盾构机考试

一、盾构施工优缺点

优点

1、安全开挖和衬砌，掘进速度快；

2、盾构的推进、出土、拼装衬砌等全过程可实现自动化作业，施工劳动强度低

3、不影响地面交通与设施，同时不影响地下管线等设施；

4、穿越河道时不影响航运，施工中不受季节、风雨等气候条件影响，施工中没有噪音和扰动；

5、在松软含水地层中修建埋深较大的长隧道往往具有技术和经济方面的优越性。

缺点

1、断面尺寸多变的区段适应能力差；

2、新型盾构购置费昂贵，对施工区段短的工程不太经济。

二、盾构施工的工艺流程

1、施工前准备

2、盾构组装与调试

3、盾构始发

4、掘进

5、管片拼装

6、壁后注浆

7、盾构到达

8、盾构掉头

9、盾构拆卸

三、盾构法；盾构法就是使用盾构修建隧道的方法，他使用盾构在地下掘进，以防止开挖面坍塌和保持开挖面的稳定的前提下，同时在机内安全的进行隧道的开挖面作业，从而构筑城隧道施工法。

四、盾构的基本构造；外壳（沿纵向分可分为前中后三段，分别称为切口环切口环部分是开挖和挡土部分，它位于盾构的最前端，施工时最先切入地层并掩护开挖作业，切口环保持着工作面的稳定，并作为把开挖下来的土砂向后方运输的通道。在局部气压、泥水加压、土压平衡等盾构中，因切口内压力高于隧道内常压，所以在切口环处还需布设密封隔板及人行舱的进出闸门。

支撑环支承环是盾构的主体结构，是承受作用于盾构上全部载荷的骨架。它紧接于切口环，位于盾构中部，通常是一个刚性很好的圆形结构。在支承环外沿布置有盾构千斤顶，中间布置拼装机及部分液压设备、动力设备、操纵控制台。当切口环压力高于常压时、在支承环内要布置人行加、减压舱。

及盾尾盾尾一般由盾构外壳钢板延伸构成，主要用于掩护隧道管片衬砌的安装工作。盾尾末端设有密封装置，以防止水、土及压注材料从盾尾与衬砌之间进入盾构内。

盾尾后端安装有盾尾密封。盾尾密封装置要能适应盾尾与衬砌间的空隙，由于在施工中纠偏的频率很高，因此，就要求密封材料要富有弹性，结构形式要耐磨，防撕裂，其最终目的

是要能够止水。

五、刀盘的形式；刀盘开挖同时兼具搅拌泥土的功能，一般有封闭式和开放式两种。可正反方向旋转。

六、撑靴；撑靴的作用是防止盾构滚动。

七、中折装置；为了控制曲线隧道的线性，将盾构主体分为前筒和后筒，前后筒连接段上设一处或两处折线弯曲，以减少盾构掘进的开挖量，同时连接段在盾构推进时产生的推进分力作用下很容易弯曲这种结构就是中折装置。盾构

八、盾构的分类；手掘式盾构，挤压式盾构，半机械式盾构，机械式。

九、泥水式盾构和泥水加压式盾构；

十、盾构的选型依据；土质条件和岩性（抗压，抗拉，粒径，成层等参数）

开挖面稳定（自立性）

随到埋深，地下水位

环境条件，沿线场地（附近管线建筑物）

工期和造价

十一、盾构辅助工法一般有（压气法，降水法，冻结法）物理，（注浆法）化学

十二、盾构隧道竖井施工

采用盾构施工法时，一般需在盾构掘进的始端和终端设置工作井（又称竖井），按竖井的用途，分为盾构始发竖井、中间竖井、和接收竖井。在隧道竣工后，竖井多被用作地铁车站、排水、通风等永久性结构。竖井一般都设在隧道轴线上。

十三、隧道端头加固技术

隧道端头加固方法应根据地质、水文、周围环境合理选取。应因地制宜的采用深层挖掘法、高压旋喷法、井点降水法、冷冻法等，有时可多种方法并用。深层搅拌法适合于黏性土层、淤泥质土层；高压旋喷法适用于沙性土、粉土。

十四、盾构调试

1、空载调试

盾构组装和连接完毕后，即可进行空载调试。主要目的是检查盾构的各系统和设备是否正常运转，并与工厂组装时的空载调试记录进行比较，从而检查个系统运行是否按要求运转，速度是否满足要求，对不满足要求的，要查找原因。

主要调试内容为：液压系统、润滑系统、冷却系统、配电系统、注浆系统、控制系统以及各种仪表的校正。

2、负载调试

通过空载调试证明盾构具有工作能力后，即可进行负载调试。负载调试的主要目的是检查各种管线及密封的负载能力后，使盾构的各个工作系统和辅助系统达到满足正常生产要求的工作状态。通常试掘进时间即为对设备负载调试时间。负载调试时将采取严格的技术和管理措施，保证工程安全、工程质量和线形精度。

十五、盾构始发

1、盾构始发流程

盾构始发是指利用反力架和负环管片，将始发基座上的盾构由始发竖井推入地层，开始沿设计线路掘进的一系列作业。

安装始发基座

↓

盾构组装调试

↓

安装反力架

↓←检查开挖面地层←始发段地基改良

洞门凿除

↓

安装洞门密封

↓

拼装负环管片

↓

始发掘进，盾尾通过洞门，压板加固，壁后注浆

2、洞口密封

是为盾构在始发时防止背衬注浆砂浆外泄所用，按种类分有压板式、和折叶式两种。其中折叶式越来越被人们所认可。

3、洞口始发导轨的安装

在维护结构破除后，盾构基座端部与洞口围岩之间必然会产生一定的空隙，为保证盾构在始发时不至于因刀盘悬空而产生“叩头”现象，需要在始发洞内安装洞口始发。

盾构基座安装高程可根据端头地质情况适当抬高2~3cm。

负环管片的拼装

安装井内的负环管片通常采取通缝拼装。

4、反力架、负环管片的拆除

反力架、负环管片的拆除时间根据背衬注浆的砂浆性能参数和盾构的始发掘进推力决定。一般情况下，掘进100m以上，进行反力架、负环管片拆除。

十六、土压平衡盾构机

简称EPB盾构。

工作原理为：刀盘旋转切削开挖面的泥土，破碎的泥土通过刀盘开口进入土仓底部后，通过螺旋输送机运到皮带输送机上，然后输送到停在轨道上的渣土车上。盾构在推进油缸的推力作用下向前推进，盾壳对挖掘出的还未衬砌的隧道起着临时支护作用，承受周围土层的土压、承受地下水的水压以及将地下水挡在盾壳外面。

土压平衡盾构机一般有三种模式，即敞开式、局部式模式和土压平衡式。

土仓的压力可通过改变的掘进速度或螺旋机的转速来调节。

土渣改良就是通过盾构配置的专用装置向刀盘面、土仓或螺旋输送机内注入泡沫或膨润剂，利用刀盘旋转搅拌、土仓搅拌或螺旋输送机旋转搅拌使添加剂与土渣混合，其主要目的就是要使盾构切削下来的渣土具有好的流塑性、合适的稠度、较低的透水性和较小的摩阻力，以便达到理想工作状态。

土体改良的方法分为物理改良和化学改良方法，物理方法有水、土分离法，日晒法及强制脱水；化学方法有水泥改良法、石灰改良法、高分子改良法。

添加剂有单一添加剂和复合添加剂两种。

十七、泥水盾构掘进

简称“SPB”盾构

泥水系统的工作特征是由泥浆和空气双重回路组成，因此也称“D”模式或气压复合模式。泥水处理设备设于地面，由泥水分离站和泥浆制备设备两部分组成。

泥水处理一般分为三级：一级是处理的对象是粒径74mm以上的砂和砾石，工艺比较简单，用振动筛或旋流器的设备对其进行筛分，分离出的土颗粒用车运走；二级泥水处理的对象是一级处理时不能分离的75μm以下的淤泥、黏土、等的细小颗粒；三级处理是对需排放的剩余水作PH值调整。

十八、管片拼装

管片制作流程：模具组装→模具调校→钢筋骨架入模及预埋件安装→混凝土浇筑成型→蒸汽养护→脱模→成品检验、修补及标志→运至水池养护。

管片选型的原则有三个；

（1）选型要适合隧道设计线路

（2）管片选型要适应盾构姿态；

（3）现有的管模数量、类型及生产能力

拼装顺序：由下部开始，对称安装标准块和邻接块，最后装封顶快。

十九、壁后注浆

管片壁后注浆按与盾构推进的时间和注浆目的不同，可分为同步注浆和堵水注浆等。（1）同步注浆。同步注浆与盾构掘进同时进行，是通过同步注浆系统及盾尾的注浆管，在盾构向前推进盾尾空隙形成的同时进行，浆液在盾尾空隙形成的瞬间及时起到填充作用，使周围岩体获得及时支撑，可有效防止岩体的坍塌，控制地表的沉降。

（2）堵水注浆。为提高背衬注浆层的防水性及密实度，在富水地区考虑前期注浆受地下水影响以及浆液固结率的影响，必要时在二次注浆结束后进行堵水注浆。

注浆材料的要求：

不发生材料离析、不丧失流动性、注浆后的体积、变化小、尽早达到围岩强度以上、水密性好。

在单液型浆液中不同的材料配比，决定了他们不同的凝结时间、抗压强度、固结率等。可加入水玻璃作为速凝剂以加快浆液的凝结时间。

二十、刀具的检查与更换

常压换刀程序：刀盘清理→刀具检查和磨损量的测量→制订换刀计划→刀具拆除→安装新的刀具→做好详细的刀具更换记录→整体检查。

二十一、盾构到达

盾构到达是指盾构沿设计线路，在区间隧道贯通前100m至车站的整个施工过程。

洞门凿除

↓

接收基座安装定位

↓

洞门密封安装

掘进参数调整→↓←掘进方向控制

到达段掘进

↓

盾构腿上接收基座

到达设施包括盾构接收基座（也称接收架）、洞门密封装置。接收架一般采用盾构始发架。二十二、盾构掉头

盾构掉头包括：主机调头、后配套调头、盾构机检修、进洞组装调试或始发、试掘进重载调试。

二十三、地中对接技术

盾构地中对接即两台盾构分别从两边相向掘进至接合地点正面对接。

地中对接方法：辅助施工法和机械对接法。