泥水盾构施工管理介绍

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1、5.1盾构机选型5.1.1盾构机的选型原则和依据盾构机选型是盾构隧洞能否优质、安全、快速建成的关键工作之一，选型时主要遵照以下原则：(1)选择的盾构机机型和功能必须满足本标段线路条件、工期、施工条件和环境等耍求。(2)选用的丹构机按本标段的地质条件，进行有针对性的设计与制造，要求其性能与本标段内的工程地质、水文地质条件相适应。(3)选用的盾构机应具有良好的性能和可靠性。(4)类似地质、施工条件下盾构选型、施工实例及其效果。(5)盾构机制造商的知名度、业绩、信誉和技术服务。(6)依据南水北调中线一期穿黄工程上游线隧洞土建及设备安装施工招标文件及第三卷图纸，为选用盾构机机型的重

2、要依据。5.1.2盾构隧洞线路条件及混凝土管片(1)隧洞由邙山隧洞段和过黄河隧洞段组成，最大开挖直径9030mm,总长4250m的直线隧洞。(2)线路纵坡有三：邙山隧洞约4.91%,过河隧洞段有0.1%和0.2%两种，变坡点竖曲线半径为800m。见5.1-1南水北调中线穿黄隧洞示意图图1南水北调屮线穿黄隧洞示意图(1)过河段隧洞围土有单一粘土结构、上砂下土结构和单一砂土结构三种。(2)主要地质问题有：—砂层中石英颗粒含量高40%-70%,刀具磨损加剧；—刀具检查地点和检查方式；—换刀地点及加固方式选择；—常压下换刀作业和气压下的换刀作业；—遇到枯树和大孤石的处理；—局部有抗

3、压强度达16.5MPa砂岩等。(3)隧洞外层采用通用环混凝土楔形管片衬砌，每环的楔形量为34.8mmo管环外径8.7m,内径7.9m5管片宽度1.6m?由7块管片组成，错缝拼装，每块管片所对应圆心角51.4286度。管片重量约6.2to5.2土压平衡式盾构机与混合式盾构机的基本掘进构成5.2.1土压平衡式盾构机的基本掘进构成盾构法施工从气压式盾构机开始到当今广泛使用土压平衡式盾构机，已有100多年的发展历史。。泥水盾构从1964年问世以来，由于它施工占地大，泥浆污染环境等原因，十多年的兴衰，有被土压平衡式盾构法取代趋势。3种盾构的开挖仓中的土体平衡介质分别是压缩空气、泥浆和

4、被改良的流塑性好的渣土。通过控制三种介质的压力，达到开挖面止水和土体稳定的目的。图5-2土压平衡盾构机开挖仓中的设定土压与断面的土压+水压相平衡。通过螺旋输送机的排土量与掘进过程中的进土量保持平衡，来稳定开挖仓中的设定土压，从而达到稳定土体持续掘进的目的。5-2土压平衡式盾构机原理图混合式（泥水）盾构在掘进富水砂层吋，具有独特优点，在远离城市的工程中存在一定市场。现将本标段选用的的混合式盾构基本构成和原理叙述如下：5.2.2混合式盾构机的基本掘进构成（1）混合式（泥水）盾构是一种先进泥水盾构（以下称混合式盾构）其系统构成框图如图5-3。掘进刀盘是稳定掘削面的重要因素,利用泥

5、水稳定掘削面及刀盘面板挡土。与土压平衡盾构相比，由于混合式盾构压力波动较大，万一发生掘削面坍塌，形成漏斗，很难期望泥水挡土。泥水输送机构调整槽图2混合式盾构基本构成图（2）混合式盾构将制备泥浆由泵（送泥泵）并通过一套管路送入开挖仓与掘削下的渣土搅拌混合后，再由排泥泵及一套管路排入地面泥浆处理系统，进行三次渣水分离和泥浆重复利用处理。如此往复循环：一次处理的功能是把渣浆泵送到振动筛，再利用湿式离心机等设备将0.074mm以上的大最渣土分离出来，渣土含水最控制在30%以下,以利清渣运输。余下泥浆经配制后，送入盾构掘进面再次利用。二次处理由凝聚沉淀和脱水设备构成，处理含颗粒为0.

6、074mm以下的泥浆，达到排放标准的即可排放，否则需进行三次处理；三次处理主要对水进行PH值调整和降浊处理并达到水的环保排放标准。5.2.3传统泥水盾构泥浆压力控制效果。(1)开挖仓的泥浆压力、泥浆制备质量和掘削渣量(判断掘削面稳定)管理是泥水盾掘进的控制重点，是稳定掘削面的核心。(2)传统泥水盾构开挖仓的泥浆压力变化较大(+/-1.Obar),容易使隧洞开挖面不稳定及塌陷。见下图57。ConventionelSlurry-Shield(Onebulkhead)图3传统泥水盾构泥浆压力变化图5.3混合式盾构机基本技术和气垫调节原理根据上述原则和隧洞的线路设计及工程地质条件，

7、根据传统泥水盾构和混合式盾构对掘削面泥浆平衡压力的控制效果，拟选用针对穿黄隧洞工程条件而设计的混合式盾构机。5.3.1混合式盾构机的基本技术(1)混合式盾构机的基本构成与传统泥水平衡式盾构没有多大差别，只是在开挖仓内泥浆压力调节方法上采用了气垫调节原理。(2)刀盘在泥浆中旋转挖掘的確土与泥浆液在开挖仓中混合。开挖仓内的土压和水压被泥浆压力P平衡，保证了隧洞开挖面的稳疋。(3)开挖仓被一个分隔钢板分隔成两个区域，即泥浆平衡区和气垫调压区，见图5-4。图4开挖仓分区图5.3.2混合式盾构机气垫调节原理(1)泥浆通过气垫