2014年《市政》考点：盾构法施工

　　盾构法施工

　　掌握盾构法施工控制要求

　　了解盾构机型的选择

　　了解盾构机分类：

　　盾构机组成：切口环、支撑环及盾尾

　　地铁施工用盾构主要是土压平衡盾构和泥水平衡盾构。

　　了解盾构机的选择原则

　　1、适用性原则 2、技术先进性原则 3、经济合理性原则

　　一、掌握盾构法施工综述

　　盾构掘进控制的内容：开挖面变形、盾构姿态、盾尾处的变形及衬砌质量。

　　控制开挖面变形的主要措施是出土量。

　　二、盾构进出洞控制

　　三、开挖控制

　　开挖控制的根本目的是确保开挖面稳定。

　　土压式盾构与泥水式盾构的开挖控制内容略有不同。

　　土压平衡盾构在盾构推进过程中，依靠开挖面切削面板的临时挡土效果、充满于密闭仓内的切削土土压，以及螺旋输送机排土机构的综合作用，保持开挖面的稳定状态

　　泥水平衡盾构是靠泥水舱内的泥水压力来保持开挖面的稳定。泥水舱是盾构刀盘与刀盘后方的封闭隔板之间的空间。

　　四、土压(泥水压)控制

　　1、开挖面的土压(泥水压)控制值，按地下水压(间隙水压)+土压+预备压设定。

　　地下水压从钻孔数据来掌握。

　　土压：静止土压、主动土压、松弛土压

　　静止土压：是使开挖面不变形的最理想土压。

　　主动土压：是开挖面不发生坍塌的临界压力，控制土压最小。

　　松驰土压：地质条件良好、覆土深、能形成土拱的场合采用。

　　预备压：用来补偿施工中的压力损失，土压平衡式盾构通常取10~20kN/┫，泥水平衡式盾构通常取20~50kN/┫.

　　五、塑流化改良控制

　　六、泥浆性能控制

　　泥浆起着两方面的重要作用：一是依靠泥浆压力在开挖面形成泥膜或渗透区域，开挖面土体强度提高，同时泥浆压力平衡了开挖面土压和水压，达到了开挖面稳定的目的;二是泥浆作为输送介质，担负着将所有挖出土砂运送到工作井外的任务。

　　泥浆性能包括：物理稳定性、化学稳定性、相对密度、黏度、pH值、含砂率。

　　七、排土量控制

　　(一)开挖土量计算

　　(二)土压式盾构出土运输方法与排土量控制

　　土压式盾构的出土运输(二次运输)一般采用轨道运输方式。

　　土压式盾构排土量控制方法分为重量控制与容积控制两种。我国目前多采用容积控制方法。

　　(三)泥水式盾构排土量控制

　　泥水式盾构排土量控制方法分为容积控制与干砂量(干土量)控制两种。(注意与土压式盾构控制方法的区别点)

　　八、管片拼装控制

　　(一)拼装方法

　　1.拼装成环方式

　　盾构推进结束后，迅速拼装管片成环。除特殊场合外，大都采取错缝拼装。在纠偏或急曲线施工的情况下，有时采用通缝拼装

　　2.拼装顺序

　　一般从下部的标准(A型)管片开始，依次左右两侧交替安装标准管片，然后拼装邻接(B型)管片，最后安装楔形(K型)管片。

　　3、盾构千斤顶操作

　　拼装时，不能同时缩回千斤顶，要随管片拼装顺序分别缩回盾构千斤顶非常重要。

　　4、紧固连接螺栓

　　先紧固环向(管片之间)，后紧固轴向(环与环之间)连接螺栓。

　　(二)真圆保持

　　(三)管片拼装误差及其控制

　　盾构纠偏应及时连续，过大的偏斜量不能采取―次纠偏的方法，纠偏时不得损坏管片，并保证后一环管片的顺利拼装。

　　(四)楔形环的使用

　　在盾构工程中，除曲线施工外，为进行蛇行修正，也可使用楔形环管片。

　　九、注浆控制

　　(一)注浆目的

　　1.抑制隧道周边地层松弛，防止地层变形。

　　2.及早使管片环安定，千斤顶推力平滑地向地层传递。

　　3.形成有效的防水层。

　　(二)注浆材料的性能

　　(三)一次注浆

　　一次注浆分为同步注浆、即时注浆和后方注浆三种方式

　　1.同步注浆

　　2，即时注浆 一环掘进结束后从管片注浆孔注入的方式。

　　3.后方注浆

　　一般盾构直径大，或在冲积黏性土和砂质土中掘进，多采用同步注浆;而在自稳性好的软岩中，多采取后方注浆方式。

　　(四)二次注浆

　　二次注浆是以弥补一次注浆缺陷为目的进行的注浆。具体作用如下：

　　1.补足一次注浆未充填的部分;

　　2，补充由浆体收缩引起的体积减小;

　　3.以防止周围地层松弛范围扩大为目的的补充。

　　以上述1、2为目的的二次注浆，多采用与一次注浆相同的浆液;若以3为目的，多采用化学浆液。

　　(五)注浆量与注浆压力

　　注浆控制分为压力控制与注浆量控制两种。应同时进行压力和注浆量控制。

　　1. 注浆量

　　2. 注浆压力

　　注浆压力根据土压、水压、管片强度、盾构型式与浆液特性综合判断决定。

　　十、盾构隧道的线形控制

　　线形控制的主要任务是通过控制盾构姿态，使构建的衬砌结构几何中心线线形顺滑，且位于偏离设计中心线的容许误差范围内。

　　(一)掘进控制测量

　　(二)方向控制

　　掘进过程中，主要对盾构倾斜及其位置、以及拼装管片的位置进行控制。

　　盾构方向(偏转角和倾角)修正依靠调整盾构千斤顶使用数量进行。

　　十一、盾构法施工现场的设施布置

　　当盾构掘进采用泥水机械出土和用井点降水施工时，施工场地面应设相当规模的水泵房。

　　当采用气压法施工时，施工场地面应设置空压机房，以供给足够的压缩空气。

　　当采用泥水式盾构时、施工现场平面布置中还必须考虑泥浆处理系统及中央控制室设置。

　　当采用土压式盾构时还应设置地面出土和堆土设施。

　　十二、应该停止盾构掘进的要求

　　当遇到以下几种情况时，盾构掘进应该停止，并采取措施予以解决：

　　(1)盾构前方发生坍塌或遇有障碍;

　　(2)盾构本体滚动角不小于3;

　　(3)盾构轴线偏离隧道轴线不小于50mm;

　　(4)盾构推力比预计的大;

　　(5)管片严重开裂或严重错台

　　(6)壁后注浆系统发生故障无法注浆

　　(7)盾构掘进扭矩发生异常波动

　　(8)动力系统、密封系统、控制系统等发生故障

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　　(2009年真题)

　　采用螺旋输送机出土的是(　)盾构。

　　A、手掘式

　　B、网格

　　C、土压平衡

　　D、泥水平衡

　　参考答案：C

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　　一、单项选择题

　　1.盾构掘进施工中，( )保持正面土体稳定。

　　A.可

　　B.宜

　　C.应

　　D.必须

　　2.土压平衡盾构施工时，控制开挖面变形的主要措施是控制( )。

　　A.出土量

　　B.土仓压力

　　C.泥水压力

　　D.盾构姿态

　　3.开挖面稳定与土压(泥水压)变动之间的关系，正确的描述是( )。

　　A.土压(泥水压)变动大，开挖面易稳定

　　B.土压(泥水压)变动小，开挖面易稳定

　　C.土压(泥水压)变动小，开挖面不稳定

　　D.开挖面稳定与土压(泥水压)变动之间成正比关系

　　4.土压平衡式盾构排土量控制我国目前多采用( )方法。

　　A.重量控制

　　B.容积控制

　　C.检测运土车

　　D.用计量漏斗检测

　　5.隧道管片中不包含( )管片。

　　A.A型

　　B.B型

　　C.C型

　　D.K型

　　6.拼装隧道管片时，盾构千斤顶应( )。

　　A.同时全部缩回

　　B.先缩回上半部分

　　C.先缩回下半部分

　　D.随管片拼装顺序分别缩回

　　7.向隧道管片与洞体之间空隙注浆的主要目的是( )。

　　A.抑制隧道周边地层松弛，防止地层变形

　　B.使管片环及早安定，千斤顶推力能平滑地向地层传递

　　C.使作用于管片的土压力平均，减小管片应力和管片变形，盾构的方向容易控制

　　D.形成有效的防水层

　　8.多采取后方注浆方式的场合是( )。

　　A.盾构直径大

　　B.在砂质土中掘进

　　C.在冲积黏性土中掘进

　　D.在自稳性好的软岩中掘进

　　9.当二次注浆是以( )为目的，多采用化学浆液。

　　A.补足一次注浆未充填的部分

　　B.填充由浆体收缩引起的空隙

　　C.防止周围地层松弛范围扩大.

　　D.抑制隧道周边地层松弛，防止地层变形

　　10.盾构方向修正不会采用( )的方法。

　　A.调整盾构千斤顶使用数量

　　B.设定刀盘回转力矩

　　C.仿形刀向调整方向超挖

　　D.刀盘向盾构偏转同一方向旋转

　　二、多项选择题

　　1.盾构是用来开挖土砂类围岩的隧道机械，由( )等部分组成。

　　A.切口环

　　B.切削刀盘

　　C.支撑环

　　D.出土系统

　　E.盾尾

　　2.盾构法施工隧道的主要步骤为( )。

　　A.在拟建隧道的起始端和终结端各建一个工作井，盾构在起始端工作井内安装就位

　　B.依靠盾构千斤顶推力将盾构从起始工作井的墙壁开不孔处推出

　　C.盾构沿着设计轴线推进，同时不断出土和安装衬砌管片，直至进入终结端工作井

　　D.盾尾脱出后，及时向衬砌背后的空隙注浆，用以防止地层移动和稳定衬砌环位置

　　E.盾构穿越工作井再向前推进

　　3.盾构施工时应有有效措施控制( )。

　　A.刀盘磨损

　　B.开挖面变形

　　C.盾构姿态

　　D.盾尾处变形

　　E.衬砌质量

　　4.密闭式盾构掘进控制要素有( )。

　　A.开挖

　　B.线形

　　C.注浆

　　D.一次衬砌

　　E.二次衬砌

　　5.盾构施工中，对进出洞口外侧的土体进行改良的目的是( )，保证盾构进出洞安全。

　　A.提高土体抗剪强度

　　B.提高土体抗压强度

　　C.降低土体透水性

　　D.提高土体刚度

　　E.保持土体短期稳定

　　【参考答案】

　　一、单项选择题

　　1.D; 　2.A; 　3.B;　4.B; 　5.C; 　6.D;　 7.A; 　8.D;  9.C;  10.D

　　二、多项选择题

　　1.A、C、E; 2.A、B、C、D; 3.B、C、D、E;4.A、B、C、D; 5.A、B、C、E;

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