土压盾构和泥水盾构施工工艺分析.ppt

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1、中铁隧道集团二处有限公司土压盾构和泥水盾构施工工艺分析比较2018年8月25日土压盾构机中铁隧道集团二处有限公司土压平衡盾构的概念土压平衡盾构是在机械式盾构的前部设置隔板，在刀盘的旋转作用下，刀具切削开挖面的泥土，破碎的泥土通过刀盘开口进入土舱，使土舱和排土用的螺旋输送机内充满切削下来的泥土，依靠盾构推进油缸的推力通过隔板给土舱内的土碴加压，使土压作用于开挖面以平衡开挖面的水土压力。中铁隧道集团二处有限公司土压平衡盾构的基本配置刀盘刀盘驱动刀盘支承渣土改良系统螺旋输送机皮带输送机同步注浆系统盾尾密封系统管片安装机数据采集系统导向系统土压平衡盾构出渣系统的组

2、成土压盾构的出渣系统由三大部分组成⑴渣土改良系统⑵螺旋输送机⑶皮带输送机渣土改良系统主要有膨润土添加系统和泡沫系统。是盾构掘进的调节媒介。采用该系统，对于不同的地质条件，通过添加膨润土及泡沫，改善盾构土舱内切削土体的塑流性，既可实现平衡开挖面水土压力，又能向外顺畅排土，拓宽了土压平衡盾构的适应范围。螺旋输送机螺旋输送机由伸缩筒、出渣筒、液压马达、螺旋轴、出渣闸门组成。是土压平衡盾构的排土装置，主要有以下三个功能：1、将盾构土仓内的土体向外连续排出，2、土体在螺旋输送机内向外排出的过程中形成密封土塞，阻止土体中的水分散失，保持土仓内土压的稳定。3、将盾构土仓

3、内的土压值自动与设定土压值进行比较，随时调整向外排土的速度，控制盾构土仓内实现连续的动态土压平衡过程，确保盾构连续正常向前掘进。皮带输送机皮带输送机将渣土从螺旋输送机的出渣口运到渣车内。泥水盾构机中铁隧道集团二处有限公司泥水加压平衡盾构的概念泥水加压平衡盾构（slurrypressurebalanceshield），简称SPB盾构。是在机械式盾构的前部设置隔板，与刀盘之间形成泥水舱,开挖面的稳定是将泥浆送入泥水舱内，在开挖面上用泥浆形成不透水的泥膜，通过该泥膜的张力保持水压力，以平衡作用于开挖面的土压力和水压力。开挖的土砂以泥浆形式输送到地面，通过泥水处理

4、设备进行分离，分离后的泥水进行质量调整，再输送到开挖面。中铁隧道集团二处有限公司泥水平衡盾构基本配置泥水盾构主要由以下五大系统构成：一边利用刀盘挖掘整个开挖面、一边推进的盾构掘进系统；可调整泥浆物性，并将其送至开挖面，保持开挖面稳定的泥水循环系统；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；泥水分离处理系统；壁后同步注浆系统。泥水平衡盾构泥水系统的组成泥水盾构的泥水系统由四大部分组成⑴造浆分系统⑵泥水输送分系统⑶泥水处理分系统⑷泥水监控分系统造浆分系统包括泥水拌制分系统和浆液调整分系统盾构在掘进过程中，需要进行新旧泥浆交替补充到盾构开

5、挖面，形成一定厚度的泥膜便于刀盘切削。当旧浆液浆量不足，需要及时补充新鲜浆液，造浆系统根据浆液的粘度、比重等技术指标进行调整。以便及时向盾构泥水舱补充浆液，使开挖面快速形成泥膜，便于开挖面稳定和盾构顺利掘进。拌制泥浆的主要材料是膨润土、CMS等。泥水输送分系统泥水输送分系统将调整浆通过送泥泵与送泥管道输送至盾构泥水舱。刀盘切削下来的土砂和泥水舱中的泥水合成的泥浆，通过排泥泵与排泥管道送往地面的泥水处理分系统进行分离。泥水输送分系统主要由送排泥泵、阀、送排泥管道及配套部件等组成，通过泥水监控分系统进行自动化操作。泥水处理分系统泥水处理分系统的作用是将刀盘切削

6、土砂形成的泥水进行颗粒分离。选择泥水处理设备时，必须考虑两个方面：①必须能有效地分离排泥浆中的泥土和水分；②必须具有与推进速度相适应的处理能力。采用振动筛作为首道初级分离，振动筛的作用是对泥水作预处理，去除团状和块状等粗大颗粒。粗颗粒的分离一般采用双层或三层振动筛。泥水监控分系统泥水系统的运行和操纵由泥水监控分系统来实现。泥水监控分系统由PLC程序实现。通过泥水监控分系统的运用，随时为盾构施工提供可靠的信息和采集泥水系统的技术数据。泥水监控分系统以旁通模式、掘进模式、反循环模式、隔离模式和长时间停机模式控制等五种不同的状态进行监控。中铁隧道集团二处有限公司

7、土压盾构和泥水盾构工作原理比较土压盾构土压平衡盾构机是利用安装在盾构机最前面的全断面切削刀盘，使正面土体切削下来进入刀盘后面的储留密封舱内，并使仓内具有适当压力与开挖面水土压力保持平衡，以减少盾构机要推进对地层土体的扰动，从而控制地表沉降。在出土时，由安装在密封舱下部的螺旋输送机向排土口连续地将渣土排出。泥水盾构泥水平衡盾构机是在支撑环前面装置隔板的密封舱中，注入适当压力的泥浆使其在开挖面形成泥膜，支撑正面土体，并由安装在刀盘上的刀具切削土体表层泥膜，与泥水混合后，形成高密度泥浆，由排浆泵及管道输送至地面处理，整个过程通过建立在地面中央控制室内的泥水平衡自

8、动控制系统统一管理。中铁隧道集团二处有限公司土压盾构施工的基本特点