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1、泥水平衡盾构施工技术培训上海斯美科汇建设工程咨询有限公司2015年1月一、泥水盾构技术1、原理2、适用条件3、功能组成4、施工工艺流程二、泥水平衡盾构机操作1、泥浆粘度控制2、泥浆循环系统控制3、盾构机姿态控制4、其他操作三、操作质量控制1、管片选型控制2、管片拼装控制3、注浆控制四、掘进中常见问题的处理1、盾尾漏浆处理2、地表沉降处理3、渗漏水处理目录盾构施工技术现代盾构机主要分为土压平衡式、泥水平衡式、硬岩式、复合式等类型。传统的盾构施工法大多有赖于气压、降水、注浆加固等措施来对付不稳定地层的局面,而泥水加压式盾构是用泥浆加压确保切削面
2、稳定,用管道输送代替轨道出土,加快了掘进速度,改善了劳动条件和施工环境,能较好地稳定开挖面和防止地表隆陷,成为当今一种划时代的盾构新技术。一、泥水盾构施工技术1、原理2、适用条件3、功能组成4、施工工艺流程一、泥水盾构施工技术1、原理泥水加压式盾构是在机械切削式盾构的前部刀盘后侧设置隔板,它与刀盘之间形成泥水压力室,将加压的泥水送入泥水压力室,使泥水对切削面上的土体作用有一定压力,来达到开挖面的稳定。盾构推进时由旋转刀盘切削下来的土砂经搅拌装置搅拌后形成高浓度泥水,用流体输送方式送到地面的泥水分离系统,待土、水分离后,再把滤除切削土砂的泥水
3、重新压送回压力室,如此不断循环完成切削、排土、推进。因为是泥水压力使切削面稳定平衡的,故称泥水加压平衡盾构法,简称泥水盾构。20世纪60年代英国隧道专家建议在隔舱板前用喷水“水力盾构”，但水不能支护开挖面，无法阻止开挖面不停地流动。20世纪70年代日本的泥水盾构机日本的大直径泥水平衡盾构机一、泥水盾构施工技术1、原理泥水系统的作用①及时向开挖面密闭舱提供掘进施工需求的泥浆，用优质膨润土配制的泥浆的比重、粘度等技术指标必须满足在高透水砂层中形成泥膜和稳定开挖面的要求；②及时把切削土砂形成的混合泥浆输送到地面进行分离和处理，再将回收的泥浆调整利
4、用。③泥水系统与盾构机的选型、掘进速度、地质条件等紧密联系在一起的，不同的地质工况条件取决了不同的泥水系统模式。一、泥水盾构施工技术1、原理泥水加压式盾构开挖面土体是依靠泥水压力对开挖面上的水土压力发挥平衡作用以求得稳定。泥水压力主要是在掘进中起支护作用。此外,由于泥水中的粘粒受到上述压力差作用在开挖面形成一层泥膜,对提高开挖面的稳定性起到极其重要的作用,尤其在均匀系数较小的砂层中的稳定作用尤为显著。一、泥水盾构施工技术1、原理支护泥水在泥水盾构掘进中起着重要作用：①在开挖面土体表面形成泥膜，泥膜厚度随渗透时间增加而增加，从而有效提高渗透抵
5、抗力。②支承、稳定正面开挖面土体。③盾构借助泥水压力与正面土压产生泥水平衡效果，有效支承正面土体。④对刀盘和刀头等切削设备有冷却和润滑作用。一、泥水盾构施工技术2、适用条件泥水加压平衡盾构工法采用泥水加压平衡刀盘切削面,能使开挖面保持稳定,确保隧道施工安全,具有对地层扰动小和沉降小等优点。泥水平衡式盾构机工作特点：适应土层为中细砂、粗砂和砂砾石等各类软土地层。最适宜于开挖区难以稳定、滞水砂层、含水量高的松软粘性土层及隧道上方有水体的场合。一、泥水盾构施工技术2、适用条件泥水盾构对硬岩也有较强的适应性：◇⑴泥水盾构可以降低施工风险⑵采用泥水盾
6、构能使现场施工条件要求降低：一、泥水盾构施工技术3、功能组成泥水加压平衡盾构机主要由五大系统组成:(1)盾构掘进系统;(2)泥水加压和循环系统;(3)控制系统;(4)泥水分离处理系统;(5)壁后注浆系统。一、泥水盾构施工技术3、功能组成(1)盾构掘进系统掘进系统包括泥水加压平衡盾构掘进部分和使其运转的动力设备、装载动力设备以及与掘进机同时前进的后方车架。泥水加压平衡盾构掘进部分由刀盘、盾壳、刀盘动力驱动马达、推进千斤顶和管片拼装机等设备组成。右图是Φ6260泥水平衡式盾构机主体结构简图一、泥水盾构施工技术3、功能组成(2)泥水加压和循环系统
7、泥水加压平衡盾构的特征之一是将泥水送往开挖面,通过对开挖面加压使其达到稳定,并用流体输送砂土。泥水通过泥浆泵进行循环、加压、流体输送土砂、泥水分离后重新循环到开挖面,这一系统称为泥水加压、循环系统。泥水加压、循环系统的控制包括：泥浆循环模式的选择；泥浆循环参数的选择；泥浆中碎石的处理；管路的延伸。一、泥水盾构施工技术3、功能组成(2)泥水加压和循环系统该系统需要达到以下两个目的:①流体输送掘削出来的土砂(含砾石);②控制开挖面水压的稳定。泥水在盾构机至泥水处理系统之间的循环是由泥水输送系统实现的,盾构机开挖下来的土砂进入切削仓,经搅拌后的高
8、密度泥水由泥水泵泵送至泥水处理系统,在泥水场进行处理,通过一次分离设备和二次分离设备将土砂从泥水中分离排除,分离后的泥水经调整密度,粘度等指标后再泵回开挖面,如此循环。一、泥水盾
