盾构的组成及分类
盾构是用来开挖土砂类围岩的隧道机械,由切口环、支撑环及盾尾三部分组成。盾构机的种类繁多,按开挖面是否封闭划分有密闭式和敞开式二类,按平衡开挖面的土压与水压的原理不同,密闭式盾构机分为土压平衡式和泥水平衡式两种。国内用于地铁工程的盾构主要是土压平衡盾构和泥水平衡盾构两种。
盾构法主要施工步骤
(1)在拟建隧道的起始端和终结端各建一个工作井,城市地铁一般利用车站的端头作为始发或到达的工作井;
(2)盾构在起始端工作井内安装就位;
(3)依靠盾构千斤顶推力(作用在工作井后壁或新拼装好的衬砌上)将盾构从起始工作井的墙壁开孔处推出;
(4)盾构在地层中沿着设计轴线推进,在推进的同时不断出土(泥)和安装衬砌管片;
(5)盾尾脱出后,及时向衬砌背后的空隙注浆,防止地层移动和稳定衬砌环位置;
(6)盾构进入终结端工作井并被拆除,如施工需要,也可穿越工作井再向前推进。
盾构掘进施工的基本要求
盾构掘进施工中,必须保证正面土体稳定,并根据地质、线路平面、高程、坡度等条件,正确编组千斤顶。同时必须严格控制推进轴线,使盾构的运动轨迹在设计轴线的允许偏差范围内。
影响盾构正面稳定的因素
盾构正面稳定的效果将直接影响地层变形,平衡压力过大、过小,出土量过多、过少,平衡压力大小波动过多等情况将导致正面稳定不佳的现象产生。
密闭式盾构掘进控制内容构成
盾构施工时应有有效措施控制开挖面变形、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。因为有时直接准确地控制出土量较为困难,土压平衡盾构施工时还要控制土仓压力,泥水平衡盾构还要控制泥水压力。盾构出现姿态偏差后,纠偏也会引起地层变形,因此,要对盾构的姿态和位置进行控制。盾构盾尾脱出后,应及时采用浆液填充,注浆时应控制注浆量和注浆压力。另外,衬砌质量也是隧道施工时应控制的主要指标。施工前必须根据地质条件、隧道条件、环境条件、设计要求等,在试验的基础上,确定具体控制内容与参数;施工中根据包括量测监控的各项数据调整控制参数,才能确保实现施工安全、施工质量、施工工期与施工成本预期目标。具体见下表。
控制要素 | 内容 | ||
开挖 | 泥水平衡式 | 开挖面稳定 | 泥水压、泥浆性能 |
排土量 | 排土量 | ||
土压平衡式 | 开挖面稳定 | 土压、塑流化改良 | |
排土量 | 排土量 | ||
盾构参数 | 总推力、推进速度、刀盘扭矩、千斤顶压力等 | ||
线形 | 盾构姿态、位置 | 俯仰角、方位角、滚转角 | |
铰接角度、超挖量、蛇行量 | |||
注浆 | 注浆状况 | 注浆量(注浆填充率)、注浆压力 | |
注浆材料 | 稠度、固化收缩率、凝结时间、凝结后强度、配比 | ||
一次衬砌 | 管片拼装 | 椭圆度、错台、螺栓紧固扭矩 | |
防水 | 漏水、密封条压缩量不足、裂缝 | ||
隧道中心位置 | 轴线平面位置偏差、轴线高程偏差 |
盾构进出洞定义
盾构进出洞是盾构法施工的重要环节之一,在始发井内,盾构按设计高程及坡度从预留洞口推出,进入正常土层的过程定义为盾构出洞。反之,盾构从正常土层中进入接收井预留洞口并完全脱离预留洞口的过程定义为盾构进洞。
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责任编辑:伊Ⅴ依