盾构施工方法(整理)PPT资料.ppt
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自从自从18251825年布鲁诺尔在伦敦泰晤士河下使用矩形盾构年布鲁诺尔在伦敦泰晤士河下使用矩形盾构开始修建第一条盾构法隧道以来,盾构法施工已有开始修建第一条盾构法隧道以来,盾构法施工已有180180多年的历史。
我国自多年的历史。
我国自2020世纪世纪5050年代开始涉足盾构法修年代开始涉足盾构法修建隧道和管道工程,最近十年开始大规模应用。
虽然建隧道和管道工程,最近十年开始大规模应用。
虽然起步较晚,但由于主意吸收和采用先进技术和工艺、起步较晚,但由于主意吸收和采用先进技术和工艺、参考和借鉴国外成功的经验和失败的教训,所以发展参考和借鉴国外成功的经验和失败的教训,所以发展较快,但与国外先进国家仍存在较大差距。
较快,但与国外先进国家仍存在较大差距。
盾构施工技术盾构施工技术SHIELDCONSTRUCTIONSHIELDCONSTRUCTIONTECHINQUETECHINQUE1.1盾构及其工作原理nn概念:
是一种用于软土隧道暗挖施工、具有金属外壳、概念:
是一种用于软土隧道暗挖施工、具有金属外壳、壳内装有整机及辅助设备,在其掩护下进行土体开挖、壳内装有整机及辅助设备,在其掩护下进行土体开挖、土渣排运、整机推进和管片安装等作业,而使隧道一土渣排运、整机推进和管片安装等作业,而使隧道一次成型的工作机械。
次成型的工作机械。
nn盾构是一种隧道掘进的专用工程机械,现代盾构集机、盾构是一种隧道掘进的专用工程机械,现代盾构集机、电、液、传感、信息技术于一体,具有开挖切削土体、电、液、传感、信息技术于一体,具有开挖切削土体、输送土渣、拼装隧道衬砌、量测导向纠偏等功能。
输送土渣、拼装隧道衬砌、量测导向纠偏等功能。
盾构施工技术盾构施工技术SHIELDCONSTRUCTIONSHIELDCONSTRUCTIONTECHINQUETECHINQUE盾构的三大要素:
盾构的三大要素:
11、开挖面稳定、开挖面稳定22、掘进及排土、掘进及排土33、管片衬砌及壁、管片衬砌及壁后注浆。
后注浆。
盾构施工技术盾构施工技术SHIELDCONSTRUCTIONSHIELDCONSTRUCTIONTECHINQUETECHINQUEnn盾构与硬岩掘进机(TBM)的区别:
1.1.TBMTBM不具备泥水压、土压等维护掌子面稳定的功能。
不具备泥水压、土压等维护掌子面稳定的功能。
2.2.盾构通过盾尾千斤顶支顶已安装好的管片来获得反力;
盾构通过盾尾千斤顶支顶已安装好的管片来获得反力;
TBMTBM通过支在岩壁上的支撑靴的弯矩和扭力获得反力。
通过支在岩壁上的支撑靴的弯矩和扭力获得反力。
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/盾构施工技术盾构施工技术SHIELDCONSTRUCTIONSHIELDCONSTRUCTIONTECHINQUETECHINQUE1.2盾构分类nn按断面形状分类按断面形状分类nn按支护地层的形式分类按支护地层的形式分类nn按开挖面与作业室之间隔板的构造分类按开挖面与作业室之间隔板的构造分类盾构施工技术盾构施工技术SHIELDCONSTRUCTIONSHIELDCONSTRUCTIONTECHINQUETECHINQUE1.2.11.2.1按断面形状分类按断面形状分类nn单圆盾构、复圆盾构(多圆盾单圆盾构、复圆盾构(多圆盾构)、非圆盾构。
构)、非圆盾构。
nn异形盾构包括复圆盾构(双圆异形盾构包括复圆盾构(双圆和三圆)和非圆盾构(椭圆形和三圆)和非圆盾构(椭圆形盾构、矩形、马蹄形、半圆形)盾构、矩形、马蹄形、半圆形)盾构施工技术盾构施工技术SHIELDCONSTRUCTIONSHIELDCONSTRUCTIONTECHINQUETECHINQUE双圆和多圆盾构双圆和多圆盾构盾构施工技术盾构施工技术SHIELDCONSTRUCTIONSHIELDCONSTRUCTIONTECHINQUETECHINQUE自然支护式自然支护式机械支护式机械支护式压缩空气支护式压缩空气支护式泥浆支护式泥浆支护式土压平衡式土压平衡式1.2.21.2.2按支护地层的按支护地层的形式分类形式分类盾构施工技术盾构施工技术SHIELDCONSTRUCTIONSHIELDCONSTRUCTIONTECHINQUETECHINQUE手掘式盾构手掘式盾构全敞开式全敞开式半机械式盾构半机械式盾构机械式盾构机械式盾构敞开式敞开式部分敞开式部分敞开式挤压式盾构挤压式盾构盾构盾构压气式压气式压缩空气盾构压缩空气盾构闭胸式闭胸式泥水式泥水式土压平衡盾构土压平衡盾构土压平衡盾构土压平衡盾构土压式土压式加泥式土压平衡盾构加泥式土压平衡盾构盾构施工技术盾构施工技术SHIELDCONSTRUCTIONSHIELDCONSTRUCTIONTECHINQUETECHINQUE3典型盾构介绍nn敞开式盾构敞开式盾构nn压缩空气盾构压缩空气盾构nn泥水盾构泥水盾构nn土压平衡盾构土压平衡盾构nn复合盾构复合盾构盾构施工技术盾构施工技术SHIELDCONSTRUCTIONSHIELDCONSTRUCTIONTECHINQUETECHINQUE3.1敞开式盾构(OpenfaceshieldOFOpenfaceshieldOF盾构)盾构)11全敞开式:
手掘式(砂性土和黏性土地层均能适用,便于全敞开式:
手掘式(砂性土和黏性土地层均能适用,便于观察地层,清除障碍,易于纠偏)观察地层,清除障碍,易于纠偏)22半地机械(部分断面开挖盾构半地机械(部分断面开挖盾构适用于良好层适用于良好层:
反铲式:
反铲式和铣削头式)和铣削头式)33机械式(全断面开挖)机械式(全断面开挖)OFOF盾构盾构自稳性强的围岩,各种非黏性和黏性地层在地下自稳性强的围岩,各种非黏性和黏性地层在地下水位以下地层或渗漏地层掘进时,必须用井点降水降低地水位以下地层或渗漏地层掘进时,必须用井点降水降低地下水位。
下水位。
盾构施工技术盾构施工技术SHIELDCONSTRUCTIONSHIELDCONSTRUCTIONTECHINQUETECHINQUE敞开式盾构敞开式盾构盾构施工技术盾构施工技术SHIELDCONSTRUCTIONSHIELDCONSTRUCTIONTECHINQUETECHINQUEnn半机械式盾构半机械式盾构盾构施工技术盾构施工技术SHIELDCONSTRUCTIONSHIELDCONSTRUCTIONTECHINQUETECHINQUEnn反铲式盾构反铲式盾构盾构施工技术盾构施工技术SHIELDCONSTRUCTIONSHIELDCONSTRUCTIONTECHINQUETECHINQUEnn机械式盾构机械式盾构盾构施工技术盾构施工技术SHIELDCONSTRUCTIONSHIELDCONSTRUCTIONTECHINQUETECHINQUE44挤压式盾构挤压式盾构(Blindtypeshield(Blindtypeshield盲式盾构盲式盾构)对底层的扰动较大,地面易产生较大的隆陷变化,在地面对底层的扰动较大,地面易产生较大的隆陷变化,在地面有建筑物地区不宜使用。
有建筑物地区不宜使用。
仅适用于自稳性很差,流动很大的软黏土和粉砂质围岩,仅适用于自稳性很差,流动很大的软黏土和粉砂质围岩,不适用于含砂率高的围岩和硬质围岩。
不适用于含砂率高的围岩和硬质围岩。
盖板式挤压盾构盖板式挤压盾构利用隔板将开挖面全部封闭,只在一部分上设面积可利用隔板将开挖面全部封闭,只在一部分上设面积可调的排土盖板,盾构正面向前推进,使贯入部位土砂呈塑调的排土盖板,盾构正面向前推进,使贯入部位土砂呈塑性化流动,由盖板部位出土。
通过调节盖板开口的大小和性化流动,由盖板部位出土。
通过调节盖板开口的大小和排土阻力使千斤顶推力和开挖面土压力达到平衡。
排土阻力使千斤顶推力和开挖面土压力达到平衡。
盾构施工技术盾构施工技术SHIELDCONSTRUCTIONSHIELDCONSTRUCTIONTECHINQUETECHINQUE螺旋出土式挤压盾构螺旋出土式挤压盾构利利用用封封板板将将开开挖挖面面封封闭闭,盾盾构构正正面面贯贯入入围围岩岩向向前前推推进进,使使贯贯入入部部位位土土砂砂呈呈塑塑性性化化流流动动,由由螺螺旋旋输输送送机机进进行行排排土。
通过调节土。
通过调节螺螺旋旋输输送送机机的的速速度度和和土土闸闸门门打打开开度度,来来实实现现千千斤斤顶顶推推力力和开挖面土压力的平衡,以稳定掌子面。
和开挖面土压力的平衡,以稳定掌子面。
网格挤压盾构网格挤压盾构在上海软土地层中常常被采用,进土量接近或等于在上海软土地层中常常被采用,进土量接近或等于全部隧道其出土量,且往往带有局部挤压性质,盾构正面全部隧道其出土量,且往往带有局部挤压性质,盾构正面装钢板网格,在推进中可以且学土体,而在停止推进时可装钢板网格,在推进中可以且学土体,而在停止推进时可以起到稳定开挖面的作用。
可有效控制地表变形。
以起到稳定开挖面的作用。
盾构施工技术盾构施工技术SHIELDCONSTRUCTIONSHIELDCONSTRUCTIONTECHINQUETECHINQUE网格挤压式盾构网格挤压式盾构盾构施工技术盾构施工技术SHIELDCONSTRUCTIONSHIELDCONSTRUCTIONTECHINQUETECHINQUE3.2压缩空气盾构nn(airpressurebalanceAPBairpressurebalanceAPB盾构)盾构)nn适用于黏土,黏砂土,多水松软地层适用于黏土,黏砂土,多水松软地层nn原理:
空气压力与地下水的静压力保持平衡,土压由自原理:
空气压力与地下水的静压力保持平衡,土压由自然或机械的支撑承受。
然或机械的支撑承受。
要保证压力平衡要保证压力平衡,否则顶部过剩的压力,否则顶部过剩的压力“喷发喷发”的危的危险险已被泥水盾构取代已被泥水盾构取代盾构施工技术盾构施工技术SHIELDCONSTRUCTIONSHIELDCONSTRUCTIONTECHINQUETECHINQUE3.3泥水盾构nn(slurrypressurebalanceshieldSPBslurrypressurebalanceshieldSPB盾构)盾构)nn泥水盾构的构成:
泥水盾构的构成:
nn一边利用刀盘挖掘整个开挖面、一边推进盾构掘进系一边利用刀盘挖掘整个开挖面、一边推进盾构掘进系统统nn可调整泥浆物性,并将其送到开挖面,保持开挖面稳可调整泥浆物性,并将其送到开挖面,保持开挖面稳定的泥水循环系统定的泥水循环系统nn综合管理送排泥状态、泥水压力及泥水处理设备运转综合管理送排泥状态、泥水压力及泥水处理设备运转状况的综合管理系统状况的综合管理系统nn泥水分离处理系统泥水分离处理系统nn壁后同步注浆系统壁后同步注浆系统盾构施工技术盾构施工技术SHIELDCONSTRUCTIONSHIELDCONSTRUCTIONTECHINQUETECHINQUEnn目前最大的泥水盾构目前最大的泥水盾构盾构施工技术盾构施工技术SHIELDCONSTRUCTIONSHIELDCONST
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