1、盾構(gòu)法施工特點(diǎn)、施工工藝流程與質(zhì)量控制盾構(gòu)法施工的概念 指使用盾構(gòu)機(jī)，一邊保持開(kāi)挖面及圍巖穩(wěn)定，一邊進(jìn)行隧道掘進(jìn)、出渣，并在盾尾內(nèi)拼裝管片形成襯砌，及時(shí)實(shí)施注漿，從而在盡可能不擾動(dòng)圍巖條件下修建隧道的方法。 “盾”“保護(hù)、庇護(hù)” ，指刀盤(pán)、盾殼； “構(gòu)”“構(gòu)筑、修建”，即管片拼裝和注漿。土壓式泥土加壓式泥漿式泥水式盾構(gòu)機(jī)圖片2多圓盾構(gòu)圖矩形盾構(gòu)圖片盾構(gòu)法施工原理特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)盾構(gòu)法施工的工作原理盾構(gòu)法施工的特點(diǎn)盾構(gòu)法施工的優(yōu)點(diǎn)盾構(gòu)法施工的缺點(diǎn)土壓平衡盾構(gòu)工作原理如下 盾構(gòu)法施工的特點(diǎn) (1) 地下施工，必須面對(duì)復(fù)雜的地質(zhì)條件和 敏感 的地面環(huán)境。(2)所用設(shè)備集成度高，技術(shù)含量高，對(duì)人的要求

2、較高。(3)涉及的專業(yè)領(lǐng)域較多，對(duì)復(fù)合型人才有較多需求。盾構(gòu)法施工的優(yōu)點(diǎn) 作業(yè)環(huán)境好，噪音和振動(dòng)低，安全性高; 機(jī)械化程度高，施工人員少，施工速度快; 預(yù)制襯砌，質(zhì)量易于控制，隧道質(zhì)量高; 對(duì)周?chē)h(huán)境影響小，地表沉降易于控制； 不影響地面交通，也不影響航運(yùn)； 適應(yīng)范圍廣，不受風(fēng)雨等氣候條件影響； 盾構(gòu)法施工的缺點(diǎn)（1）當(dāng)隧道曲線半徑過(guò)小時(shí)，施工 較為困難；（2）如隧道覆土太淺，則盾構(gòu)法施工 難度很大；（3）盾構(gòu)機(jī)制造周期長(zhǎng)，設(shè)備投入較大；（4）施工過(guò)程變化斷面尺寸困難；（5）只能前進(jìn)，不能后退。中國(guó)中鐵股份有限公司中鐵一局集團(tuán)有限公司6250mm土壓平衡盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)型號(hào)TM625 PMM用于哈爾

3、濱地鐵技 術(shù) 規(guī) 格 書(shū)株式會(huì)社小松制作所地下建機(jī)事業(yè)本部小松(中國(guó))投資有限公司2008年11月哈爾濱地鐵項(xiàng)目選用的盾構(gòu)機(jī)主要部件規(guī)格盾構(gòu)機(jī)規(guī)格 盾構(gòu)機(jī)殼體直徑6250mm長(zhǎng)度9230mm盾尾密封鋼絲刷型 3道掘進(jìn)速度08.5cm/min(22只推進(jìn)油缸伸出)總推力37730KN 3850tf鉸接角度上下10、左右1.50管片拼裝機(jī)形式盤(pán)式環(huán)型 油馬達(dá)驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)角度速度左 右 200o 0.2 / 1.2 rpm提升行程平移行程0700 mm01000 mm推力提升力216kN 22tf222kN 22.6tf管片拼裝機(jī)切削刀盤(pán)形式半弧拱輻條面板式中間支撐變頻電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)頻率11.3 Hz26

4、Hz41 Hz60 Hz83 Hz轉(zhuǎn)速0.3 rpm0.7 rpm1.1 rpm1.6rpm2.2 rpm力矩100%5733 kN-m 585 tf-m =23.55733 kN-m 585 tf-m =23.55493 kN-m 561 tf-m =22.54190 kN-m 428 tf-m =17.22625 kN-m 268 tf-m =10.8120%6880 kN-m 702 tf-m =28.26880 kN-m 702 tf-m =28.26592 kN-m 673 tf-m =27.05028 kN-m 514 tf-m =20.63150 kN-m 322 tf-m =1

5、3.0開(kāi)口率42%刮刀超挖刀滾刀邊緣刮刀刮刀齒刀（1）刮刀刮刀用來(lái)對(duì)付各種砂土、粘土等較松散的地層及全風(fēng)化的巖層等其它未固結(jié)的土體，刮刀上裝有碳化鎢刀刃，目的是為了更好的防止掘進(jìn)過(guò)程中產(chǎn)生的磨損。 （2）滾刀（滾刀設(shè)計(jì)最大破巖能力為80Mpa）滾刀用來(lái)破碎各種強(qiáng)、中、微風(fēng)化巖。（3）齒刀（4）邊緣刮刀用來(lái)校準(zhǔn)盾構(gòu)的開(kāi)挖直徑。 （5）超挖刀用于盾構(gòu)曲線施工時(shí)的超挖及盾構(gòu)姿態(tài)調(diào)整，由液壓油缸操縱伸縮，其行程為050mm。 后續(xù)臺(tái)車(chē)臺(tái)車(chē)號(hào)長(zhǎng)度安裝設(shè)備名稱1#6500 mm左）同步注漿注入設(shè)備（A液、B液） 右）操縱室、操作盤(pán)2#6100 mm左）加泥設(shè)備 右）電控柜3#7100 mm左）液壓泵單元、

6、液壓閥單元、水箱、冷卻水泵等右）盾尾油脂泵、集中潤(rùn)滑設(shè)備、泡沫設(shè)備4#7500 mm左）液壓泵單元、油箱右）變壓器5#7500 mm左）空壓機(jī)、 右）電纜儲(chǔ)存6#4000 mm儲(chǔ)風(fēng)管桶、廢水箱后備臺(tái)車(chē)施工中主要配套設(shè)施一列或兩列編組電瓶車(chē)；一臺(tái)45T龍門(mén)吊；一臺(tái)16T龍門(mén)吊；地面砂漿拌和站；電瓶充電房和冷卻池；風(fēng)機(jī)。編組電瓶車(chē)用于地下水平運(yùn)輸渣土車(chē)砂漿車(chē)管片車(chē)配套設(shè)施與盾構(gòu)施工關(guān)系圖盾構(gòu)施工編組列車(chē)風(fēng)機(jī)拌和站45T龍門(mén)吊15T龍門(mén)吊充電機(jī)、冷卻池盾構(gòu)隧道漿車(chē)1號(hào)土車(chē)2號(hào)土車(chē)3號(hào)土車(chē)4號(hào)土車(chē)牽引車(chē)頭15T45T施工演示漿車(chē)補(bǔ)漿放漿盾構(gòu)始發(fā)設(shè)施安裝盾構(gòu)機(jī)下井組裝一、始發(fā)設(shè)施安裝1.概述 盾構(gòu)始發(fā)設(shè)

7、施主要包括始發(fā)托架和反力架。始發(fā)托架一方面承載盾構(gòu)主機(jī)，另一方面保證盾構(gòu)主機(jī)的精確定位，使盾構(gòu)機(jī)能夠沿著設(shè)計(jì)線路順利掘進(jìn)；反力架主要為始發(fā)階段盾構(gòu)機(jī)提供前進(jìn)的支撐力，盾構(gòu)始發(fā)時(shí)產(chǎn)生的推力達(dá)1000噸左右，所以要求反力架有足夠的強(qiáng)度。2. 始發(fā)托架2.1結(jié)構(gòu)形式 始發(fā)托架主要由型鋼、槽鋼、鋼板及鋼軌焊接而成，結(jié)構(gòu)形式見(jiàn)下圖：始發(fā)托架結(jié)構(gòu)形式2.2 始發(fā)托架定位、安裝 在始發(fā)井底板上預(yù)埋10塊(500*500mm)鋼板，以固定始發(fā)托架。始發(fā)托架的定位主要控制其高程及水平位置，盾構(gòu)機(jī)始發(fā)進(jìn)洞后由于地質(zhì)條件突變，即由洞門(mén)進(jìn)入比較堅(jiān)硬的攪拌樁加固區(qū)，再到軟土層，這個(gè)過(guò)程盾構(gòu)機(jī)會(huì)出現(xiàn)“低頭”現(xiàn)象，所以盾構(gòu)

8、始發(fā)時(shí)一般將盾構(gòu)機(jī)比隧道設(shè)計(jì)中線抬高2cm左右，根據(jù)盾構(gòu)機(jī)和始發(fā)托架的結(jié)構(gòu)尺寸，始發(fā)托架位置如下圖所示：始發(fā)托架安裝（一）始發(fā)托架安裝（二）始發(fā)托架安裝（三）始發(fā)托架安裝（四）3.反力架安裝3.1 反力架結(jié)構(gòu)形式 反力架是由鋼板等焊接而成的框架結(jié)構(gòu)，本標(biāo)段反力架是用現(xiàn)場(chǎng)的鋼箱梁制作的。 3.2 反力架安裝 在始發(fā)井底板預(yù)埋兩塊鋼板以固定反力架。為方便盾構(gòu)機(jī)組裝，反力架分為上下兩部分，盾構(gòu)組裝前把反力架下半部分安放到既定位置，盾構(gòu)組裝結(jié)束后再安裝上半部分。反力架安裝（一）反力架安裝（二）二、盾構(gòu)機(jī)下井組裝1.主要部件安裝流程 1）五節(jié)臺(tái)車(chē)下井； 2）臺(tái)車(chē)至主機(jī)部分皮帶機(jī)架下井，放在管片車(chē)上，拉進(jìn)

9、車(chē)站； 3）雙梁下井，一端與1#臺(tái)車(chē)連接固定，另一端放在管片車(chē)的鋼支架上，然后隨1#臺(tái)車(chē)?yán)M(jìn)車(chē)站； 4）螺旋輸送機(jī)下井，放在管片車(chē)上，拉進(jìn)車(chē)站； 5）拆除始發(fā)井處的橋架和軌道，安裝始發(fā)托架； 6）中盾下井； 7）前盾下井； 8）刀盤(pán)下井并安裝； 9）前盾與刀盤(pán)整體前移，刀盤(pán)距洞門(mén)1.2米； 10）中盾前移，與前盾連接； 11）盾尾下部分下井安裝定位； 12）螺旋輸送機(jī)安裝； 13）工作平臺(tái)安裝，整圓器安裝； 14）雙梁與工作平臺(tái)連接； 15）皮帶機(jī)架安裝。2.盾構(gòu)機(jī)下井組裝過(guò)程）軌道鋪設(shè)）臺(tái)車(chē)下井臺(tái)車(chē)下井臺(tái)車(chē)下井臺(tái)車(chē)下井臺(tái)車(chē)下井）管片車(chē)下井）皮帶機(jī)架下井）皮帶機(jī)架拉進(jìn)車(chē)站6）雙梁下井安裝（一）

10、6）雙梁下井安裝（二）6）雙梁下井安裝（三）6）雙梁下井安裝（四）7）螺旋輸送機(jī)下井1#臺(tái)車(chē)2#臺(tái)車(chē)3#臺(tái)車(chē)橋 架）拆除始發(fā)井的橋架和軌道）安裝反力架下半部分10）安裝始發(fā)托架始發(fā)托架定位11）中盾下井中盾起吊中盾翻身中盾下井中盾下井中盾下井12）前盾下井13）刀盤(pán)下井、安裝14）前盾于刀盤(pán)前移（刀盤(pán)距洞門(mén)1.2米）15）中盾與前盾連接16）盾尾下半部分下井、定位17）安裝螺旋輸送機(jī)17）螺旋輸送機(jī)安裝17）螺旋輸送機(jī)安裝17）螺旋輸送機(jī)安裝17）螺旋輸送機(jī)安裝18）工作平臺(tái)、整圓器安裝19）雙梁與工作平臺(tái)連接20）安裝盾尾上半部分21）安裝雙梁下的皮帶機(jī)架皮帶機(jī)架安裝22）連接五節(jié)臺(tái)車(chē)；焊接

11、盾尾。23）管線連接；切除盾體上的吊環(huán)。24）安裝同步注漿系統(tǒng)。25）安裝皮帶輸送機(jī)皮帶。切除吊環(huán)管線連接安裝同步注漿系統(tǒng)（一）安裝同步注漿系統(tǒng)（二）安裝同步注漿系統(tǒng)盾構(gòu)管片知識(shí)管片設(shè)計(jì)和生產(chǎn)管片選型和拼裝管片概述 和管片發(fā)展趨向管片生產(chǎn)工藝流程和質(zhì)量控制手段管片相關(guān)試驗(yàn)和檢測(cè)規(guī)程介紹 管片選型 管片拼裝管片選型的原則和要點(diǎn)管片選型案例分析管片拼裝過(guò)程和注意事項(xiàng)拼裝中常見(jiàn)問(wèn)題分析主要內(nèi)容關(guān)鍵詞：分塊 錯(cuò)縫 螺栓錯(cuò)接頭襯砌管片 順接頭襯砌管片 設(shè)計(jì)內(nèi)容外觀尺寸設(shè)計(jì)拼裝形式設(shè)計(jì)管片防水設(shè)計(jì)特殊管片設(shè)計(jì)襯砌類型設(shè)計(jì)連接構(gòu)造設(shè)計(jì)盾構(gòu)管片設(shè)計(jì)實(shí)例防水設(shè)計(jì)(S12)接縫：三元乙丙橡膠條螺栓孔：密封墊圈嵌縫

12、：氯丁膠乳水泥盾構(gòu)管片設(shè)計(jì)實(shí)例特殊管片和洞門(mén)環(huán)設(shè)計(jì)環(huán)與環(huán)間以10根M24的縱向螺栓連接環(huán)縱縫及連接構(gòu)造設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)通道管片和洞門(mén)防水管片塊與塊之間以12根M24的環(huán)向螺栓相連外側(cè)設(shè)有彈性密封墊槽，內(nèi)側(cè)設(shè)嵌縫槽襯砌及拼裝形式設(shè)計(jì)5+1模式錯(cuò)縫拼裝左、右彎及標(biāo)準(zhǔn)環(huán)三種襯砌環(huán)形式管片生產(chǎn)：生產(chǎn)工藝流程脫模清模組模鋼筋籠制作鋼筋籠吊裝混凝土配比振搗光面養(yǎng)護(hù)廢棄管片模具清理10min模具校核 10min涂脫模劑5min鋼筋籠安裝10min砼澆灌 20min光面60min（管片靜養(yǎng)）鋼筋開(kāi)料鋼筋籠制作鋼筋籠檢查砼檢查廢棄砼砼攪拌砼試件養(yǎng)護(hù)8-10h拆模10min無(wú)壓蒸養(yǎng)1.5h(升溫)1h(恒溫)1.5h降溫

13、工地場(chǎng)內(nèi)貯存水池養(yǎng)護(hù)標(biāo)記管片管片檢查管片修整生產(chǎn)工藝流程之一：模具準(zhǔn)備拆模中嚴(yán)禁錘打、敲擊等野蠻操作。脫模必須使用專用吊具。組模前清理模具，清潔后的模具內(nèi)表面的任何部位，不得有砼殘積物。噴涂脫模油，先使用霧狀噴霧器薄涂，然后用拖布均勻抹。組模的順序，嚴(yán)禁反順序操作以免導(dǎo)致模具變形精度損失。 技術(shù)要點(diǎn)生產(chǎn)工藝流程之二：鋼筋籠制作鋼筋制作應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)圖紙要求斷料和彎曲成型。鋼筋進(jìn)入彎弧機(jī)時(shí)應(yīng)保持平衡，防止平面翹曲，成型后表面不得有裂縫。鋼筋骨架焊接成型時(shí)必須在符合設(shè)計(jì)要求的靠模上制作。骨架首先必須先安裝在6套模具上，經(jīng)測(cè)量調(diào)整和檢驗(yàn)各項(xiàng)尺寸都符合要求，可作為定型尺寸開(kāi)料和彎曲成型。鋼筋骨架焊接成型

14、時(shí)焊接位置要準(zhǔn)確，嚴(yán)格掌握好鋼筋骨架的焊接質(zhì)量。 技術(shù)要點(diǎn)生產(chǎn)工藝流程之三：混凝土配比澆筑灌漿孔螺栓和PVC管等預(yù)埋件不能損壞，安裝位置要正確。坍落度在6020mm范圍內(nèi)的符合設(shè)計(jì)級(jí)配要求的混凝土方可用于管片生產(chǎn)。振動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)短的判別是觀察混凝土與側(cè)板接觸處，如不再有噴射狀氣、水泡并能均勻起伏為適當(dāng)時(shí)間。混凝土要分層次灌注，要注意使砼在模具內(nèi)勻布。澆制順序?yàn)槟＞叩膬啥?-模具的中段。技術(shù)要點(diǎn)生產(chǎn)工藝流程之四：管片養(yǎng)護(hù)蒸汽養(yǎng)護(hù)水體養(yǎng)護(hù) 砼澆注2小時(shí)內(nèi)養(yǎng)護(hù)溫度不超過(guò)60度，每小時(shí)溫度增加不可超過(guò)20度。此后溫度控制在6080度之間，直至達(dá)到養(yǎng)護(hù)強(qiáng)度。 砼強(qiáng)度達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度的60以后，拆模、起吊。脫模后

15、的管片進(jìn)行水養(yǎng)護(hù)，時(shí)間為7天。技術(shù)要點(diǎn)生產(chǎn)工藝流程之六：管片存放和保護(hù)管片在養(yǎng)護(hù)到期后方可運(yùn)至堆放場(chǎng)存放，管片堆放場(chǎng)應(yīng)堅(jiān)實(shí)平整。管片應(yīng)擱置在柔性墊條上，管片與管片之間必須要有柔性墊條相隔，墊條擺放的位置應(yīng)均勻，厚度要一致。管片應(yīng)堆放整齊，管片的疊放不能超過(guò)五層。技術(shù)要點(diǎn)三環(huán)試拼裝試驗(yàn)管片質(zhì)量檢驗(yàn)和試驗(yàn)之一200環(huán)一次 示范襯砌 過(guò)程襯砌 序號(hào)內(nèi)容檢驗(yàn)要求檢測(cè)方法允許誤差（mm）1環(huán)縫間隙每環(huán)測(cè)三點(diǎn)插片22縱縫間隙每條縫測(cè)三點(diǎn)插片23成環(huán)后內(nèi)徑測(cè)4條（不放襯墊）鋼卷尺2 24成環(huán)后外徑測(cè)4條（不放襯墊）鋼卷尺2 65縱環(huán)向螺栓部穿進(jìn)螺栓與孔間隙插鋼絲（d孔d螺-2）試生產(chǎn)期間 管片相關(guān)的檢驗(yàn)和試

16、驗(yàn)精度和外觀質(zhì)量檢驗(yàn)管片質(zhì)量檢驗(yàn)和試驗(yàn)之二項(xiàng)目單位允許偏差(mm)備注管片寬度mm1每塊測(cè)三點(diǎn)弧長(zhǎng)、弦長(zhǎng)mm1.0每塊測(cè)三點(diǎn)內(nèi)半徑mm1.0設(shè)計(jì)要求管片厚度mm-1+3每塊測(cè)三點(diǎn)環(huán)、縱向螺栓孔mm1.0每塊檢驗(yàn)環(huán)面間隙mm1.0三環(huán)整環(huán)拼裝縱縫間隙mm2-4三環(huán)整環(huán)拼裝管片表面應(yīng)光潔平整、無(wú)蜂窩、露筋、無(wú)裂紋、缺角、無(wú)氣泡水泡；注漿孔應(yīng)完整、PVC管內(nèi)無(wú)水泥漿等雜物；止水帶附近不允許有缺陷；外觀要求成品精度管片質(zhì)量檢驗(yàn)和試驗(yàn)之三抗彎試驗(yàn)當(dāng)加荷到壓力表讀數(shù)不能再上升，百分表讀數(shù)突然增大時(shí)，說(shuō)明此時(shí)管片鋼筋已達(dá)到屈服強(qiáng)度，此時(shí)加荷值即為破壞荷載試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)從50KN開(kāi)始加荷，加荷等級(jí)10KN管片質(zhì)量試

17、驗(yàn)和檢驗(yàn)之四抗?jié)B試驗(yàn)管片側(cè)向厚度的方向的滲水高度h水h/5，（h為管片厚度），則說(shuō)明抗?jié)B合格試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)：50環(huán)一次水壓力按P水=Wi +0.2MPa (穩(wěn)壓兩小時(shí))，Wi取1.2MPa檢漏試驗(yàn)的水壓施加在實(shí)際工程的迎水面一側(cè)或高水壓一側(cè)管片質(zhì)量試驗(yàn)和檢驗(yàn)之五抗拔試驗(yàn)壓力不能再上升，百分表讀數(shù)突然增大時(shí)，說(shuō)明灌漿螺栓管承受的拉力已超出極限被破壞，以此值為灌漿螺栓管的破壞值試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)千斤頂軸心升起時(shí)，拉力架帶動(dòng)螺桿向下拉，灌漿螺桿受力，百分表的讀數(shù)顯示螺標(biāo)的位移量管片質(zhì)量控制主要措施管片模具定期檢查，保證管片尺寸精度；鋼筋綁扎合格，保證保護(hù)層厚度均勻，以免產(chǎn)生有力開(kāi)裂現(xiàn)象；吊裝孔材質(zhì)優(yōu)良，連接牢固，

18、保證起吊安全；橡膠止水條安裝均勻、牢固，保證止水效果；成品嚴(yán)格按照規(guī)范養(yǎng)護(hù)。管片選型管片選型錯(cuò)誤會(huì)導(dǎo)致以下問(wèn)題。 1）管片錯(cuò)臺(tái)、破損及裂縫等缺陷。 2）隧道滲漏水。 3）管片走向與盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)方向不協(xié)調(diào)，盾尾間隙過(guò)小，盾構(gòu)機(jī)操作困難和管片安裝困難。 4）損壞盾尾尾刷。 選擇正確的管片必須綜合考慮以下因素： A）線路特點(diǎn) B）推進(jìn)千斤頂?shù)男谐滩睿ㄗ笥液蜕舷拢?C）盾尾間隙（上、下、左、右） D）鉸接油缸的行程差。 E）盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)方向與設(shè)計(jì)軸線的相對(duì)關(guān)系 F）錯(cuò)縫拼裝 之一：選型重要性及考慮因素管片選型 管片選型合理正確主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：A）隧道軸線偏差很小，管片拼裝的外觀質(zhì)量很好。B）上下左右的盾尾間隙比較均勻。C）推進(jìn)千斤頂?shù)男谐滩钶^小。之二：選型正確的判斷標(biāo)準(zhǔn)管片選型 之三：根據(jù)線路特點(diǎn)管片預(yù)排版轉(zhuǎn)彎環(huán)偏轉(zhuǎn)角：=2=2arctg/D線路曲線圓心角：180L/R ，將曲線半徑R代入，得出L值L值表示含有1環(huán)轉(zhuǎn)彎環(huán)時(shí)的曲線段弧長(zhǎng)管片選型 之四：根據(jù)實(shí)測(cè)盾尾間隙人工選型上大下小左大右小 L2、L1右大左小 R9、R8左-右10m