盾构施工主要技术环节与流程.ppt

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1、目录1.前言2.盾构施工主要技术环节与流程3.施工准备环节主要内容4.盾构施工环节主要技术5.结语11.前言盾构的工作原理就是在盾壳的保护下，通过刀盘切削土体，利用千斤顶等推进系统驱使设备向前方土壤掘进的一种工法。盾壳对未衬砌（拼装管片）的隧道段起着临时支护的作用，承受周围的土压、水压以及屏蔽地下水。掘进、排土、衬砌等作业在盾壳的掩护下进行。1.前言按照盾构掘进过程中开挖面稳定的原理分类，盾构施工主要分为土压平衡式盾构与泥水加压平衡盾构。1.前言与土压平衡盾构相比较，泥水盾构在以下三个方面具有明显优势：一是适用范围更广，特别是对于地下水发育、穿越地质条

2、件复杂的隧道；二是压力控制精准度更高；更利于沉降控制及沿线建构筑物安全保护；三是更利于环境保护。因此目前国内大直径隧道，尤其是穿越江海湖泊、地处城市核心区的大直径盾构隧道都以泥水复合式平衡盾构做为首选。而铁路隧道由于断面大、覆土深、地质条件复杂，目前采用盾构法修建的隧道均选用的是泥水盾构，如广深港什字洋隧道、湘株谭客运专线、北京地下直径线、天津地下直径线以及即将开工的京沈、京张和天津机场线等项目。2.盾构施工主要技术环节及流程工作井施工盾构下井盾构安装调试负环掘进出洞段掘进正常掘进洞门破除洞门密封圈安装接收基座安装洞门破除隧道端头加固隧道洞口加固泥水系

3、统安装进洞段掘进盾构拆除吊出施工调查施工场地盾构、泥水设备选型与配置盾构制造3.施工准备环节主要内容与控制盾构施工准备环节主要的工作内容有：（1）详细的工前调查。包括施工场地、沿线建构筑物、工程地质与水文地质。（2）施工场地规划与布置、施工用水、用电、污水排放等临时设施规划与布置。（3）盾构机及泥水处理设备、泥水输排送等主要设备的选型与配置。（4）管片生产车间（工厂）准备。（5）工程进度、安全、质量等各种管理计划制定，工程技术方案的编制与完善等相关内容。控制重点是施工场地规划布置及设备选型与配置。3.施工准备环节主要内容与控制3.1.盾构机及泥水处理设

4、备的选型与配置盾构法作为地下工程修建的一种施工方法，其成败关健系之于设备本身。工程能否顺利实施实际就是“能否掘得动、排得走、稳得住”。核心就是进、出两个途径是否畅通，进即为盾构刀盘刀具与地层是否适应，刀盘的使用寿命、切削效果、出土状况、掘进速度和施工效率是否满足施工计划需求，出即为泥水处理效率与效果是否与掘进速度相匹配、排污是否满足城市环保控制标准。3.1.盾构机及泥水处理设备的选型与配置序号系统名称主要组成部分投资占比1主驱动系统主轴承、主轴承内外密封、主驱动电机等35－40%2泥水循环系统包括进浆泵、排浆泵及控制单元20－25%3供电系统刀盘驱动变

5、压器、辅助变压器、功率补偿器等8%4推进系统包括推进油缸、压力传感器及相关控制单元5－6%5刀盘刀具刀具、刀盘法兰及刀盘本体结构、旋转接头5－7%6管片安装系统真空吸盘机、管片安装机及结构梁等5%7同步注浆系统注浆泵、管路、储浆罐等2.5%8盾构掘进导向系统2.5%9空气供应系统空压机、储气罐及控制仪表、电气元件等2%10水循环系统包括冷却、排污2%11盾体包括前盾、中盾、尾盾及连接桥1%12注脂系统包括主轴承润滑注脂、主轴承密封注脂（HBW）及盾尾密封注脂的注脂泵、吊机等1%13控制系统控制室、PLC控制、数据采集等0.7%刀具刀盘刀盘刀具的选择与应

6、用刀盘形式比较项目面板式幅条式砂、土适应性（粒径＜15cm）由于开挖面土体受面板开口影响，渣土进入渣舱不顺畅，易粘结，易堵塞。仅有几根幅条，同时幅条后均设有搅拌叶片，土、砂流动顺畅，不易堵塞。砂卵石适应性（粒径＞15cm）适应性强，必要时可加滚刀。不能加滚刀，刀头形式及数量较少。刀盘扭矩刀盘扭矩阻力大，需增加设备能力，造价高。适用于硬土与岩石地层刀盘扭矩阻力小，设备造价低，适用于淤泥质地层与砂层。隧道内刀头更换安全性由于有面板，在隧道内更换刀头时安全可靠性相对好。在隧道内更换刀头时安全性差，加固土体费用高。刀盘特性比较换刀功能的配置冲刷功能的配置泥水处

7、理设备泥水处理设备的配置取决于盾构掘进地层的颗粒组成、掘进进度、场地、排放等众多因素影响。一般的泥水处理分为三级，即筛分、旋流（除砂除泥）、沉淀三级处理模式。但在细颗粒含量较多的情况下，泥水处理应考虑增加至四级甚至五级，以满足进度及排放要求。3.2施工场地规划与布置盾构施工场地需求主要包括：（1）泥水工厂及渣土堆放场地。包括泥浆制备、调整、沉淀、处理及渣土堆放。关健在于泥水处理场地需求较大，因为计划进度要求越高、泥水循环处理设备配置越多，一般要求泥浆的沉淀、调整部分场地不小于3000m2。（2）管片堆放场地：一般现场堆放管片数量应不少于2天掘进数量。（

8、3）其它场地包括：加工场地、同步注浆拌和站、电力变电所、材料堆放场地等。对于直径大于10米的盾