城市地铁土压平衡盾构施工工艺(广东、佛山)

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土压平衡盾构机类泥水模式掘进施工技术

土压平衡盾构机类泥水模式掘进施工技术

土压平衡盾构机类泥水模式掘进施工技术摘要:为解决上砂下岩富水地层盾构掘进施工的技术难题,文章结合佛山地铁某盾构区间施工案例,对该地层盾构的施工难题开展技术分析及研究。

基于土压平衡盾构机采用泥水平衡盾构掘进原理的掘进技术,通过向土仓注入膨润土泥浆,建立满仓泥水压(达到泥水盾构建立泥水仓的效果),对开挖面前方砂层地质进行平衡稳定,再辅助满仓实压模式掘进的施工方法。

通过实施表明,此技术可有效的降低超排量,控制施工风险,保护地面环境安全。

关键词:上砂下岩;膨润土;盾构;类泥水;渣土改良1前言土压平衡盾构是采用掘进渣土平衡地层水土压力,由于砂质地层含沙量大,含泥量低,具有含黏度低、水量大且具有一定水头压力,渗透系数高,流动性大等特点,土压平衡方式在砂层中很难做到掌子面稳定,其次盾构掘进对地层的扰动容易造成涌砂和涌水,而此时盾构机土仓没法建立满仓土压(满仓实土会造成掘进推力大,无速度),给砂水有流动的空间,从而导致上覆水土压力流失,严重的可能造成多米诺骨牌效应,造成地面塌陷、掘进困难等组诸多难题。

而采用泥水平衡原理,可在土仓建立满仓泥水压,有效平衡地层水土压力,稳定上部砂层,且能保证盾构正常掘进。

因此,在盾构机掘进时向土仓主动加注膨润土泥浆,安全快速地建立主动土压力平衡掌子面的被动土压力,伴随增加土渣渣土的粘度,不形成喷涌、突水等情况,从而避免上述问题。

因而总结形成了“上软下硬富水含砂土压平衡盾构机类泥水模式掘进施工工法”,以期能为类似工程盾构掘进施工提供借鉴思路。

2工程地质水文情况佛山地铁某盾构区间隧道洞身存在长约243m,最大侵入隧道深度6m的<3-2>中粗砂地层,<3-3>砾砂地层,砂层上方为<2-1b>淤泥质土,<2-2>淤泥质粉细砂、<2-3>淤泥质中粗砂、<2-4>粉质粘土。

隧道洞身范围主要为基岩风化裂隙水,承压水头5.0~26.8m,承压水头埋深比稳定水位深,承压作用强,预测掌子面涌水量约700m³/d。

广州至佛山段地铁施工标段土建工程盾构始发方案 安全生产规范化资料

广州至佛山段地铁施工标段土建工程盾构始发方案 安全生产规范化资料

一、工程简介【魁奇路站~祖庙站盾构区间】属珠江三角洲城际快速轨道交通广州至佛山段,地处佛山市汾江南路至建新路。

线路出魁奇路站后,沿汾江路一直向北行进,过季华园站和同济路站后,线路转东下穿密集房屋后,向东转入建新路到达祖庙站。

本标段盾构施工场地位于魁奇路站,工程施工交通条件便利。

吊出井位于祖庙站。

本标段工程主要由两组双孔单线盾构隧道区间组成,全长6988.6072延米。

主要附属工程包括联络通道5个,废水泵房3个,其中YDK 1+305、YDK 2+702.096、YDK3+808.295里程的联络通道与废水泵房合建。

工程范围见示意图1. 1.1【魁奇路站~季华园站区间】:左右线总长2602.0358m,左线为直线,右线有2个R =2500m 的平面曲线,曲线总长120.722m,占区间总长度的4.6%。

线路位于城市主要交通道路汾江南路下,场地地形起伏小,地面高程为6.9~8.4m,线间距13~15m 。

工程范围示意图1.2【季华园站~同济路站区间】:本区间左右线长度为2381.5134m。

区间线路平面上共有2个曲线段,曲线半径为3000m。

线路位于城市主要交通道路汾江中路下,场地地形起伏小,地面高程为6.9~8.4m,线间距为13m。

1.3【同济路站~祖庙站区间】:本区间左右线长度为2005.008m。

区间线路平面上共有2个曲线段,曲线半径分别为2000m和300m。

线路一部分位于城市主要交通道路汾江中路下,一部分穿过地面建筑物,场地地形起伏小,地面高程为6.9~9.4m,线间距为13.18m。

1.4【魁奇路站~季华园站区间】:隧道最大覆土厚度为17.2m,最小为9.2m。

隧道最大纵坡为23.5‰,对应坡长为250m。

在区间最低点设区间泵房及联络通道。

1.5【季华园站~同济路站区间】隧道最大纵坡为23.2‰,对应坡长为260m。

在区间最低点设区间泵房及联络通道,隧道最大覆土厚度为17.2m,最小为9.2m。

土压平衡盾构

土压平衡盾构

土压平衡盾构在现代城市建设中,隧道施工技术一直是一个备受关注的话题。

土压平衡盾构作为隧道施工中的重要技术手段,被广泛运用于地铁、隧道、水利工程等领域。

本文将介绍土压平衡盾构的工作原理、施工流程、应用领域以及发展趋势。

工作原理土压平衡盾构是一种通过对盾构机内部进行适当压力控制,使土体在掌握平衡条件下对盾构机的推进方向施加支护压力的施工方法。

其主要工作原理如下:1.土压平衡控制:通过盾构机内设的控制系统,对注入的压浆进行控制,使得盾构机内外的土压力保持平衡,避免挤压或塌陷的发生。

2.推力控制:由盾构机的主推进液压缸提供推力,推动盾构机朝着设计方向推进,同时根据隧道的地质条件,调整推进速度和力度,保证施工安全。

3.土体支护:在盾构机推进的同时,通过盾构机后部的支护系统提供对土体的支撑和加固,防止隧道倒塌。

施工流程土压平衡盾构施工流程一般包括以下几个步骤:1.现场勘察:对隧道工程的地质条件、地下管线等情况进行详细调查和勘察,了解地层情况,为后续施工提供数据支持。

2.盾构机铺设:将盾构机按照设计要求铺设在施工现场,进行机器调试和检验。

3.推进施工:启动盾构机,根据设计要求控制推进速度和土压平衡,逐步推进隧道施工。

4.土体处理:处理盾构机后部土体的排出和支护,防止土体坍塌,同时保护环境。

5.隧道验收:完成隧道的整体施工后,进行验收,确保施工质量和安全。

应用领域土压平衡盾构技术在地铁、铁路、公路、水利等领域均有广泛应用,其主要应用包括:•地铁隧道:土压平衡盾构在地铁隧道的施工中应用广泛,能够适应不同地质条件,提高施工效率和质量。

•水利工程:在水利隧道、排水管道等工程中,土压平衡盾构可以有效应对复杂的地下水文条件,保证施工安全。

•公路隧道:对于公路隧道的施工,土压平衡盾构可以减少交通影响,提高工程质量。

发展趋势随着城市化进程的不断加快,土压平衡盾构技术在隧道施工中将继续发挥重要作用,并呈现出以下几个发展趋势:•智能化:随着技术的不断发展,土压平衡盾构将趋向智能化,实现自动化控制和监测,提高施工效率和安全性。

土压平衡盾构机施工案例浅析(一)

土压平衡盾构机施工案例浅析(一)
到 大功率 的螺 旋 输送机 的新 一代优 化 土 压平衡 盾构机 。
从在 层 状 地 质 中成 功 贯 通 隧道 的 广 州 地铁 项 目,到 在 渗 透 冲积 状 地 质 中创 下 新掘 进 速 度 纪 录 的成都 地 铁 项 目, 负责2 0 - 广 州地铁 广佛 线 施 工项 目的 罗宾斯 现场服 务 肖权 经 理说 : “ 们 已经 顺利 地攻破 了许 多的 困难 , 09 - f 我
环境 里 , 为 了 降低 围 岩 的 干扰 和 地 表 的 沉 降 , 刀盘 在
极 易造 成 涌 水 现 象 。 为 了避 免 这 种 危 险 现 象发 生 , 施
工 时利 用 聚 合 物 注 浆 系统 把 聚 合 物 注入 土壤 、 吸 收水 分 ,从 而 改 善 土 壤 的 条 件 , 让 渣 土 能 更 顺 利 地 排 出 。
高  ̄ 4b r _ a。
作 业 中 保 持 低 速 运 转 ( 高 转 速 大 约 为 1 mi) 。 同 最 .r n 5/ 时 , 盾 构机 也 设计 为 大 扭 矩 ,从 而 实 现 在 复 合软 土 地
层 的即 时 掘进 。
施工方案
盾 构机 在 广州 的一 个 人 口密 集 地段 ,从 明挖 站点
添 加 泡 沫 降 低 土 层 的 粘 性 , 同 时 人 仓 里 的 注 水 孔 喷 出
预 存 水 冲 走 阻 塞 刀 盘 的 渣 土 。 刀 盘 安 装 的4 独 立 泡 沫 套
率 3 % 的 复 合 式 刀 盘 。 为 应 对 由 粉 土 和 岩 石 组 成 的 地 注 浆 系 统 , 其 设 计 就 是 避 免 在 作 业 中 刀 盘 一 边 的 多 个 7 质 条 件 , 刀 盘 上 也 专 门 设 计 装 有 硬 质 合 金 刀 具 和 1 i h 开 口被 堵 塞 , 以 及 刀 盘 的 不 均 匀 磨 损 。 7n c

广东地铁泥水盾构及土压平衡盾构施工技术详细解读--70页_权威资料_附图丰富

广东地铁泥水盾构及土压平衡盾构施工技术详细解读--70页_权威资料_附图丰富

广东地铁泥水盾构及土压平衡盾构施工技术详细解读摘 要:21世纪是隧道及地下空间大发展的时代,中国作为世界最大的隧道及地下工程施工市场,前景广阔。

目前,我国的城市轨道交通建设正面临着史无前例的高潮,截至2015年,全国39个城市正在建设地铁。

北京、上海、广州等城市已经开通运营了多条地铁线的基础上,仍以每年数百亿的投资速度推进。

以北京市为例,北京市城市轨道交通2020年线网30条线组成,总长度为1177公里,远景年网由35条线路组成,总长度1524公里,2015年~2021年将建设12个项目,总长度262.9公里,计划总投资为2122.8亿元。

关键词:土压、泥水盾构机施工技术引言随着我国工程建设领域法制和法规的完善、环境保护意识的提高,在建筑物密集的繁华市区和特殊地质地形区段普遍要求采用浅埋和盾构法。

从北京、广州等已建成地铁的工程实际来看,浅埋暗法施工在地面环境保护、地表沉降控制及造价、工期等方面具有一定的竞争力和很大的灵活性。

随着近年来国内盾构施工技术水平和国产盾构技术的不断提高,盾构法施工也显出强大的优势,应用越来越广泛。

因此,笔者结合参与中交二公局承建的佛山轨道交通地铁2号线工程施工经验,通过对盾构机的原理、分类、土压平衡盾构机及泥水盾构机施工特点等,撰写本篇论文,希望与读者一起探讨共同学习,不足之处,望多多指教。

1 盾构机的发展概要1.1 盾构的概念盾构,是一种利用隧道暗挖施工,具体金属外壳,壳内装有整体及辅助设备,在其掩护下进行土体开挖、土渣排运、整机推进和管片安装等作业,从而构筑隧道,并使隧道一次成型的特征施工机械,如图1-1所示。

图1-1 盾构外形及其结构盾构是一种隧道掘进的专用工程机械,现代盾构集机、电、液、气、传感、信息技术于一体,具有开挖削切土体、输送杂土、拼装隧道衬砌、测量导向纠偏等功能,可实现隧道施工的工厂化作业。

盾构已广泛用于地铁、铁路、公路市政、水电隧道工程。

1.2 盾构的工作原理盾构机的工作原理:一个钢结构组件沿隧道轴线边向前推进,对土壤进行掘进。

地铁工程土压平衡盾构下穿铁路施工工艺工法

地铁工程土压平衡盾构下穿铁路施工工艺工法

地铁工程土压平衡盾构下穿铁路施工工艺工法1 前言1.1工艺工法概况一个城市中地铁网络往往由多条线路组成,随着线路的增多,线路相互交叉及下穿各种建(构)筑物将无法避免,城市地铁建设中会有大量地铁隧道下穿铁路线,用土压平衡盾构机进行隧道施工具有自动化程度高、节省人力、施工速度快、一次成洞、不受气候影响、开挖时可控制地面沉降,确保地面建(构)筑物结构安全等优点,成为地铁隧道施工的首选。

研究好盾构法隧道下穿铁路的施工工法,具有较强的技术经济效益和一定的社会效益。

1.2工艺原理土压平衡盾构是在机械式盾构的前部设置隔板,在刀盘旋转的作用下,刀具切削开挖面的泥土,破碎的泥土通过刀盘的开口进入土仓,使土仓和排土用的螺旋输送机内充满切削下来的泥土,依靠盾构千斤顶的推力通过隔板给土仓内的渣土施加压力,使土压作用于开挖面以平衡其水土压力。

这样就可以尽量避免修建隧道对土体的扰动,确保铁路运营安全。

2 工艺工法特点2.1对铁路运营影响小;2.2 辅助工法少;2.3 经济性高。

3 适用范围适用于盾构下穿运营铁路线、运营地铁线等施工。

4 主要引用标准4.1《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范》(GB 50307)4.2《地下铁道设计规范》(GB50157)4.3《铁路隧道施工技术安全规范》(GBJ404)4.4《地下铁道工程施工及验收规范》(GB50299)4.5《盾构法隧道施工与验收规范》(GB50446)5 施工方法5.1对既有铁路运营线路的评估、加固根据《客运专线铁路无碴轨道铺设条件评估技术指南(铁建设[2005]158号)》规定,对需要下穿的既有铁路运营线路进行安全评估,制定出相关的沉降控制指标,并根据详细的地质及工况条件,制定出无扰动加固路基线路方案,确保铁路运营安全。

5.2盾构掘进盾构机下穿既有铁路运营线采用土压平衡模式进行隧道掘进。

该模式的工作原理就是盾构机在土压平衡状态(作业面水土压力与土仓中的泥土压力平衡)下进行隧道掘进。

城市地铁土压平衡盾构施工工艺(广东、佛山)

城市地铁土压平衡盾构施工工艺(广东、佛山)
3、盾构机下井组装
1号台车:操作控制室、同步注浆系统
2号台车:电机、液压泵站
3号台车:电气控制柜、各类油脂注入泵
4号台车:变压器、压缩空气系统
5号台车:电缆、冷却水卷盘等
连接桥架 盾构主机与后拖台 车连接、皮带输送机
三、盾构始发施工工艺
4、反力架定位安装
反力架是为盾构 机始发掘进提供反力 的装置。盾构机主机 下井完成后,在主机 与后配套连接之前需 要进行反力架底座安 装,始发架固定完成 后要进行反力架底座 安装,反力架位置可 根据始发井长度、管 片宽度及后期施做洞 门进行计算确定。
适用于地层自稳性差、地下水大地层;如砂层、淤泥土层;
四、盾构掘进施工工艺
3、土压力设定
盾构土压力设定非常关键,设置的基本原则为: 1、土压力上限:在浅覆土中为控制地表沉降为目的, 可采用静止土压力; 2、土压力下限:可以允许有一定的沉降,但可确保掌 子面的稳定,可采用主动土压力。
四、盾构掘进施工工艺
固定螺栓
预埋钢环板
固定螺栓
预埋钢环板
固定螺栓
帘布橡胶密封板
折叶压板 盾构
折叶压板
注浆浆液
折叶压板
盾构进入隧道时状态
管片 管片
管片拼装后的状态 始发前状态
三、盾构始发施工工艺
7、盾构始发负环管片拼装
盾构机调试完成后开始安装 第一环负环管片(即-7环管片) ,第一环负环管片安装位置必须 准确进行定位,根据本工程设计 情况,管片相邻两个螺栓夹角36 度,管片拼装要求采用错缝拼装 的方式,管片环宽1.5米,第一 环负环管片采用标准环管片,封 顶块位置安装在1点(11点)位 置的单组油缸上,封顶块中心线 与油缸中心线重合,保证受力均 匀。管片底部与盾壳之间需要采 用垫块,确保管片中心线与盾构 中心线重合。

地铁工程土压平衡盾构到达施工工艺工法

地铁工程土压平衡盾构到达施工工艺工法

地铁工程土压平衡盾构到达施工工艺工法1 前言1.1 工艺工法概况盾构隧道施工即为从一个车站(始发站)掘进至另外一个车站(到达站)的施工,盾构机即将进入到达站的施工即为盾构到达施工。

在盾构进入到达车站前9米的土体进行三轴搅拌加固,加固范围为盾构隧道竖向上下3m,盾构隧道横向左右3m,冷缝已采用旋喷桩进行补缝处理。

1.2工艺原理加强盾构机进站土体稳定性,调整盾构机进站姿态,加强管片拼装质量,确保盾构机安全出洞。

2 工艺工法特点2.1 质量控制对接收盾构井前土体进行预加固,并结合降水施工对端头进行降水,确保盾构机进洞时洞门无渗漏水发生;盾构机进洞前,对掘进参数进行控制,确保盾构精确贯通,防止盾构机进洞时发生栽头。

2.2 安全控制洞门凿除分3步进行,确定凿除时间,防止洞门出现坍塌。

3 适用范围盾构接收安全风险大,是盾构施工的关键环节之一。

盾构施工中加强隧道线型,盾构参数和姿态控制,以及地面沉降控制,以确保盾构准确、安全、顺利接收,防止出现坍塌、涌水涌砂等险情。

本工艺工法适用于盾构从距到达接收井50m至盾构全部进入接收井的作业过程。

4 主要引用标准4.1《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范》(GB50307);4.2《地下铁道工程施工及验收规范》(GB50299);4.3《盾构法隧道施工与验收规范》(GB 50446)。

5 施工方法接收端土体加固及降水、接收托架的安装与固定、接收井的准备、洞门凿除施工、渣土外运及橡胶帘布的安装及盾构机贯通后上接收托架等,以此提高盾构机接收的安全系数。

6 工艺流程及操作要点6.1 施工工艺流程施工工艺流程见图1。

图1 盾构接收施工工艺流程图6.2 操作要点6.2.1 洞门凿除在凿除洞门前,在洞门范围内采用水平钻孔的方法进行超前检查,水平钻孔的长度需进入加固地层3~3.5m,在水平钻孔中安装注浆管以备二次注浆,确认洞门外侧的地下泥水和流沙情况,防止洞门凿开后大量泥水或流沙涌进车站接收井;若出现钻孔流水、流沙的情况,可利用水平注浆管进行注浆补充加固,加固效果直到洞门完全密封即可。

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拆除负 环管片
四、盾构掘进施工工艺
1、盾构掘进施工流程
掘进控制 添加材料注入参数设定 更改设定值
过软
渣 土 改 良 控 制
过硬
碴土状态 增加注入量
较好
减少注入量
较差
改良效果
较好
土压设定
更改
过低
土 压 力 控 制
过高 开挖仓土压 增加螺旋输送机转速
较好
减少螺旋输送机转速 更改设定值
不合适
设定速度
掘 进 速 度 控 制
四、盾构掘进施工工艺
2、盾构掘进施工流程
砂浆拌料机
龙门吊吊装管片
成型隧道
图 11-2-41 洞内管线布置图
洞内运输编组列车
四、盾构掘进施工工艺
2、土压平衡盾构机掘进模式
敞开式模式
加气模式 土压平衡模式
适用于地层自稳性好,地下水量少的地层,如强、中风化地层; 适用于有一定的自稳性、地下水不高的地层,如粘土、全风化岩;
地层
同步注浆原理
四、盾构掘进施工工艺
5、同步注浆
注浆量按照:Q=V×λ 式中:λ —注浆率(取1.5~2.5,根据以往类似经验,注浆率取值1.5,具 体取值需要结合本工程地质情况、地表沉降监测值进行反馈调整,V—盾尾建筑 空隙(m3)
V=π ×(6.282-62)÷4×1.5=4.05m3; 则:Q=5.3~10.1 m3/环; 注浆压力一般大于出口压力0.1~0.2MPa。 对于重要地段,可采用二次补强注浆,二次补强注浆量根据地质情况及注浆 记录情况,分析注浆效果,结合监测情况,由注浆压力控制。
三、盾构始发施工工艺
3、盾构机下井组装
中体
前盾
前体
拖车Ⅰ 螺旋输送机 拖车Ⅱ 拖车Ⅲ
中盾
拖车Ⅰ 螺旋输送机 拖车Ⅱ 拖车Ⅲ
图 11-2-11 吊装前体
图 11-2-12
组装前体与中体
主机 下井
刀盘
前体 中体 拖车Ⅰ 螺旋输送机 拖车Ⅱ 拖车Ⅲ
盾尾
尾盾
拖车Ⅰ 螺旋输送机 拖车Ⅱ 拖车Ⅲ
前体 中体
图 11-2-13
一、工程概况
工法 长度 盾构法 1334m
左线
明挖法
(盾构空推掘进)
盾构法 1095m
左线
明挖法 203m 登洲车站 地下2层
明挖法 124m 436m
明挖段 U型槽 及路基
31m 中间风井 地下5层
明挖法
(盾构拆机二次组装始发)
湾华站
工法 长度 登洲车站 地下2层
右线
右线
盾构法 1311m
左线
盾构法 1714m
适用于地层自稳性差、地下水大地层;如砂层、淤泥土层;
四、盾构掘进施工工艺
3、土压力设定
盾构土压力设定非常关键,设置的基本原则为: 1、土压力上限:在浅覆土中为控制地表沉降为目的, 可采用静止土压力; 2、土压力下限:可以允许有一定的沉降,但可确保掌 子面的稳定,可采用主动土压力。
四、盾构掘进施工工艺
三、盾构始发施工工艺
5、洞门凿除
围护结构 本工程盾构始发井 为800厚钢筋混凝土 地下连续墙,为确保 盾构机能够正常始发, 需要对洞门钢环范围 内地下连续墙钢筋混 凝土进行破除。破除 采用人工破除方式, 破除前必须确保盾构 机调试完成,具备始 发掘进条件,防止提 前破除导致洞门土体 坍塌等风险。
端 头 加 固 区 域
设备桥下井
拖车 Ⅰ 拖车Ⅱ 拖车Ⅲ 拖车 Ⅳ
三、盾构始发施工工艺
3、盾构机下井组装
吊装 螺 旋输 送 机
拖车 Ⅰ 螺旋 输 送 机
拖 车Ⅱ
拖 车Ⅲ
图 11-2-10
吊装螺旋输送机
螺旋输送机下井:螺旋输送机下井前同样需要临时固定在管片小车上,然后将管 片安装机下井,待盾构机主机下井后进行螺旋输送机的组装连接。
刀盘组装
三、盾构始发施工工艺
3、盾构机下井组装
盾构机下井组装:针对城市地铁6280mm盾构机组装,一般采用1台300t汽车吊 (或1台履带吊)和1台100t汽车吊联合配合下井组装,在吊装盾构机主机过程中需 要两台吊车配合翻转下井,下井完成后开始进行各管路连接,并进行空载调试。
三、盾构始发施工工艺
刀盘扭矩
合适
降低速度
不合适
总推力
合适
异常
周边土压
合适
异常
监 视
排土量
合适
继续掘进 图 11-2-24 盾构掘进控制程序
四、盾构掘进施工工艺
1、盾构掘进施工流程
盾构机盾尾完全通过 洞门密封装置后,开始 进行同步注浆,并进入 正常掘进施工阶段,盾 构机掘进出土采用皮带 输送机输送至电瓶车矿 车内,每掘进完成1个 循环后停止掘进,洞内 开始拼装管片,电瓶车 将土运输至洞外,并准 备下一循环所需材料。
佛山轨道交通2号线一期工程TJ-3标
中交第二公路工程局有限公司
让 世 界 更 畅 通
佛山轨道交通2号线工程项目经理部 2016年1月
目录
Contents
一、工程概况 二、盾构机主要组成部分
三、盾构始发施工工艺
四、盾构掘进施工工艺
一、工程概况
佛山轨道交通2 号线一期工程 (南庄~广州南 站)线路全长 32.3km,共设 17座车站,其中 换乘站7座;地 下车站12座;高 架车站5座,地 下区间22.9km, 高架8.3km,过 渡段1.1km。
主动土压力计算
朗肯主动土压力(简便、应用多、库伦公式)
(1)填土为粘性土时
(2)填土为无粘性土(砂土)时 式中:h、γ、c、ψ——分别为隧道埋深、土层密度、粘聚力及 内摩擦角度。
四、盾构掘进施工工艺
静止土压力计算
式中:P0—土仓压力;h—隧道埋深; γ—土的容重; λ—土体 侧压力系数(砂性土可取0.35~0.45,粘性土0.5~0.7,也可利用经 验公式:λ=1-sin(ψ), ψ 为土的有效内摩擦角度,一般为12~25 度)。
主体结构
三、盾构始发施工工艺
6、洞门密封装置安装
为防止盾构始发时盾 壳与洞门钢环之间出现 涌水、涌砂情况,确保 盾构机始发过程中能够 正常建立土压,在洞门 钢环外需要设置密封装 置。 常见的洞门密封装置 有帘布橡胶板和折页压 板,洞门密封装置安装 完成后可进行盾构始发 掘进。
帘布橡胶板
折页压板
预埋钢环板
二、盾构机主要组成部分
刀盘
开挖土体,配置各类刀具(约58t)
含刀盘驱动(约115t) 油缸推进系统、人仓等(约95t) 同步注浆管理、盾尾密封刷(约 32t)
前盾
盾构机主机 土 压 平 衡 盾 构 机
中盾
尾盾
设备桥
连接盾构机主机与后配套(约11t)
后配套拖车
主要包含:操作室、注浆罐、油泵、配电设施、 电缆、空气压缩系统。(每节拖车约15~35t)
左线
482m 花卉世界站 地下2层
右线
右线
本工程包含2站3区间,主要有登洲车站(217m)、花卉世界车站(482m)、登洲~湾华站区间(2.42km)、登洲~ 花卉世界~仙涌段盾构区间(3.03km),另外包含124米明挖区间和436米U型槽路基,车站采用明挖法施工,区间采用 盾构法施工,本标段采用4台直径6280mm土压平衡盾构机施工,由中交二公局三公司和铁路公司共同负责施工。
三、盾构始发施工工艺
2、始发台安装定位及井底轨线布置
洞门
始发台
始发台(接收台)分钢结构和钢筋混凝土结构两种形式,钢结构始发台可重复利用, 始发台定位一般要求(曲线始发除外)始发架中心线与隧道中心线重合,高程方向盾构机 中心高出洞门中心2cm,避免盾构机在始发时出现栽头现象。始发台定位完成后必须进行 固定,避免盾构机下井组装过程中发生偏移。井底轨线包含盾构行走轨线和电瓶车行走轨 线,在盾构下井组装前均需要布置完成。
负环 管片
负环管片
管片定位垫块 盾尾壳体
三、盾构始发施工工艺
8、盾构机试掘进及负环管片拆除
盾构开始掘进的90m称为试掘进段 。掘进完成90米后开始拆除负环管片 ,通过试掘进段拟达到以下目的: 实现盾构机负载调试;探索土压 力、地表沉降、出土量、同步注浆 量之间的关系,总结经验掘进参数 ,为后期快速掘进提供技术参数。 根据经验,试掘进90米完成后, 管片与地层间摩阻力能构为盾构掘 进提供反力,可拆除负环管片及反 力架。并铺设双组编组列车,实现 快速掘进,提高施工效率。
三、盾构始发施工工艺
3、盾构机下井组装 后配套拖车下井:首先应将电瓶车 下井,然后将各节拖车从后至前依 次下井,利用电瓶车将每节拖车牵 引至设计位置,并进行各拖车之间 管路连接组装。
后配套拖车下井
拖车Ⅰ
拖车Ⅱ
拖车Ⅲ
拖车Ⅳ
拖车Ⅴ
图 11-2-8 组装后配套拖车
设备桥下井:下井前首先下一节 管片小车,用于临时固定设备桥, 待盾构机主机下井后开始主机与 后配套设备的连接。
固定螺栓
预埋钢环板
固定螺栓
预埋钢环板
固定螺栓
帘布橡胶密封板
折叶压板 盾构
折叶压板
注浆浆液
折叶压板
盾构进入隧道时状态
管片 管片
管片拼装后的状态 始发前状态
三、盾构始发施工工艺
7、盾构始发负环管片拼装
盾构机调试完成后开始安装 第一环负环管片(即-7环管片) ,第一环负环管片安装位置必须 准确进行定位,根据本工程设计 情况,管片相邻两个螺栓夹角36 度,管片拼装要求采用错缝拼装 的方式,管片环宽1.5米,第一 环负环管片采用标准环管片,封 顶块位置安装在1点(11点)位 置的单组油缸上,封顶块中心线 与油缸中心线重合,保证受力均 匀。管片底部与盾壳之间需要采 用垫块,确保管片中心线与盾构 中心线重合。
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