盾构长距离掘进带压换刀关键技术

二 典型应用
•广州地铁三号线大汉李村断裂带 •广州地铁四号线小新区间 •武汉长江隧道 •穿黄隧道 •狮子洋隧道
三 进仓技术方法的选择和适应范围
1 带压进仓（带压限排进仓） 带压进仓在一定压力范围内，应该说可以适应于各种地
层，特别针对掌子面不能常压自稳及富水地层，如：全断 面软弱地层、上软下硬富水地层、岩石破碎带（断裂带、 裂隙发育、渗透性强）等不良地层，在此种不良地层中采 用带压进仓是最安全的作业方法，但带压进仓不宜动火， 而且工效较低。 2 敞开式开仓（周边止水限排进仓）
一 盾构施工带压进仓介绍
4 压缩空气在隧道施工中的用途：
在早期的人工开挖施工中，压气主要用于防止地下水进入 隧道开挖面并对整个开挖面地层连续提供支护；
机械化施工条件下，一般目的是利用压缩空气防止地下水 在维护掘进机刀盘的过程中进入维护工作区并对隧道开挖面 提供临时支护。
适用的压力范围：
在0.6bar~6.9bar之间，一般在1.8~3bar，超过4.5~6.9bar 时，需要采用很高的潜水技术和设备。（饱和潜水）
周边止水限排进仓主要针对掌子面能够自稳的原状地层 或加固体，地层整体性较好，裂隙水不太发育的情况下， 通过在隧道内对盾构机后部或盾壳外部地层进行止水处理 后就能满足常压进仓。
三、进仓技术方法的选择和适应范围
3 地层加固开仓（地层加固止水限排进仓） 对于软弱富水地层中，需要大量仓内作业或割焊等操作，
四、带压进仓技术（带压限排进仓）
1 带压进仓方案的确定 如果确定要在不良地层段进仓作业，首先要根据之前
的掘进参数等状况，对仓内的问题作出充分分析和判断， 对仓内的操作要有个预判；并根据计划开仓处水文地质资 料、停机前出渣土成分及数量、地表监测数据、掘进时同 步注浆情况等参数的分析，最后确定停机带压进仓的实施 方案。 2 带压进仓人员和设备准备
盾构及掘进技术国家重点实验室
State Key Laboratory of Shield Machine and Boring Technology
盾构长距离掘进带压换刀 关键技术
二O一六年十二月.安徽合肥.李凤远
一 盾构施工带压进仓介绍 二 典型应用 三 进仓技术方法的选择和适应范围 四 带压进仓技术（带压限排进仓） 五 敞开式开仓技术（周边止水限排进仓） 六 地层加固开仓技术（地层加固止水限排进仓） 七 减压限排进仓技术 八 作业程序 九 盾构法开仓环境卫生健康评估
二 典型应用
•哈德逊河底隧道/Hudson River Tunnel（1874－ 1904）
由Mr. DeWitt Clinton Haskin于1874年开始修建。因 为河底上覆沙层，故多次使用压气作业。
二 典型应用
•哈德逊河底隧道/Hudson River Tunnel（1874－ 1904）
宜提前将穿越地层进行加固止水处理，待加固体有一定强 度后，将盾构机推进至预先加固位置后，再敞开式进仓作 业。此种方式可长时间停机工作，并且工作面多，但加固 费用投入较大，并受地面环境、埋深和加固设备性能等条 件的限制。 4 减压限排进仓（泥水盾构）
低压限排进仓技术是建立在带压进仓和掌子面地层有一 定自稳性基础上的，通过周边止水仍不能达到常压开仓 （仓内水位可控或掌子面能够完全自稳）的目标，通过加 低压阻止地下水和稳定地层的方法来进仓作业，这样可大 大提高带压进仓的工作效率。
1869年，英国土木工程师Greathead在 和Barlow研究之后，进一步将盾构改 进成与现代类似的样子，用之完成了 伦敦塔附近泰晤士河下的Tower Subway隧道。盾构采用螺旋千斤顶推 进、铸铁管片衬砌。
一 盾构施工带压进仓介绍
3 压气作业关键人物和事件 Mr. Callodan
早至1828年，欧洲人卡罗丹即提出在隧道施工中使用压 气作业。但是没有进入实用。 Admiral Sir Cochrane
1830年，发明气闸，使得人员可以进入开挖面。 Mr. DeWitt Clinton Haskin
一般认为，他是第一个构想在水平隧道施工中采用压气 支撑开挖面、侧墙和顶板并将之变为现实的人，他为此于 1874年2月3日取得了专利。在此之前，压气只用于垂直隧 道的沉箱作业。1879年，在纽约Hudson 铁路隧道施工中 （没有盾壳的敞开式开挖），采用的施工气压达到2.45 bar。
二 典型应用
在芝加哥地铁隧道中的应用：
地点: 芝加哥/Chicago, IL 时间: 1940年6月/ Jun, 1940 气压: 0.7bar~1bar 工程: 芝加哥首个地铁工程，7.7英里双线 隧道
二 典型应用
1892年，在滦河大桥施工中，詹天佑采用“气压沉箱法 “建筑基础，是中国最早的压气作业先驱。 2003年10月，越南“Bay Chay桥”采用气压沉箱法施 工桥梁下部工程。这是越南首次采用气压沉箱施工法。
由于带压限排进仓对人员和设备有着特殊的要求，因此 带压限排进仓前必须对进仓人员进行身体检查、理论与实 践培训，配备专业的操舱医生，并对人员舱及其他相关设 备进行全面的检查和调试。
四 带压进仓技术（带压限排进仓）
3 带压进仓压力的确定
依据开仓处水文地质条件及埋深等资料，计算 出掌子面理论顶部水土压力和其它部位侧压力 （根据掌子面软弱地层高度），作为压力参考值， 但主要考虑保压停机时气垫仓泥浆液位相对稳定 时的切口环压力，来确定本次带压进仓的工作压 力。
一 盾构施工带压进仓介绍
1 概念术语 气压作业：主要分为高压室内作业与潜水作业两大类； 压气施工法：是以压缩机将空气加入局限空间的作业区域内，
以防止地层水因间隙水压而渗入作业区，并造成土壤软化或产 生异常出水、崩塌等问题，便于施工作业的一种方法。
潜水作业：指使用潜水器具供气设备等，于水深超过10米之 水中实施得作业。
气闸室（人员仓）：指对作业施工于进出作业室(高压室)之 际，实施加、减2、盾构发展关键人物及事件
Marc Isambard Brunel 发明盾构机，但是比较笨拙。
Peter W. Barlow 将Brunel的盾构修改成尺寸较小的环形截面盾构，
James Henry Greathead （1844.8.6~1896.10.21）