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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