地鐵盾構(gòu)法施工原理

1、城市地鐵盾構(gòu)法施工原理培訓(xùn)-主講：楊濤二零一六年六月一、盾構(gòu)機(jī)工作原理及簡介二、盾構(gòu)始發(fā)及接收工作三、盾構(gòu)隧道掘進(jìn)施工（附視頻）一、盾構(gòu)機(jī)的工作原理及簡介1.1 盾構(gòu)機(jī)的工作原理盾構(gòu)是一種隧道掘進(jìn)的專用工程機(jī)械，現(xiàn)代盾構(gòu)集機(jī)、電、液、傳感、信息技術(shù)于一體，具有開挖切削土體、輸送土渣、拼裝隧道襯砌、測量導(dǎo)向糾偏等功能。盾構(gòu)已廣泛用于地鐵、鐵路、公路、市政、水電隧道工程。盾構(gòu)的工作原理：就是一個鋼結(jié)構(gòu)組件沿隧道軸線邊向前推進(jìn)邊對土壤進(jìn)行支護(hù)。這個鋼結(jié)構(gòu)組件的殼體稱“盾殼”，盾殼對挖掘出的還未襯砌的隧道段起著臨時支護(hù)的作用，承受周圍土層的土壓、承受地下水的水壓以及將地下水擋在盾殼外面。掘進(jìn)、排土、襯

2、砌等作業(yè)在盾殼的掩護(hù)下進(jìn)行。總體來說，盾構(gòu)機(jī)主要由前部盾體、連接橋架、后配套臺車三大部分組成。前部盾體：由切削系統(tǒng)、推進(jìn)系統(tǒng)、渣土輸送系統(tǒng)、管片拼裝系統(tǒng)、壁后注漿等系統(tǒng)組成；連接橋架：是前部盾體和后配套臺車的連接橋梁，各系統(tǒng)的動力通過橋架上的管線路從后配套臺車提供給前部盾體內(nèi)的執(zhí)行元件；后配套臺車：主要為前部盾體內(nèi)各系統(tǒng)配置動力源以及水、電、氣、漿液、測量與監(jiān)測等輔助施工系統(tǒng)和人工操作系統(tǒng)。一、盾構(gòu)機(jī)工作原理及簡介1.2 盾構(gòu)機(jī)的構(gòu)造一、盾構(gòu)機(jī)的工作原理及簡介1.2.1 盾構(gòu)機(jī)的構(gòu)造-前部盾體盾構(gòu)機(jī)的前部盾體結(jié)構(gòu)主要分為：刀盤、前、中、尾盾、人倉、螺旋輸送機(jī)及管片拼裝機(jī)等部件。1.2 盾構(gòu)機(jī)的

3、構(gòu)造土體壓力土體壓力刀刀盤盤人倉人倉管管片片拼拼裝裝機(jī)機(jī)螺旋輸送機(jī)螺旋輸送機(jī)推進(jìn)油缸推進(jìn)油缸推進(jìn)油缸推進(jìn)油缸一、盾構(gòu)機(jī)的工作原理及簡介1.2.2 盾構(gòu)機(jī)的構(gòu)造-連接橋架盾構(gòu)機(jī)的連接橋架結(jié)構(gòu)一般分為：1#及2#橋架，主要用于盾體與后配套臺車之間的管線路連接。1#橋架主要結(jié)構(gòu)為頂部渣土運(yùn)輸裝置（皮帶輸送機(jī)）、下部管片二次吊運(yùn)裝置（雙軌梁）；2#橋架主要結(jié)構(gòu)為頂部渣土運(yùn)輸裝置（皮帶輸送機(jī)）、下部管片一次吊運(yùn)裝置（單軌梁）以及側(cè)面盾構(gòu)耗材泵送裝置（盾尾油脂、EP2、HBW）。1.2 盾構(gòu)機(jī)的構(gòu)造盾尾油脂EP2HBW皮帶傳送機(jī)皮帶傳送機(jī)雙軌梁雙軌梁單軌梁單軌梁盾尾油脂盾尾油脂EP2EP2HBWHBW一、

4、盾構(gòu)機(jī)的工作原理及簡介1.2.3 盾構(gòu)機(jī)的構(gòu)造-后配套臺車盾構(gòu)機(jī)的后配套臺車結(jié)構(gòu)為：5節(jié)及以上臺車之間的連接，且每節(jié)臺車分別配備相關(guān)裝置，以提供前部盾體動力源。1#臺車主要結(jié)構(gòu)為：注漿系統(tǒng)、人工操作系統(tǒng)；2#臺車主要結(jié)構(gòu)為：泡沫系統(tǒng)、刀盤、螺旋機(jī)及閘門等動力泵裝置；3#臺車主要結(jié)構(gòu)為：動力主油箱及管片拼裝機(jī)泵裝置；4#臺車主要結(jié)構(gòu)為：變壓器及電柜裝置；5#臺車主要結(jié)構(gòu)為：膨潤土系統(tǒng)、出渣口裝置；6#臺車主要結(jié)構(gòu)為：內(nèi)、外循環(huán)水系統(tǒng)。1.2 盾構(gòu)機(jī)的構(gòu)造1#1#臺車臺車2#2#臺車臺車3#3#臺車臺車4#4#臺車臺車5#5#臺車臺車6#6#臺車臺車一、盾構(gòu)機(jī)的工作原理及簡介1.2.4 盾構(gòu)機(jī)的配

5、套設(shè)備-電瓶車1.2 盾構(gòu)機(jī)的構(gòu)造盾構(gòu)機(jī)配套設(shè)備電瓶車結(jié)構(gòu)為：2節(jié)管片板車+1節(jié)漿車+5節(jié)土斗車+電瓶車機(jī)頭（3節(jié)電池）組成。2節(jié)管片板車分別載運(yùn)：3個標(biāo)準(zhǔn)塊（A1、A2、A3）和2個鄰接塊（B1、B2）、1塊封頂快（K）；1節(jié)漿車主要作用為：運(yùn)輸?shù)孛鏉{液站至盾構(gòu)機(jī)，以滿足盾構(gòu)掘進(jìn)時同步注漿的作用；5節(jié)土斗車主要作用為：運(yùn)輸盾構(gòu)掘進(jìn)渣土出隧道；3節(jié)電平電池主要為：該電瓶車運(yùn)輸提供動力裝置；5節(jié)土斗車3塊電池1臺漿液車2節(jié)管片板車一、盾構(gòu)機(jī)的工作原理及簡介1.3 盾構(gòu)機(jī)的分類盾構(gòu)機(jī)分類二、盾構(gòu)始發(fā)及接收準(zhǔn)備工作2.1 盾構(gòu)始發(fā)場地布置4545T T龍龍門門吊吊渣土池渣土池零星設(shè)備零星設(shè)備維修區(qū)維

6、修區(qū)軌道、水軌道、水管及風(fēng)管管及風(fēng)管堆放區(qū)堆放區(qū)油脂、泡油脂、泡沫劑潤滑沫劑潤滑油堆放區(qū)油堆放區(qū)管片管片 存儲區(qū)存儲區(qū)電瓶電瓶 充電池充電池1616T T龍龍門門吊吊始發(fā)井始發(fā)井始發(fā)井始發(fā)井注漿原材注漿原材標(biāo)養(yǎng)室標(biāo)養(yǎng)室監(jiān)監(jiān)控控室室倉庫倉庫倉庫倉庫三級沉淀池三級沉淀池安全安全文明文明宣講宣講臺臺10KV 10KV 變壓器變壓器洗洗車車槽槽門門衛(wèi)衛(wèi)變壓器變壓器用于渣土用于渣土 垂直運(yùn)輸垂直運(yùn)輸出出土土口口排污管排污管輸漿管輸漿管大大門門龍門吊龍門吊 軌道基礎(chǔ)軌道基礎(chǔ)用于管片及材用于管片及材料垂直運(yùn)輸料垂直運(yùn)輸漿液站漿液站盾構(gòu)場地規(guī)劃布置圖（以通泰路站為例）下井梯龍（帶雨棚）下井梯龍（帶雨棚）端頭端

7、頭加固加固范圍范圍2.2 盾構(gòu)地面附屬配套設(shè)施2.2.1 盾構(gòu)地面附屬配套-監(jiān)控室二、盾構(gòu)始發(fā)及接收準(zhǔn)備工作2.2 盾構(gòu)地面附屬配套設(shè)施2.2.2 盾構(gòu)地面附屬配套-漿液站二、盾構(gòu)始發(fā)及接收準(zhǔn)備工作2.2 盾構(gòu)地面附屬配套設(shè)施2.2.3 盾構(gòu)地面附屬配套-龍門吊二、盾構(gòu)始發(fā)及接收準(zhǔn)備工作2.2 盾構(gòu)地面附屬配套設(shè)施2.2.4 盾構(gòu)地面附屬配套-其他二、盾構(gòu)始發(fā)及接收準(zhǔn)備工作2.3 盾構(gòu)井下附屬配套設(shè)施二、盾構(gòu)始發(fā)及接收準(zhǔn)備工作2.4 盾構(gòu)始發(fā)掘進(jìn)前的準(zhǔn)備工作一、端頭土體加固三、馬鐙及軌道安裝鋪設(shè)二、洞門范圍內(nèi)的鉆孔灌注樁鑿除二、盾構(gòu)始發(fā)及接收準(zhǔn)備工作2.4 盾構(gòu)始發(fā)掘進(jìn)前的準(zhǔn)備工作盾構(gòu)機(jī)吊裝順

8、序：電瓶車、管片車吊裝后配套吊裝主機(jī)吊裝液壓系統(tǒng)吊裝其它配套系統(tǒng)吊裝；后配套組裝順序：始發(fā)托架吊裝6#臺車5#臺車4#臺車3#臺車2#臺車1#臺車；主機(jī)組裝順序：連接橋螺旋輸送機(jī)中體安裝前體安裝刀盤安裝安裝器及安裝器導(dǎo)軌盾尾安裝螺旋輸送機(jī)安裝后配套與主機(jī)連接反力架安裝。2.4.1 盾構(gòu)機(jī)吊裝順序二、盾構(gòu)始發(fā)及接收準(zhǔn)備工作2.4 盾構(gòu)始發(fā)掘進(jìn)前的準(zhǔn)備工作2.4.2 盾構(gòu)機(jī)吊裝-后配套二、盾構(gòu)始發(fā)及接收準(zhǔn)備工作2.4 盾構(gòu)始發(fā)掘進(jìn)前的準(zhǔn)備工作四、臨時馬登拆除、基座加固五、反力架下井安裝六、洞門橡膠密封圈安裝二、盾構(gòu)始發(fā)及接收準(zhǔn)備工作2.3 盾構(gòu)始發(fā)掘進(jìn)前的準(zhǔn)備工作二、盾構(gòu)始發(fā)及接收準(zhǔn)備工作2.4

9、盾構(gòu)始發(fā)掘進(jìn)施工二、盾構(gòu)始發(fā)及接收準(zhǔn)備工作明挖車站正常始發(fā)指在車站端頭線路上方設(shè)置有盾構(gòu)預(yù)留口，且車站能夠提供盾構(gòu)整機(jī)組裝、始發(fā)、出渣及進(jìn)料要求的始發(fā)方式。車站存在兩個盾構(gòu)預(yù)留口條件的始發(fā)始發(fā)出土口注：1、盾構(gòu)端頭設(shè)置加深段，長度不小于12.5m，加深一般為1.3-1.6m。 2、盾構(gòu)預(yù)留口尺寸一般為11m7.5m； 3、宜在盾構(gòu)預(yù)留口后方設(shè)置一個始發(fā)出土口，宜為8m4m 。 4、盾構(gòu)始發(fā)需車站提供不少于盾構(gòu)機(jī)長+一列編組的長度，一般為120m。 2.4 盾構(gòu)始發(fā)掘進(jìn)施工盾構(gòu)機(jī)主機(jī)沿基座上的導(dǎo)軌進(jìn)入洞口鋼環(huán)后，刀盤與開挖面和盾殼與洞口鋼環(huán)間均存在一定距離，此時盾構(gòu)機(jī)主機(jī)重心前移，易產(chǎn)生叩頭，宜

10、在洞口鋼環(huán)處安設(shè)一段導(dǎo)軌支撐盾構(gòu)機(jī)主機(jī)順利始發(fā)，確保盾構(gòu)姿態(tài)。2.4.1 洞門鋼環(huán)內(nèi)導(dǎo)軌安裝二、盾構(gòu)始發(fā)及接收準(zhǔn)備工作2.4 盾構(gòu)始發(fā)掘進(jìn)施工2.4.1 洞門鋼環(huán)內(nèi)導(dǎo)軌安裝二、盾構(gòu)始發(fā)及接收準(zhǔn)備工作2.4 盾構(gòu)始發(fā)掘進(jìn)施工1、負(fù)環(huán)管片拼裝環(huán)面平整度宜3mm，橢圓度宜4；2、第一環(huán)負(fù)環(huán)拼裝時，底部管片安裝前，應(yīng)在盾殼內(nèi)設(shè)置圓鋼； 封頂塊拼裝前，兩側(cè)管片需用L行鋼板固定。2.4.2 始發(fā)負(fù)環(huán)拼裝二、盾構(gòu)始發(fā)及接收準(zhǔn)備工作2.4 盾構(gòu)始發(fā)掘進(jìn)施工2.4.2 始發(fā)負(fù)環(huán)拼裝二、盾構(gòu)始發(fā)及接收準(zhǔn)備工作2.5 盾構(gòu)接收掘進(jìn)施工2.5.1 明挖車站正常接收明挖車站正常接收指在車站端頭線路上方設(shè)置有盾構(gòu)預(yù)留口，盾構(gòu)到達(dá)車站后，可以直接拆解、吊出的接收方式。二、盾構(gòu)始發(fā)及接收準(zhǔn)備工作車站存在兩個盾構(gòu)預(yù)留口條件的接收注：1、盾構(gòu)端頭設(shè)置加深段，長度不小于12.5m，加深一般為1.3-1.6m。 2、盾構(gòu)預(yù)留口尺寸一般為11m7.5m。 2