《地下工程盾构法》PPT课件

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1、2021-5-5 第 四 章 第 四 节 盾 构 法 1 4-5 盾 构 法一 、 概 述1、 盾 构 法 ： 是 使 用 盾 构 机 械 ， 在 围 岩 中 推 进 ，一 边 防 止 土 砂 的 崩 坍 ， 一 边 在 其 内 部 进 行 开 挖 、衬 砌 作 业 ， 来 修 建 隧 道 的 方 法 。 2021-5-5 第 四 章 第 四 节 盾 构 法 2 2、 基 本 过 程（ 1） 在 隧 道 某 段 的 一 端 建 造 竖 井 或 基 坑 ， 以 供 盾 构安 装 就 位 。（ 2） 盾 构 从 竖 井 或 基 坑 的 墙 壁 开 孔 出 发 ， 在 地 层 中沿 着 设 计 轴

2、线 ， 向 另 一 竖 井 或 基 坑 的 孔 洞 推 进 。盾 构 推 进 中 所 受 到 的 地 层 阻 力 ， 通 过 盾 构 千 斤 顶传 至 盾 构 尾 部 已 拼 装 的 隧 道 衬 砌 结 构 上 ， 再 传 到竖 井 或 基 坑 的 后 靠 壁 上 。（ 3） 盾 构 它 既 能 支 承 地 层 荷 载 而 又 能 在 地 层 中 推 进 为 圆 形 、 矩 形 、 马 蹄 形 等 特 殊 形 状 的 钢 筒 结 构 。 2021-5-5 第 四 章 第 四 节 盾 构 法 3 在 钢 筒 的 前 面 设 置 各 种 类 型 的 支 撑 和 开 挖 土 体的 装 置 在 钢 筒

3、 中 段 周 圈 内 面 安 装 顶 进 所 需 的 千 斤 顶 ， 钢 筒 尾 部 是 具 有 一 定 空 间 的 壳 体 盾 尾 。 盾 构 每 推 进 一 环 距 离 ， 就 在 盾 尾 支 护 下 拼 装一 环 衬 砌 ， 并 及 时 注 浆 、 出 碴 。 2021-5-5 第 四 章 第 四 节 盾 构 法 4 二 、 施 工 特 点 ： 1、 优 点（ ） 除 竖 井 施 工 外 ， 施 工 作 业 均 在 地 下 进 行 ， 既不 影 响 地 面 交 通 ， 又 可 减 少 对 附 近 居 民 的 噪 音 和 振 动 影 响 ； （ ） 隧 道 的 施 工 费 用 不 受 埋

4、深 的 很 大 影 响 ； （ ） 盾 构 推 进 、 出 土 、 拼 装 衬 砌 等 主 要 工 序循 环 进 行 ， 易 于 管 理 ， 施 工 人 员 较 少 ； （ ） 穿 越 江 、 河 、 海 道 时 ， 不 影 响 航 运 ， 且施 工 不 受 风 雨 等 气 候 条 件 影 响 ； （ ） 在 土 质 差 。 水 位 高 的 地 方 建 设 埋 深 较 大的 隧 道 ， 盾 构 法 有 较 高 的 技 术 经 济 优 越 性 ； （ ） 土 方 量 较 少 。 2021-5-5 第 四 章 第 四 节 盾 构 法 5 2、 主 要 问 题 ： （ ） 当 隧 道 曲 线 半 径

5、 过 小 时 ， 施 工 较 为 困 难 ， （ ） 在 陆 地 建 造 隧 道 时 ， 如 隧 道 埋 深 太 浅 ， 则 盾 构法 施 工 困 难 很 大 ， 而 在 水 下 时 ， 如 覆 土 太 浅 ， 则 盾 构法 不 够 安 全 ； （ ） 盾 构 施 工 中 采 用 全 气 压 方 法 以 疏 干 和 稳 定 地层 时 ， 对 劳 动 保 护 要 求 较 高 ， 施 工 条 件 差 ， 目 前 已 多用 局 部 气 压 代 替 ；（ ） 盾 构 施 工 过 程 中 引 起 的 隧 道 上 方 一 定 范 围 内 的 地表 下 沉 较 难 完 全 防 止 ； （ ） 盾 构 法 施

6、 工 所 用 的 拼 装 衬 砌 ， 防 水 困 难 。 2021-5-5 第 四 章 第 四 节 盾 构 法 6 三 、 盾 构 机 具钢 壳 部 分 由 外 壳 板 和 加 劲 材 料 所 组 成 ， 分 为切 口 环 、 支 承 环 及 盾 尾 三 部 分 。（ ） 切 口 环 切 口 环 位 于 盾 构 的 前 方 ， 作 为 挖 土 和挡 土 部 分 ， 要 求 切 口 环 的 形 状 、 尺 寸 必 须 与围 岩 条 件 相 适 合 ； 刃 脚 必 须 是 坚 固 ， 易 贯 入地 层 的 结 构 。 2021-5-5 第 四 章 第 四 节 盾 构 法 7 （ ） 支 承 环 支

7、 承 环 是 切 口 环 与 盾 尾 的 连 接 部 分 ， 内 部 为安 装 切 削 刀 盘 的 驱 动 装 置 、 排 土 装 置 、 盾 构 千 斤顶 等 的 空 间 和 进 行 推 进 操 作 的 场 所 。 支 承 环 是 盾 构 的 主 体 结 构 ， 承 受 作 用 于 盾 构 上 的全 部 荷 载 。 （ ） 盾 尾 盾 构 法 隧 道 衬 砌 的 拼 装 是 在 盾 尾 的 保 护 下 进行 的 。 因 此 要 求 盾 尾 的 长 度 必 须 根 据 管 片 宽 度 和形 状 确 定 ， 最 小 长 度 必 须 保 证 衬 砌 组 装 工 作 的 进行 ， 同 时 应 考 虑

8、 在 衬 砌 组 装 后 因 破 损 而 需 更 换 管片 、 修 盾 构 千 斤 顶 和 在 曲 线 段 进 行 施 工 等 条 件 ，使 其 具 有 一 些 余 裕 量 。 2021-5-5 第 四 章 第 四 节 盾 构 法 8 2021-5-5 第 四 章 第 四 节 盾 构 法 9 （ 三 ） 盾 构 隧 道 衬 砌 的 基 本 类 型 盾 构 隧 道 的 衬 砌 ， 通 常 分 为 一 次 衬 砌 和 二 次 衬 砌 。1、 一 次 衬 砌是 由 管 片 组 装 成 的 环 形 结 构 ；一 次 衬 砌 应 能 立 即 承 受 施 工 荷 载 和 永 久 荷 载 ， 并 且 有 足

9、够 的 刚 度 和 强 度 ； 不 透 水 、 耐 腐 蚀 ， 具 有 足 够 的 耐 久性 能 ； 装 配 成 环 的 衬 砌 一 般 由 数 块 管 片 ， 彼 此 之 间 用 螺 栓 连接 。 环 与 环 之 间 一 般 是 错 缝 拼 装 。2、 二 次 衬 砌是 在 一 次 衬 砌 内 侧 灌 注 的 混 凝 土 结 构 。 2021-5-5 第 四 章 第 四 节 盾 构 法 10 （ 四 ） 盾 构 法 施 工 盾 构 法 施 工 的 内 容 包 括 盾 构 的 出 发 和 到 达 ， 盾 构 的掘 进 、 衬 砌 ， 压 浆 和 防 水 等 。 盾 构 的 出 发 和 到 达

10、（ ） 竖 井 在 出 发 和 到 达 时 ， 需 要 有 拼 装 和 拆 卸 盾 构 用 的 竖 井 当 盾 构 需 要 调 转 方 向 或 线 路 在 急 曲 线 的 部 位 ， 需 要设 置 中 间 竖 井 和 方 向 变 换 竖 井 。 2021-5-5 第 四 章 第 四 节 盾 构 法 11 （ ） 出 发 和 到 达 出 发 口是 利 用 在 出 发 竖 井 内 临 时 设 置 的 管 片 等 作 为 后 背向 前 推 进 的 ， 从 出 发 口 进 入 地 层 ， 沿 所 定 的 线路 方 向 向 前 推 进 。 开 始 推 进 的 方 法 ，有 保 护 工 作 面 稳 定 ：

11、 化 学 注 浆 法 ， 替 换 法（ 泥 浆 固 化 法 ） 冻 结 法 ， 竖 井 压 气 法利 用 钢 板 桩 ： 双 层 钢 板 桩 施 工 法开 挖 临 时 隔 墙 ： 开 挖 ， 回 填 施 工 法 开 挖 、临 时 隔 墙 施 工 法 2021-5-5 第 四 章 第 四 节 盾 构 法 12 到 达 口所 谓 到 达 就 是 在 保 持 围 岩 稳 定 的 同 时 ， 把 盾 构沿 着 所 定 的 路 线 推 进 到 竖 井 的 到 达 面 ， 然 后 从预 先 准 备 的 开 口 面 将 盾 构 推 出 ， 或 者 是 直 到 到达 面 的 所 定 位 置 为 止 所 进 行

12、 的 一 连 串 作 业 。 2021-5-5 第 四 章 第 四 节 盾 构 法 13 盾 构 的 推 进 盾 构 推 进 时 必 须 根 据 围 岩 条 件 ， 保 证 工 作面 的 稳 定 ， 适 当 地 调 整 千 斤 顶 的 行 程 和 推 力 ，沿 所 定 路 线 方 向 准 确 地 进 行 推 进 。 2021-5-5 第 四 章 第 四 节 盾 构 法 14 气 压 施 工 在 含 水 砂 土 和 软 弱 粘 土 地 层 中 用 盾 构 法 施 工 时 ，会 发 生 开 挖 面 涌 水 和 土 层 坍 塌 等 情 况 ， 从 而 影响 盾 构 的 推 进 。在 这 类 地 层

13、中 施 工 ， 须 同 时 使 用 稳 定 地 基 的 辅 助工 法 。 迄 今 为 止 ， 气 压 或 局 部 气 压 施 工 ， 是 一种 常 用 的 稳 定 地 基 施 工 法 ， 气 压 施 工 对 开 挖 面 的 作 用 有 ： 阻 止 开 挖 面 涌 水 ，防 止 坍 塌 ， 稳 定 开 挖 面 以 及 压 缩 空 气 可 使 地 层发 生 脱 水 作 用 而 增 大 土 的 抗 剪 强 度 等 。 2021-5-5 第 四 章 第 四 节 盾 构 法 15 衬 砌 、 压 注 及 防 水 （ ） 一 次 衬 砌一 般 是 在 推 进 完 了 后 将 几 块 管 片 组 成 环 状

14、 ，使 盾 构 处 于 可 随 时 进 行 下 一 次 推 进 的 状 态 。 一 次 装 配 式 衬 砌 的 施 工 是 依 照 组 装 管 片 的顺 序 从 下 部 开 始 逐 次 收 回 千 斤 顶 ， 管 片 的环 向 接 头 一 般 均 错 缝 拼 装 。 组 装 前 彻 底 清扫 ， 防 止 产 生 错 台 和 存 有 杂 物 ， 管 片 间 应互 相 密 贴 。 2021-5-5 第 四 章 第 四 节 盾 构 法 16 （ ） 回 填 注 浆在 盾 构 推 进 的 同 时 或 其 后 立 即 进 行 注 浆 ， 将 衬 砌 背 后 的空 隙 全 部 填 实 ， 防 止 围 岩

15、松 弛 和 下 沉、 防 止 衬 砌 漏 水 、 漏 气 ， 以 及 保 持 衬 砌 环 早 期 稳 定 的 作用 。（ ） 衬 砌 防 水 衬 砌 防 水 分 为 密 封 、 嵌 缝 、 螺 栓 孔 防 水 三种 。 2021-5-5 第 四 章 第 四 节 盾 构 法 17 密 封密 封 是 在 管 片 接 头 表 面 进 行 喷 涂 或 粘 贴 胶条 的 方 法 。 螺 栓 孔 防 水螺 栓 孔 防 水 是 在 螺 栓 垫 圈 及 螺 栓 孔 间 放 入 环 形 衬垫 ， 在 紧 固 螺 栓 时 ， 此 衬 垫 的 一 部 分 产 生 变 形 ，填 满 在 螺 栓 孔 壁 和 垫 圈 表 面 间 形 成 的 空 隙 中 ，防 止 从 螺 栓 孔 中 漏 水 。 嵌 缝嵌 缝 指 预 先 在 管 片 的 内 侧 边 缘 留 有 嵌 缝 糟 ， 以 后用 嵌 缝 材 料 填 塞 。 2021-5-5 第 四 章 第 四 节 盾 构 法 18 （ ） 二 次 衬 砌 二 次 衬 砌 须 在 一 次 衬 砌 防 水 ， 清 扫 等 作 业完 全 结 束 后 进 行 。依 设 计 条 件 的 不 同 ， 二 次 衬 砌 可 用 无 筋 或 有筋 混 凝 土 浇 注 ， 有 时 也 用 砂 浆 、 喷 射 混 凝土 。