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2019一级建造师公路工程章节讲义:公路隧道盾构施工

来源 :考试网 2019-06-17

1B414037   公路隧道盾构施工

  一、 盾构法工作原理

  二、 盾构机分类及适用范围

  盾构机按开挖面是否封闭划分,可分为密闭式和敞开式两类;

  按平衡开挖面土压与水压的原理不同,密闭式盾构机又可分为土压式和泥水式两种;敞开式盾构机按开挖方式划分,可分为手掘式、半机械式和机械式三种。各类盾构机的适用范围如下:

  (1)手掘式盾构——可适应各种复杂地层,开挖面可根据地质条件全部敞开,也可采用正面支撑,随开挖随支撑。

  (2)半机械式盾构

  挖土装置有铲斗式、切削式和混合式三种形式。铲土式适用于粘土和砂砾混合层,切削式适用于硬粘土和硬砂土层,混合式适用于自立性较好的土层,如遇土质坚硬可安装软岩掘进机的切削头子,其适用范围基本上与手掘式盾构一样。

  (3)机械式盾构——它适用于各类土层,尤其适用于极易坍塌的砂性土层中的长隧道,可连续掘进挖土。

  (4)土压平衡盾构——适用于冲积黏土、洪积黏土、砂质土、砂砾、卵石等土层及其互层。

  (5)泥水平衡盾构——适用于冲积洪积的砂砾、砂、亚粘土、黏土层或多水互层的土层,有涌水工作面不稳定的土层,上部有河川、湖沼、海洋等水压高、水量大的地层。复合盾构适用于地质条件复杂、软硬不均的混合地层。

  二、盾构施工

  2.盾构掘进

  (1)盾构始发及试掘进阶段应符合的要求

  ⑦盾构应在始发段50〜100m进行试掘进,并应根据地质情况、施工监测结果、试掘进经验等因素选用掘进参数。

  (2)盾构正常掘进阶段应符合的要求

  ①土压平衡盾构掘进,开挖土体应充满土仓,并应核算排土量和开挖量;泥水平衡盾构掘进,泥浆压力与开挖面水土压力、排土量与开挖量应保持平衡。掘进过程中,应采取防止螺旋输送机发生喷涌的措施。

  ③盾构机不宜长时间停机,盾构刀具检查和更换地点应选择地质条件好、地层稳定的地段。在不稳定地层更换刀具时,应采取地层加固或压气法等稳定开挖面措施。维修刀盘应对刀盘前方土体采取加固措施或施作竖井。

  ④盾构设备应在机器停止操作时维修。

  (3)盾构到达接收阶段应符合的要求

  ①盾构到达前应拆除洞门围护结构,拆除前,工作井端头地基承载力、止水应满足要求:拆除时应控制凿除深度,洞口应安装止水密封装置。

  ③隧道贯通前10环管片应设置管片纵向拉紧装置,贯通后应快速顶推并迅速拼装管片。同时应加强同步注浆和二次补充注浆,盾尾通过洞口后应及时密封管片环与洞门间隙。

  3.管片制作与拼装

  (1)管片制作应符合的要求

  ①钢筋混凝土管片模具应具有足够的承载能力、刚度、稳定性和良好的密封性能并符合管片精度要求,管片模具应定期进行检校。

  ②管片应先进行试生产,并随机抽取3环管片进行水平拼装检验,合格后方可正式生产。

  ③钢筋混凝土管片不得有内外贯通裂缝和宽度大于0.2mm的裂缝及混凝土剥落现象。

  ④混凝土管片应进行检漏抽检测试,每生产200环应进行水平拼装检验1次。

  (2)管片拼装应符合的要求

  ①应根据上一衬砌环姿态、盾构姿态、盾尾间隙等确定管片排序。

  ⑧盾构管片拼装应设专人指挥:管片拼装和吊运范围内不得有人和障碍物;管片拼装时,拼装设备与管片连接应稳固,拼装完的管片应及时固定。

  4.壁后注浆

  盾构机掘进应进行同步注浆作业,为提高背衬注浆层的防水性及密实度,还应在同步注浆结束后进行补充注浆,注浆材料性能应符合设计要求。

  壁后注浆应根据工程地质条件、地表沉降状况、环境要求、设计要求及设备情况 等选择注浆方式和注浆参数。

  注浆压力应根据地质条件、注浆方式、管片强度、设备性能、浆液特性和隧道埋深 等综合因素确定。

  同步注浆注浆量、充填系数应根据地层条件、施工状态和环境 要求确定,充填系数宜为1.30〜2.50。

  注浆速度应根据注浆量、注浆压力和掘进速度 确定。

  补充注浆的注浆量应根据环境条件和沉降监测结果 等确定,壁后应充填密实。

  5.盾构施工运输

  盾构施工运输应符合下列要求:

  (3)机车安全装置应可靠有效,机车行驶速度不得大于10km/h,经过转弯处或接近岔道时不得大于5km/h,靠近工作面100m距离内不得大于3km/h,并应打铃警示,车尾接近盾构机台车时不得大于3km/h。

  (4)机车在启动和行驶过程中应启动警铃、电喇叭等警示装置;开车前应前后检查,各类物件应平稳放置、捆绑牢固,不得超载、超宽和超长运输。

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