生回答幻灯片展示盾构法的定义:教师小结:以盾构机作为施工机械在地下暗挖隧道的一种施工方法。
那么,什么是盾构机呢,请看视频。
观看盾构机工作原理视频(3分钟)1、盾构法的发展历史(板书)老师讲授:盾构机全名为盾构隧道掘进机、是一种隧道掘进的专用工程施工机械,具有自动化程度高、节省人力、施工速度快、一次成洞、不受气候影响、开挖时可以控制地面沉降、减少对地面建筑物的影响和在水下施工时不影响水面交通等特点,在隧道洞线较长、埋深较大的情况下,盾构法更为经济合理。
1818年法国工程师布鲁克诺从食船虫在船身上打洞一事受到启发,提出了盾构施工法,并获得特许,这也就是敞开式手掘盾构机的原型。
盾构法最先应用于英国伦敦泰晤士河底隧道,这条隧道全长458米,是世界上第一条采用盾构法施工的隧道。
1887年英国人格雷特海德在原有盾构施工基础上进行了改进,组合使用盾构和气压施工法进行施工,奠定了现代盾构施工发展的基础。
近几十年,通过对土压平衡式、泥水式盾构中关键技术的探索和研究,使盾构机得到了很大的提高,如德国的盾构机可在施工过程中在保证密封的前提以及高达0.3兆帕气压的更换刀盘上的工具,提高盾构机的一次掘进长度。
请同学们阅读本小节最后一段内容(P72第四段),回答,问题:为什么说英吉利海峡隧道、东京湾海底隧道将盾构法隧道施工技术推进了新阶段?学生回答老师小结:通过这两个隧道,大直径、大埋深、超长距离,复杂地质条件、高度自动化的盾构法得到了很好应用。
过渡:接下来我们学习盾构机的种类及分类方法。
2、盾构机的种类及分类方法(板书)老师讲授:盾构法的种类繁多,按不同的分类方法会有不同的名字。
主要的分类方法有四种,如:按工作原理、按开挖方式、按断面形状、按盾构机的功能和用途。
按工作原理,盾构机可分为:手掘式盾构机、挤压式式盾构机,半机械式盾构机、机械式盾构机;半机械式又有局部气压式和全局气压式,机械式又分为开胸式盾构、泥水加压盾构、土压平衡盾构、混合型盾构、异形盾构多种。
按开挖方式:敞开式、机械切割式、网格式、挤压式。
按盾构机的断面形状:圆形、半圆形、椭圆形、马蹄形、多圆搭接型、矩形等,种类较多,而且随着发展还会有新的断面形式出现。
按盾构机的功能和用途:垂直相接的直角弯隧道盾构、还有偏心急弯盾构、大坡度盾构、地中对接盾构(又称CID工法)、侧接盾构、分岔盾构、变径盾构、大深度盾构、长距离盾构机、高速掘进盾构机。
种类相当多,总之同学们知道按功能和用途分类,理解起来就会相对容易。
提问:“机械切削式盾构”是根据哪种分类方法进行命名的?学生回答:按开挖方式老师:很好,只要大家掌握了盾构机的分类方法,就能知道盾构机的类型了,掌握方法才是是根本。
过渡:下面,我们学习盾构机的构成。
3、盾构机的构成(板书)老师讲授:盾构机按结构分为五大部分:壳体、排土系统、推进系统、衬砌拼装系统和辅助注浆系统。
而壳体又包括:切口环、支承环和尾盾。
同学们都玩过“贪食蛇”这个游戏,壳体这部分就是整个盾构机的蛇头,现在请同学们阅读教材本节内容(第74页-第75页第一段)去了解其构成。
并比较图4-2中盾构外径与管片(衬砌)外径大小,思考这种构造会造出如何影响?学生回答:*******老师小结:会留下建筑间隙,引起地表沉降。
引申思考:那么在施工过程中又是如何处理的呢?学生思考老师小结:采用辅助注浆系统对建筑间隙进行注浆填充。
过渡:通过上个问题,大家知道了辅助注浆系统的重要性和作用,其实盾构机各个组成部分在盾构法施工过程中都有其独特的作用,下面我们就来学习这几个系统。
整个盾构机就像贪食蛇,贪食蛇要前进、就要有推进系统;要将吃到的土体运到尾部并运走,就需要排土系统;要保证整个洞身不塌陷,就需要衬砌拼装系统;要减少洞身上面的地表沉降及渗漏水,就需要辅助注浆系统。
下面我们就来学习推进系统、排土系统、衬砌拼装系统和辅助注浆系统。
排土系统由切削土体的刀盘、泥土仓,螺旋出土器、皮带传送机、泥浆电瓶运输车等组成。
通过这些部件就能将贪食蛇吃到的土体运送到尾部,再通过竖井运至地表。
施工时控制螺旋出土器的排土速度和盾构推进速度,可以保持开挖面土体的平衡。
思考:为什么说施工时控制螺旋出土器的排土速度和盾构推进速度,可以保持开挖面土体的平衡?学生回答老师小结:通过控制螺旋出土器的排土速度和盾构推进速度,进而控制泥土仓内的泥土量,会对开挖面形成一个土压,从而稳定开挖面。
推进系统由液压设备和盾构千斤顶组成,主要设备是设置在盾构壳内侧环形中梁上的推进千斤顶群,推进时顶在已经拼装好的管片衬砌上,就能形成一个反推力,推动盾构机前进。
衬砌拼装系统由举重臂(又称机械手)和真圆保持器组成,机械手是拼装设备,真圆保持器则是控制拼装准确的设备。
辅助注浆系统包括浆液搅拌机、注浆泵等设备,管片拼装后注浆需及时,填充环形衬砌外的建筑间隙,以减少地面沉降。
4、盾构开挖方法(板书)过渡:通过对前面内容的学习,同学们对盾构机的组成和工作原理有了一定的了解,下面我们学习盾构开挖方法,常用的盾构开挖方法有:敞开式开挖、机械切削式开挖、网格式开挖和挤压式开挖等多种工法。
老师讲授:手掘式及半机械盾构机均为敞开式开挖,这种方法适用于地质条件较好、开挖面在掘进中能维持稳定或在有辅助措施能维持稳定的情况,其开挖一般是从顶部向下逐层开挖。
这种开挖方法在处理孤立障碍物、纠偏、超挖均比其它方法容易,但要适当控制超挖量与开挖面暴露时间,以减少对土层的扰动。
提问:敞开式开挖时维持开挖面稳定或在有辅助措施?学生回答老师小结:可借用千斤顶加撑板对开挖面进行临时支撑。
机械切削式开挖就是采用旋转螺旋刀盘切割地层的开挖方法,根据地层的好坏,刀盘分为刀架间无封板和有封板两种,无封板的适用于土质较好的地质,施工时开挖面不会滑塌。
机械切削式开挖在、纠偏、超挖均、清除障碍物不如敞开式开挖。
另外适用刀盘的盾构机动能消耗较大,目前较先进的泥水加压盾构机和土压平衡盾构机均采用这种开挖方法。
网格式开挖的开挖面被分成许多格子,开挖面的支撑力是由土的粘聚力和网格厚度范围内的阻力产生的,当盾构推进时,土体就从格子里挤出。
根据土的性质来调节网格的开孔面积。
因土体是被高压挤出的,在所有千斤顶缩回后,压力被卸载,将会产生较大的盾构后退现象,导致地表沉降。
因此开挖时要采取有效措施,防止盾构后退。
挤压式开挖分为全挤压式和局部挤压式,由于不出土或部分出土,对地层会有较大的扰动,施工时需尽量避开地面建筑物。
当采用局部挤压式时,要精心控制出土量,以减少和控制地表沉降量。
通过对各盾构开挖方法的学习,大家现在讨论一下盾构施工法有那些特点?讨论:盾构施工法的特点(优点和不足)学生讨论老师小结:PPT演示优点:(1)、地面交通不受影响、隐蔽性好、噪声、振动对环境影响小。
(2)、隧道施工基本不受覆土深度影响,适用于深埋隧道。
(3)、穿越河流时不影响通航,也不受气候影响。
(4)、在地面建筑群和地下管线密集的区域施工时对周围环境影响小。
(5)、自动化程度高,劳动力消耗低,施工速度快。
缺点:(1)、施工设备费用高。
(国产2500W、日系3500、德系6000万左右)(2)、覆土较浅时,地表沉降难以控制。
(3)、施作小半径隧道时掘进比较困难。
5、盾构法在我国的应用和发展,(板书)过渡:前面我们学习了盾构法的历史、盾构机的分类、盾构机的组成以及盾构法的开挖方法,现在请同学们阅读本堂课最后一节内容,盾构技术在我国的应用和发展。
老师讲授:我国从上世纪50年代才开始引进盾构法修建隧道,虽然起步晚,但由于注意参考和借鉴别国成功的经验和失败的教训,所以发展很快,特别是近20年来随着我国城市地铁建设规模的扩大,盾构技术也得到了广泛的应用和很大的提高。
下面我们来了解一下我国盾构法施工的成功案例(通过PPT)PPT演示成功案例提问:我国盾构掘进速度一般是多少米每月;最高月进度达到了多少米每月并说明是哪个工程?学生回答老师小结:我国盾构掘进速度一般为180-200米/月,广州地铁3号线大汉区间最高月掘进长度562.5米,是目前国内采用盾构施工的单月最高速度。
6、观看盾构机施工演示视频(青草沙过江隧道)9分钟过渡:通过对本堂课的学习,同学们对盾构法施工有了一定的了解,现在大家一起来观看一段青草沙过江隧道的施工演示视频,结合已学内容进行思考。
播放视频(教师做适当解说)情景:如果你是青草沙过江隧道衬砌拼装工序的工作人员,列举你要控制的重点?(引出下堂课的内容)引发学生思考,讨论,对下堂课起到铺垫作用。
老师小结:控制重点有:管片的运输、管片的拼装顺序、管片拼装的准确性、管片的连接及防水处理等;下堂课将会本内容对进行讲解,同学们课后可先查看教材下节课内容进行了解。
7、课堂总结,过渡:本堂课内容信息量大,覆盖面广,课后同学们复习时要注意以下三个方面。
(PPT演示)(1)、盾构机种类繁多,同一种盾构机按不同的分类方法会有不同的名称叫法,只有掌握了盾构机的分类方法,才能理解和掌握盾构机的各个类型。
(2)、盾构法施工自动化程度高,只有掌握了盾构机组成及工作原理,才能理解和掌握各个工序意义及内在联系。
(3)、只有掌握了各种盾构开挖方法的适用性、优缺点,才能正确理解施工控制重点。
主要的分类方法:按工作原理、按开挖方式、按断面形状、按盾构机的功能和用途。
盾构机按结构分为五大部分:壳体、排土系统、推进系统、衬砌拼装系统、辅助注浆系统。
常用的盾构开挖方法:敞开式开挖、机械切削式开挖、网格式开挖、挤压式开挖布置作业请同学们课后完成以下作业:1、盾构机有哪几种分类法?2、盾构机构造五大组成部分及作用?板书设计(因采用多媒体教学,且大部分为概念理解,因此板书只写出本堂课的题干。
)盾构法施工1、盾构法的发展历史2、盾构机的种类及分类方法3、盾构机的构成4、盾构开挖方法5、盾构法在我国的应用和发展,讲课老师:邓华生。