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三种盾构机施工工艺简介

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泥水加压平衡盾构

1. 概念

泥水加压盾构法施工,指在盾构开挖面的密封隔仓内注入泥水,通过泥水加压和外部压力平衡,以保证开挖面土体的稳定。盾构推进时开挖下来的土进入盾构前部的泥水室,经搅拌装置进行搅拌,搅拌后的高浓度泥水用泥水泵送到地面,泥水在地面经过分离,然后进入地下盾构的泥水室,不断地排渣净化使用。

泥水加压盾构在其内部不能直接观察到开挖面,因此要求盾构从推进、排泥到泥水处理按系统化作业。通过泥水压力、泥水浓度等测定,计算出开挖量,全部作业过程均有中央控制台综合管理。

泥水加压盾构是一种封闭型平衡原理开挖方式的新型盾构,施工时一般不需要辅以其他工艺(气压、降水等) 来稳定开挖面土层,其施工质量好、效率高、技术先进、安全可靠,是一种划时代的盾构新技术。主要优点有:(1)不会发生气压喷冒现象,尤其是水底隧道或覆土较浅的隧道施工,更为安全可靠。(2)工人在常压下工作,既健康又安全,工作效率高。

(3)对开挖面土层支护稳定,避免了气压支护上部压力过剩、下部压力不足现象,有利于防止和减小地表变形。(4)采用水力连续输送,加快了掘进速度,改善了施工环境。

但是,由于泥水加压盾构需要一套较复杂的泥水分离处理设备,投资较高,施工占地面积大,尤其是在城市市区施工困难较大,故大多数工程都选用土压平衡盾构施工。然而,有一些特定条件下的工程,如在大量含水砂砾、无粘聚力、极不稳定土层和覆土浅的工程,尤其是超大直径盾构和对地表变形要求特别高的地区施工,泥水加压盾构就更能显示其优越性。另外对某些施工场地较宽畅、有丰富的水源和较好的泥浆排放条件或泥浆仅需作简单沉淀处理排放的工程,可较大降低施工成本,从而显示泥水加压盾构的生命力。

2. 构造及工作原理

由盾壳、刀盘、密封泥水舱、盾构千斤顶、管片拼装机以及盾尾密封装置等组成。概括地说,泥水加压盾构是在一般盾构基础上,在盾构前部增设一道密封隔舱板,把盾构开挖面与盾构后面和隧道空间截然分开,使密封隔舱板与开挖面土层之间形成密封泥水舱,在泥水舱内充以压力泥浆,刀盘浸没在泥水舱中工作,由刀盘开挖下的泥土进人泥水舱后,经刀盘切削搅拌和搅拌机搅拌后形成厚泥浆,通过管道向地面排送,排出的泥浆经分离处理后,排除土碴,余下的浆液经浓度、比重调整后,又重新送入盾构密封泥水舱重复循环使用。

3. 施工工艺:施工准备(包括泥水系统、同步注浆、中央控制室等设备安装) 一盾构就位、调试一系统总调试一盾构出洞一盾构推进、同步注浆(施工参数的采集与调整) 一管片拼装一盾构进洞一拆除盾构、车架及其它设备一竣工。

在开挖掌子面,刀盘在泥浆中旋转,挖掘下的渣土与泥浆混合。盾壳区域内,刀盘旋转进行开挖的部分称为开挖舱,压力舱板将它与盾壳分隔开来。开挖舱内的土压和水压被压力

泥浆平衡,从而避免了不受控制的土壤掺入并保证了隧洞开挖面的稳定。

泥浆通过气垫对隧洞开挖面施加压力从而实现支撑作用。对开挖面施加压力的控制由压缩空气控制单元进行。气垫调节仓内的压缩空气气垫产生支持压力并将该压力传至泥浆,调节液位高度。受到压力后的泥浆,其液位则刚好达到机器轴线的位置。承压泥浆产生的支持压力传输到开挖舱,这时,整个开挖舱内完全充满承压的泥浆。开挖舱内泥浆的波动将被精确控制以保持平衡状态。泥浆循环系统,泥水的传输和支持压力的控制(气垫) 彼此分开,开挖舱内的泥浆(渗入泥饼) 不断更新,挖掘的渣土与靠近出渣管(左、右) 的泥浆混合,在盾构机底部产生涌流效应从而使渣土易于流动。压力舱板上部和中部的其他冲刷点将使开挖舱内集中的全部水流和新鲜泥浆的重新分配达到最佳状态。高涌流效应和安装在吸管前面的搅拌器避免了渣土粘结的危险。通过开挖舱底部的出渣管,挖掘的渣土将被泵送出开挖区域,而不会影响对开挖面支持压力的监测。

4盾构机施工

4.1盾构进出洞土体加固

为了在拆除盾构工作井的盾构端头临时墙时保持地层的稳定,防止盾构出洞始发完全进入地层之前与防止盾构进洞到达完全脱出地层之后其周围流出地下水和泥沙造成端头失稳,需要根据地层条件、水文条件、隧洞埋深及周边环境等因素对盾构进出洞端头进行加固处理。本工程的盾构进出洞端头地层进行加固。其中,北岸盾构出洞端头地层采用高压旋喷桩结合压密注浆加固,南岸盾构进出洞端头地层采用化学主浆加固。

4.2洞口密封装置安装

盾构在出洞过程中,切口水压较高,洞口与盾构壳体形成环形的建筑空隙,为防止出洞时压力较高的泥水大量从洞门处通过过此建筑空隙窜人井内,影响开挖面泥水压力的建立,造成开挖面土体的不稳定,必须设置性能良好的密封装置。洞口密封采用油脂压注和帘布橡胶两道密封装置,确保泥水平衡建立。

4.3洞门混凝土凿除

盾构工作井围护结构为地下连续墙结构,出洞前需凿除洞圈内钢筋混凝土。最后一层凿至外层钢筋,暴露内、外排钢筋,割去内排钢筋,保留外排钢筋。本工程采用风镐将洞门作粉粹性分层凿除处理。为确保高压旋喷桩加固效果,应严格控制每次凿除深度,一般为每层20cm 。洞门混凝土凿除100cm 后,应在洞门上下左右及中部各开一孔,用来观察外部正面土体的加固效果,确认效果良好后,继续凿除剩余混凝土。对洞门内的内、外排钢筋依次作割除处理。整个凿除作业应密切注意外侧土体加固效果,根据实际情况,最终安全地将洞门凿除。

4.4导向轨道的接长

盾构出洞时,由于基准导轨与前方土体之间有3.4m 的距离(即洞门到连续墙的距离) ,为保证盾构安全及准确出洞,在洞门内与凿除1.4m 围护结构处安装二根导向接长轨道,安装倾角位置与基准一致。并在导轨下方浇捣混凝土。

4.5盾构机始发及初期掘进

盾构采用整机始发。由于工作竖井为圆断面直径16.4m 只能容纳一台盾构机的机体,除去预留空间外没有足够的空间安装连接桥及后配套台车,采用150m 延长管线在地面铺设轨道摆放连接桥及后配套台车,随着盾体完全进人土体后,对延长管线进行保护,推进达到20m 后使土仓压力达到安全值然后停止掘进,采用负环管片替代法拆除负环上部3块管片及反力架的上半部分,用预制好的特殊反力架承担管片上半部分的推力。分两次吊装连接桥与3节后配套台车。在盾构完成试验段100m 掘进后,拆除盾构工作井内的剩余负环管片、反力架等,吊装后配套台车,并安装后配套拖车上的风管、风机。在盾构始发时,管片、管线、轨枕等材料由竖井上方的32t 行走式门式吊机吊入井下,由电瓶车牵引编组列车将管片、

管线、砂浆运抵工作面。在拆除负环管片后,在竖井和洞内铺设一小段双轨线路并安装道岔,这样便可以放二列编组列车,从而加快了施工材料的运输。

4.6正常段推进施工

盾构机在完成前100m 的试掘进后,根据始掘进段的施工参数的分析总结,确定正常掘进施工参数选取。正常掘进条件下,掘进速度应设定为20~40mm /min ;在盾构机通过软硬不均地层时,掘进速度应控制在5~10mm /min 。当发现掘削量过大时,应立即检查泥水密度、粘度和切口水压。此外,也可以利用探查装置,调查土体坍塌情况,在查明原因后应及时调整有关参数,确保开挖面稳定。一般情况下,隧洞注浆压力设定为0.2~0.4MPa,管片注浆口的实测注浆压力约为0.3MPa 。双液浆的凝结时间为12~15s ,1天、3天、28天的强度平均值分别为0.9MPa 、1.2MPa 和1.7MPa 。

a 采用SLS —T 隧洞自动导向系统和人工测量辅助进行盾构姿态监○盾构掘进方向控制:

b 采用分区操作盾构机推进油缸控制盾构掘进方向。测;○

4.7管片拼装

管片采用通用楔形环管片,安装点位以满足隧洞线型为前提,重点考虑管片安装后盾尾间隙要满足下一掘进循环限值,确保有足够的盾尾间隙,以防盾尾直接接触管片。管片安装前根据盾尾间隙、推进油缸行程选择好拟安装管片的点位。盾构掘进到预定长度,且拟安装封顶块位置的推进油缸行程大于2.5m 时,盾构机停止掘进,进行管片安装。管片安装时必须从隧洞底部开始,然后依次安装相邻块,最后安装封顶块。每安装一块管片,立即将管片纵环向连接螺栓插入连接,并戴上螺帽用气动扳手紧固,保证连接件紧固,同时减小劳动强度,加快进度。在安装最后一片管片前,应对防水密封条进行涂肥皂水或人化润滑油作润滑处理,安装时先径向插入1/2,调整位置后缓慢纵向顶推,防止封顶块顶人时搓坏防水密封条。管片块安装到位后,应及时伸出相应位置的推进油缸顶紧管片,其顶推力应大于稳定管片所需的力,然后方可移开管片安装机。在推进下一环时,在千斤顶顶力的作用下,复紧纵向螺栓。当成环管片脱出盾构车架后,再次复紧纵、环向螺栓。隧洞贯通后,进行第三次复紧纵、环向螺栓。安装管片时采取有效措施避免损坏防水密封条,并应保证管片拼装质量,减少错台,保证其密封止水效果。安装管片后顶出推进油缸,扭紧连接螺栓,保证防水密封条接缝紧密,防止由于相邻两片管片在盾构推进过程中发生错动,防水密封条接缝增大和错动,影响止水效果。

4.8盾构机检修内容

根据刀盘刀具的磨损情况,进行刀盘堆焊刀具更换。对刀盘轴承的密封认真检查,发现泄漏及时更换配件。检修内容包括:齿轮油检查更换;液压管路密封件检查更换;传感器检修更换;送排泥泵保养及管路的清洗;壁后注浆泵保养及管路的清洗;空压机的检修保养;配电系统和控制系统检查;运输系统检修保养。

5盾构机管理与维修

5.1盾构机的管理

实行以设备物资部长领导的盾构机机长为主的设备管理体系,对各系统实行岗位责任制和工程师负责制,机械工程师、电气工程师、液压工程师、盾构机监测工程师共同组成盾构设备管理体系,并成立主机组、电气组、液压组、后续设备组、刀具组和状态检测组负责盾构机的管理、使用、保养、维修工作。

5.2盾构机的维修保养

泥水平衡盾构机集机械、电子、液压技术于一体,技术复杂、结构庞大,汇开挖、排渣、通风、排水于一身,是工厂化的隧洞生产线。能否充分发挥先进设备的效能、最大限度地满足工程需要,取决于正确的使用、科学的保养、周密的监控和及时的维修。所以说维修与保养是盾构机施工作业中的重要一环,必须充分重视,才能保证盾构机的状况良好,按期、顺

利完成隧洞的掘进施工。盾构机的维修与保养,应用现代理论、现代化仪器,按强制保养、定期检测、按需维修的原则执行,贯彻十字保养法:清洁、检测、紧固、调整、润滑。做好配件、油料等供应保障工作。

隧道掘进机

隧道掘进机是用机械破碎岩石、出碴和支护实行连续作业的一种综合设备。按掘进机在工作面上的切削过程,分为全断面掘进机和部分断面掘进机。按破碎岩石原理不同,又可分滚压式(盘形滚刀)掘进机和铣切式掘进机。中国产品多为滚压式全断面掘进机,适于中硬岩至硬岩。铣切式掘进机适用于煤层及软岩中。在推进油缸的轴向压力作用下,电动机驱动滚刀盘旋转,将岩石切压破碎,其周围有勺斗,随转动而卸到运输带上。硬岩不需支护,软岩支护时可喷射、浇灌混凝土或装配预制块。该机在岩性均匀、巷道超过一定长度时使用,经济合理。

1施工顺序

首先布置测量控制点与TBM 机测量系统构成系统,指导掘进,然后进行掘进并同步注浆,掘进完毕1.5m 后进行管片拼装。

2巷道掘进方式

采用硬岩掘进机进行掘进,:上仓内渣土通过螺旋输送机输送到台车皮带,通过皮带输送到渣土箱中,通过电机车运输出硐。

3TBM 机掘进及管片拼装

TBM 机推进主要参数控制:根据地层不同特性分别采用不同掘进模式进行开挖。在不稳定地层中,掘进机可以采用土压平衡模式掘进;在稳定性较好地层中采用敞开式掘进;根据实际地层不同还可以采用半敞开式掘进,三种模式可灵活转换。通过这几种工作模式的组合工作,确保安全可靠掘进。

①平衡压力值设定原则

正面平衡压力:P=k0γh 其中:P 一平衡压力(包括地下水) ;γ一土体的平均重度(KN/m ) ;h 一隧道埋深(m);k 0一土的侧向静止平衡压力系数。

②推进出土量控制:每环理论出土量=π/4×D ×L=π/4×6.422×1.5=48.56m/环。实际掘进过程中巷道围岩经岩石硬度测试,硬度系数f 最高达到8.9,需加补充添加剂进行刀盘刀具降温,提高土质润滑性,方便出土,通常每环加水量在40方左右,故实际每环出土量在90方左右。

③推进速度:正常推进时速度在2cm /min ~4cm /min 之间。遇强度较高、完整性较好硬岩地段及过不良地层时,速度控制在lcm /min 左右。

④掘进轴线控制:TBM 轴线控制偏离设计轴线不得大于50mm 。

⑤管片拼装控制:管片拼装程序见下图。

4同步注浆和二次补压浆

同步注浆目的是充填土体与管片圆环间的建筑间隙和减少后期变形。每环的建筑空隙为

1.5π(6.42*6.42—62*6.2)/4=3.27m,每环压浆量一般为建筑空隙的130%~160%,因该副平硐岩石硬度高,稳定性较好,为不破坏管片,取1的系数比较合适,即每推进一环同步注浆量为3.5m 3左右。

同步注浆材料确定:本工程实际施工中同步注浆先期采用可硬性浆液,材料为粉煤灰、砂、膨润土等(俗称双液浆) 。但根据实际观测,发现效果较差,主要表现在管片错台误差超过规范要求,虽然双液浆具有流动性好,注浆便利,成本低等优势,但是存在凝固周期长,遇水易流失等缺点,特别是掘进工作面后部5环管片范围内,随着后配套台车压在管片上后,管片底部双液浆初凝阶段无法抵抗台车重量,造成管片沉降量大。所以在副平硐掘进2.8kin 后及时更换注浆系统,主要以注入砂浆为主,取得了较好效果。衬砌壁后二次补压注浆及遇裂隙水段处理:衬砌壁后二次注浆采用双液浆,采取措施一是对有裂隙水段进行泄水,二是及时施工止水环箍,在有裂隙水发生区域前后20m 之内进行环箍施工,环箍施工主要采用煤矿用封堵材料一一玛丽散。环箍施工完毕后,采用双液浆填充裂隙水段,裂隙水成功封堵之后,对区域外流失的浆液进行补注。

土压平衡盾构

盾构法隧道的基本原理是用一件有形的钢质组件沿隧道设计轴线开挖土体而向前推进。这个钢质组件在初步或最终隧道衬砌建成前,主要起防护开挖出的土体、保证作业人员和机械设备安全的作用,这个钢质组件被简称为盾构。盾构另一个作用是能够承受来自地层的压力,防止地下水或流砂的入侵。

土压平衡盾构属封闭式盾构。盾构推进时,其前端刀盘旋转掘削地层土体,切削下来的土体进入土舱。当土体充满土舱时,其被动土压与掘削面上的土、水压基本相同,故掘削面实现平衡(即稳定) 。示意图如图所示。由图可知,这类盾构靠螺旋输送机将碴土(即掘削弃土) 排送至土箱,运至地表。由装在螺旋输送机排土口处的滑动闸门或旋转漏斗控制出土量,确保掘削面稳定。

工艺原理

安装在盾构机最前面的全断面切削刀盘切削土体,盾构千斤顶向前顶进,切削下来的泥土充满密封舱和螺旋输送机壳体内的全部空间,在密封的土舱内形成支撑压力,以抵抗开挖

面土层的水土压力,减少盾构推进对地层土体的扰动,有效控制地表变形。根据土压变化调整出土和盾构推进速度, 达到工作面的压力平衡。盾构机基本构造及力学原理见图1。

盾尾密封刀盘密封隔舱板

螺旋输送机

泥土舱盾构机千斤顶管片拼装机

工艺流程及操作要点

(一)工艺流程:见图2

施工准备

盾构就位

盾构出洞后盾支撑安装洞门砼凿除盾构安装、调试、验收出洞防水帘布安装盾构基座安装出洞口土体加固

盾构推进压浆送浆拌制浆液盾尾油脂压注

出土自卸车外运土洞口龙门吊垂直吊出

集土坑存土土斗车水平运土开启螺旋机和排土口

管片运输到工地管片预制管片拼装运输到掌子面粘贴橡胶止水带

管片螺栓连接螺栓运输螺栓制作

循环掘进

盾构进洞洞门砼凿除接收架安装进洞口土体加固

隧道端头封堵

图2盾构施工工艺流程图拆、吊盾构机

(二)操作要点

1.盾构进出洞

(1)洞门段土体加固。

采用深层搅拌桩与压密劈裂注浆相结合的办法对隧道周边3m ,进洞端长3.5m ,出洞端6m 范围内进行地层加固。深层搅拌桩水泥掺量12%,注浆采用1∶1水泥、水玻璃双液浆。地层加固一个月后,地面钻孔取芯进行28天抗压实验,试件无侧限抗压强度应不小于0.8MPa 。

(2)盾构出洞时应防止盾构旋转、上飘。

盾构出洞时,正面加固土体强度较高,由于盾构与地层间无摩擦力,盾构易旋转,应加强对盾构姿态的测量,如发现盾构有较大的转角,可以采用大刀盘正反转的措施进行调整。盾构刚出洞时,推进速度宜慢,大刀盘切削土体中可加水降低盾构正面压力,防止盾构上飘,加强后盾支撑观测。

(3)进洞前100m 的地段要加强测量工作,及时纠正进洞的偏差。为防止盾构进洞时盾尾拉开管片,洞内前10环衬砌用6道[14槽钢沿隧道纵向环环拉紧。

2.初始推进段施工

盾构从始发端头井出发后, 首推100环作为实验段, 用于掌握盾构的性能和工作状况;确定土舱土压力、推进速度(千斤顶行程速度)、总推力、刀盘扭矩、出土量、注浆数量及压力等参数;总结地表变形的一般规律。

3.地表变形控制

根据沿途环境情况设置要求不同的监测段,作地表沉降值、土压力、孔隙水压力及添加剂量、注浆参数等方面的量测和管理。

地表沉降监测每天进行,沉降量控制在+10mm~-30mm之间。测点布置为:区间隧道中心轴线上,每50m 横断面处两侧各20m 范围内设置观察点;沿隧道中心线不论曲线段还是直线段,每5m 布设一沉降观测点,每50m 布一深层点。地面沉降观测点在路面上用道钉埋设,特殊要求的构筑物用红三角标记。加强施工信息反馈,采取定期观察和施工跟踪观察相结合的方法,根据测量数据,及时分析、调整推进参数。

4.土压力管理

土压力通过装置在密封土舱内的土压力计检测读出。理想的变化范围是:

(水压力+主动土压力)<P0<(水压力+被动土压力)

土压力P 0设定与管理方法为:

(1)按水土合算原则计算土压力:

P 0=k 0r h

其中:k0——土的侧向静止压力系数,取0.7~1.0

r ——土体的平均容重

h ——隧道埋深

(2)根据出土量与地表沉降数据对P 0作相应调整

(3)对已定P 0进行动态管理,以适应连续推进要求

5.排土管理

以土压力为控制目标,通过实测土压力值P 1与P 0相比较,依此压力差进行相应的排土管理,其控制

流程如下图

3。由安装在

盾构机密封

舱下部的螺

旋运输机向

排土口连续

地将土渣排

出,开挖量与

排土量应保

持或接近平

衡。

6.管片拼装

隧道衬砌每环由六块管片构成,即一块封顶块、两块邻接块、两块标准块、一块拱底块。环宽有1000mm 和1200mm 两种。拼装要点如下:

(1)衬砌之间采用通缝拼装,由下而上,拼装顺序为拱底块→标准块→邻接块→封顶块。拼装封顶块时,先与邻接块搭接1/3,然后纵向插入成环。

(2)管片拼装精度,相邻环间拱底块环向相对旋转值不得大于3mm,环缝、纵缝张开小于2mm,相邻环管片高差小于4mm。环向、纵向螺栓必须在盾尾中拼装时全部穿进拧紧。

(3)每安装好一环必须及时拧紧环纵向螺栓,并对出盾构车架的管片环纵缝螺栓进行复拧。隧道贯通后,再次对所有管片的螺栓进行复拧。

(4)纵向螺栓应在推好一环,千斤顶回缩后复拧一次,必须使纵向螺母压紧垫圈与预埋件,并且直径偏差应小于12mm。

7.衬砌防水

衬砌防水包括每块管片水膨胀弹性密封垫的粘贴和隧道推进结束后衬砌环、纵缝的嵌缝两大部分。弹性密封垫是衬砌接缝防水的主要措施。粘贴前须用钢刷刷去管片凹槽内的浮灰、污垢,用氯丁--酚醛胶粘合剂粘贴。粘贴好密封垫的衬砌若暂时不用或遇雨天,必须用塑料薄膜或油布严密遮盖。封顶块与邻接块两侧的密封垫在拼装前应在表面涂抹润滑剂,粘度图3土压力控制流程图土压力P 。的设定P 1>P 。提高螺旋输送机转速推进土压实测值P 1P 1=P。正常推进P 1<P 。降低螺旋输送机转速或提高推进速度

300CP。

8.泥水管理

对于进、出洞地基加固地段或砂土层等特殊地段,须向盾构推进前进方向上的土层中加泥、加泡沫或加水改良土体。施工前详细了解与分析工程所遇的地质情况,初步确定盾构推进中加入泥、水、填加剂的浓度和数量,并根据工作面稳定情况和螺旋机出土状况对添加剂材料进行调整。

制泥材料一般有粘土、膨润土等,其浓度及使用量如下表1所示:

表1制泥材料浓度及使用量表土质类别

砂土层

砂砾层

白色砂质沉积层

砂质粉土层浓度(%)15~3030~5020~305~15每方最大使用量(m 3)0.300.300.200.10

9.注浆

盾构与衬砌的理论建筑空隙为1.38m 3/环(1m环)或1.66m 3/环(1.2m环)。盾构推进时应同步注浆,填充建筑空隙,防止土体松弛和下沉。注浆材料根据土体条件及盾构形式选择。注浆一般通过盾构机设置在盾构机钢壳上的注浆孔同步注浆。

(1)注浆材料应具备:

①拌制后浆液不离析;

②压注后凝固收缩小;

③流动性好(稠度采用9~11);

④压注后强度上升较快, 最终强度须大于原土体强度;

⑤具不透水性。

常用材料有:水泥砂浆(砂+水泥为主);水泥+粉煤灰+陶土粉;可塑性注浆材料采用炉渣、石灰或粘土等代替水泥。

当盾构机压浆管路细时,使用惰性浆液,浆液配比如下表2;当盾构机压浆管路允许时,采用可硬性浆液,配比见表3。

表2

惰性

浆液粉煤灰

400惰性浆液配比表3浆液投料量(kg/m )黄砂膨润土680100表3可硬性浆液配比表

黄砂(kg )

779水(kg )460~470水430备注水泥(kg )120~260粉煤灰(kg )381~241膨润土(kg )60~50外加剂(kg )根据实验加入

(2)注浆注意事项:

①以不偏压为原则,从上往下对称压注;

②当管片轴线偏离设计轴线时,应先填充建筑空隙大的部位;

③安装并保护盾尾密封材,按要求压注盾尾密封油脂,定期检查并更换密封材,防止盾尾跑浆。

(3)注浆压力和数量:

根据相应部位的土压力、水压力、泥浆压力以及衬砌的强度选择注浆压力。一般出口处压力为(0.1~0.3)MPa ,压浆量考虑到其渗透、加压单侧挤入、脱水、超挖等因素,取建筑空隙的150%~250%,结合地表沉降进行压力与数量的综合管理。

10.施工测量控制

推进测量在每推进一环后进行,通过室内对测量数值的分析计算,及时地发布操作指令,适时纠偏。对初始出现的小偏差以二分之一允许值的标准纠正,避免误差积累。

在两车站端头井附近埋设地面导线点,利用空导点和地面导线点,以导线测量形式,将平面控制成果引测到施工现场。利用空导点和地面导线点建立平面控制网。

隧道掘进过程中,每40米布设一个吊篮,由地下起始导线点开始,逐次布设地下隧道贯通导线点,同时在管片封顶块上布设吊篮,吊篮上设强制归心的平面控制点,由贯通导线点引测。吊篮必须稳固,并与操作者的走板脱离,不能晃动。

利用施工区域附近的已知高级水准点,布设三等水准路线,将高程引测至车站端头井附近,并设立施工高程控制点。

根据通视条件,隧道内每隔一段距离,埋设一贯通高程控制点,作为隧道掘进的高程依据,然后转测到相应吊篮上的控制点。贯通高程控制点的高程应由地下起始高程控制点传递,引测前应对起始高程控制点进行复核。为保证盾构机严格按设计轴线推进,必须及时观测盾构动态数据,据以调整盾构施工参数。

在盾构机头部纵向设一对竖尺,垂直于盾构纵向设一对水平横尺,利用布设的三维坐标控制点,测量各尺读数,经精确计算得出盾构转角、盾构中心方向偏差值、盾构坡度、盾构中心高程等数据,从而相应调整盾构机的各个施工参数。

也可以通过盾构生产厂家或有能力的测量仪器生产厂家安装自动测量系统。该系统测量原理采用传统的支导线测量。在隧道内设置一台自动跟踪全站仪,后视吊篮点,盾构机头部安装三个棱镜,利用三个不共线的点可确定唯一空间位置的几何原理,来实现盾构姿态定位,通过PLC 传递到操作室指导司机推进。


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