大直徑長距離盾構(gòu)隧道施工技術(shù)

1、大直徑長距離盾構(gòu)隧道施工技術(shù),小組成員:霍思遜（ppt制作） 劉一鳴（講解） 王春天（回答問題）,總述,不管是大直徑長距離盾構(gòu)施工隧道還是常規(guī)的隧道開挖，他們的工藝流程上是大體相同的，只是在個(gè)別的環(huán)節(jié)上，例如：精度，安全級(jí)別，設(shè)備的功能提出了更高的要求。下面首先來分大直徑和長距離兩個(gè)方面來分析盾構(gòu)法施工的部分主要特征。,適于大直徑掘進(jìn)的施工技術(shù)特征,大直徑隧道是指

2、直徑大于12m的隧道。從盾構(gòu)機(jī)來看，一般對(duì)于大直徑的隧道、采用獨(dú)立中心刀盤的基本原理，通過內(nèi)刀盤和外刀盤以不同的方向旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)與部分轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償相關(guān)的額外效應(yīng)。但構(gòu)造上考慮應(yīng)采取防止拉大內(nèi)側(cè)刀盤，外側(cè)刀盤轉(zhuǎn)速差的措施。對(duì)大斷面土壓盾構(gòu)而言，外側(cè)刀盤的形狀應(yīng)以擋土作用為主，多選用面板形；內(nèi)側(cè)刀盤的形狀，應(yīng)考慮減少粘性土的黏附作用和減少土壓方面，故多選用輻條形。,大直徑盾構(gòu)機(jī)實(shí)例,如西班牙馬德里M30工程采用的直徑為15.2m的土壓平衡盾

3、構(gòu)。,適于大直徑掘進(jìn)的施工技術(shù)特征,由于大斷面施工的要求，機(jī)內(nèi)千斤頂，電動(dòng)機(jī)，液壓設(shè)備，以及外部的電源，運(yùn)輸設(shè)備都大型化，高壓化。由于斷面尺寸大，對(duì)盾構(gòu)機(jī)的組裝精度要求提高。特別是刀盤承力軸的分解組裝的精度提高。由于截面尺寸大，掘進(jìn)中出現(xiàn)的尾隙容易塌陷，需要瞬時(shí)填充。故背后注入裝置應(yīng)可對(duì)尾部上側(cè)的3個(gè)注入點(diǎn)、兩側(cè)的2個(gè)注入點(diǎn)共計(jì)5個(gè)注入點(diǎn)進(jìn)行同步注入。,適于長距離盾構(gòu)的施工技術(shù)特征,盾構(gòu)機(jī)的耐久性要好。刀盤、刀具（碳化鎢類E2、E3

4、材料）、面板、盾尾封口、土砂倉入口、輸泥管、壓泥泵等構(gòu)件的耐磨性要好，刀具的數(shù)量及在刀盤上的布設(shè)方法等均應(yīng)考慮對(duì)長距離挖掘有利的原則，特別是選用耐磨刀具和設(shè)置機(jī)內(nèi)刀具更換裝置尤為重要。盾構(gòu)機(jī)要安裝制冷裝置。由于連續(xù)長距離掘進(jìn)，刀具、刀盤等機(jī)內(nèi)設(shè)備發(fā)熱，故機(jī)內(nèi)應(yīng)考慮設(shè)置制冷裝置，以冷卻刀具、刀盤及機(jī)內(nèi)各種發(fā)熱裝置。,適于長距離盾構(gòu)的施工技術(shù)特征,由于掘進(jìn)距離長，須充分考察挖掘線路上的土質(zhì)情況，綜合考慮后選擇適合和挖掘路線，提前制定好應(yīng)對(duì)

5、復(fù)雜地形的方案，選用適應(yīng)多種土質(zhì)的掘削刀具。應(yīng)設(shè)置可以更換面板的裝置，或增加插入型超前刀具（長短刀交替挖掘）。提高施工測(cè)量精度。由于長距離施工，所以要求隧道的軸線測(cè)量精度、盾構(gòu)機(jī)的位置和方向的控制精度及管片的拼裝要有一個(gè)較大的提高。如果才用盾構(gòu)機(jī)相向開挖，則要控制貫通誤差，尤其是橫向貫通誤差。這就需要用到更精密的儀器，如陀螺儀，高精度的GPS等。,工程案例,上海崇明越江通道長江隧道工程是2010年前后世界最大直徑（襯砌外徑15.0m）

6、、特長距離（盾構(gòu)段長約7.5km）、埋深（最大埋深約55m）的水底盾構(gòu)法隧道.通過對(duì)上海長江隧道工程的部分施工工藝的概述，向同學(xué)們展示大直徑，超長隧道的部分工藝。,隧道橫截面圖,工程案例,采用2臺(tái)德國海瑞克公司制造的直徑為15.43m的大型泥水加壓混合式盾構(gòu)進(jìn)行掘進(jìn)施工，泥水加壓控制采用氣泡控制方法，能夠有效保證開挖面的穩(wěn)定。盾構(gòu)機(jī)全長約134m，包括盾構(gòu)機(jī)本體和后配套車架系統(tǒng)總重約3250t。,,工程案例,上海長江隧道采用2臺(tái)盾構(gòu)機(jī)

7、先后從浦東工作井出發(fā)（上行線盾構(gòu)先行，下行線盾構(gòu)滯后約3個(gè)月出發(fā)），以長興島工作經(jīng)為盾構(gòu)接收井。,主要的施工工藝,盾構(gòu)出洞前井外地基加固、出洞時(shí)盾構(gòu)后盾管片設(shè)置及洞圈的處理。（洞門止水等）。同步施工流水作業(yè)的實(shí)施。在隧道施工階段，在盾構(gòu)車架后方200-250m處即開展隧道內(nèi)道路的同步施工，并適時(shí)開展煙道板擱置牛腿、煙道板架設(shè)和連接通道的施工，其間以道路同步施工為主。用于施工期的道路的“口”型鉤件，同時(shí)也是正常使用階段車道板結(jié)構(gòu)的一部分

8、。,同步施工作業(yè)面布置圖,主要的施工工藝,拼裝系統(tǒng)：管片拼裝機(jī)為中心支撐式，采用真空吸盤抓取方式，回轉(zhuǎn)角度為±200º。管片內(nèi)弧面開孔面積大小與所需吸力相協(xié)調(diào)。推進(jìn)系統(tǒng)：盾構(gòu)的推進(jìn)由推進(jìn)油缸完成，管片拼裝是，千斤頂撐靴著力于管片環(huán)面，每3個(gè)千斤頂為1組，共19組，分為6個(gè)區(qū)域。推進(jìn)時(shí)，6個(gè)區(qū)域千斤頂訂立可各自獨(dú)立調(diào)節(jié)，額定總推力約188562kN，每組千斤頂頂力為10000kN。,主要的施工工藝,同步注漿點(diǎn)：同步注

9、漿管路為內(nèi)置式，全環(huán)壓漿點(diǎn)6個(gè)。施工時(shí)推進(jìn)和注漿聯(lián)動(dòng)，用注漿壓力和注漿量兩參數(shù)來保證盾尾和管片間隙的填充效果，單管注漿壓力以盾尾處水土壓力控制。盾構(gòu)水中進(jìn)洞要求：為了確保盾構(gòu)進(jìn)洞安全，除在長興島接收井盾構(gòu)進(jìn)洞側(cè)進(jìn)行地基加固外，尚須在工作井洞圈范圍采用盾構(gòu)刀盤可直接切削的玻璃纖維筋混凝土、接收井底板上鋪設(shè)M5水泥砂漿（作為盾構(gòu)接受基座），并在接收井與暗埋段之間、井內(nèi)上下行線間設(shè)置臨時(shí)混凝土隔墻，避免盾構(gòu)進(jìn)洞時(shí)的泥水溢出。,主要的施工工藝