盾構機的種類、構造、選型及管片拼裝技術

1盾構機機的種種類、、構造造、選選型及及管片片拼裝裝技術術1.盾構機機的種種類盾構機機是盾盾構法法施工工的主主要施施工機機械，，按開開挖面面與作作業(yè)室室之間間的隔隔墻構構造可可分為為全開開敞式式、半半開敞敞式及及密封封式三三種。。種類類劃分分如下下所示示：盾構機機的種種類和和構造造全開敞敞式全開敞敞式盾盾構機機是指指沒有有隔墻墻、開開挖面面敞露露狀態(tài)態(tài)的盾盾構機機。根根據開開挖方方式的的不同同，又又分為為手掘掘式、、半機機械化化式及及機械械式三三種。。這種種盾構構機適適用于于開挖挖面自自穩(wěn)性性好的的圍巖巖。在在遇到到開挖挖面不不能自自穩(wěn)的的地層層時，，則需需進行行地層層超前前加固固等輔輔助施施工方方法，，以防防止開開挖面面坍塌塌。國內外根據據各種使用用條件的不不同，使用用的盾構也也不同，特特別是面板板及刀具的的形式多種種多樣。目前，應用用最廣的是是泥水盾構構和土壓平平衡盾構。?！羰志蚴蕉軜嫎嫛舭霗C械式盾盾構◆網格式盾構構土壓平衡式式盾構土壓平衡式式盾構又稱稱削土密封封式或泥土土加壓式盾盾構。它的的前端有一一個全斷面面切削刀盤盤，在它后后面有一個個貯留切削削土體的密密封艙，在在其中心處處或下方裝裝有長筒形形的螺旋輸輸送機，在在密封艙和和螺旋輸送送機，以及及在盾殼四四周裝設的的土壓傳感感裝置，根根據需要還還可裝設改改善切削土土體流動性性的塑流化化材料的注注入設備。。泥水加壓式式盾構泥水加壓式式盾構的總總體構造與與土壓平衡衡式盾構相相似，僅支支護開挖面面方法和排排碴方式有有所不同。。在泥水加加壓式盾構構的密封艙艙內充滿特特殊配制的的壓力泥漿漿，刀盤(花板型)浸沒在泥泥漿中工作作。對開挖挖面支護，，通常是由由泥漿壓力力和刀盤面面板共同承承擔，前者者主要是在在掘進中起起支護作用用，后者主主要是在停停止掘進時時起支護作作用。泥水平衡盾盾構掘進機機與工法a．直接控控制型(日日本型)直接控制型型(日本型型)泥水加加壓式盾構構的泥漿壓壓力控制由由一套自動動控制泥漿漿平衡的裝裝置來實現現，見圖。。P1為供供泥泵，從從泥漿處理理廠的泥水水調整槽將將泥漿壓人人盾構密封封艙，供入入泥漿比重重在1.05~1.25之之間，在密密封艙內與與開挖碴土土混合后的的重泥漿由由排泥泵P2、P3、P4排排至泥漿處處理廠，排排出泥漿比比重在1.1~1.4之間間。密封艙艙的泥漿壓壓力是通過過調節(jié)供漿漿泵P1的的轉速或節(jié)節(jié)流閥的開開口比值來來實現控制制的。泥水室直接控制型泥水加壓盾構泥漿自動控制輸送系統(tǒng)大刀盤清水槽泥漿調整槽密度計流量計供漿管排漿管伸縮管Vp2p3p4p1b．間接控制制型(德國國型)間接控制型型(德國型型)泥水加加壓式盾構構的泥漿壓壓力控制由由空氣和泥泥水雙重系系統(tǒng)實現，，見圖?？諝夤馨敫舭彘g接控制型泥水加壓盾構泥漿壓力控制系統(tǒng)混合盾構(Mixshield)混合盾構是是在歐洲發(fā)發(fā)展起來的的一種新型型盾構。這這種盾構本本機可以構構成一臺泥泥水加壓式式盾構、氣氣壓式盾構構或土壓平平衡式盾構構，當地層層條件變化化時，盾構構的機形可可以隨地層層變化而相相應改變調調整。多圓盾構(Multi—CircularFaceShield)多圓盾構是是日本開發(fā)發(fā)的新型盾盾構，其中中的雙圓盾盾構可以用用來修建區(qū)區(qū)間隧道，，一次開挖挖完成雙線線區(qū)間隧道道，可以比比兩個單獨獨的圓形隧隧道降低工工程成本工工10%，，減少開挖挖面積15%。三圓圓盾構既可可用來修建建地鐵車站站隧道，拆拆下中間盾盾構后又成成為兩個單單獨盾構，，可以修建建區(qū)間隧道道。⑤多圓盾構構(Multi—CircularFaceShield)多圓盾構是是近年日本本開發(fā)的新新型盾構，，其中的雙雙圓盾構可可以用來修修建區(qū)間隧隧道，一次次開挖完成成雙線區(qū)間間隧道，可可以比兩個個單獨的圓圓形隧道降降低工程成成本工10%，減少少開挖面積積15%。。三圓盾構構既可用來來修建地鐵鐵車站隧道道，拆下中中間盾構后后又成為兩兩個單獨盾盾構，可以以修建區(qū)間間隧道。盾構選型的的基本原則則開挖面穩(wěn)定定地層的適應應性地下水處理理沉降施工適宜性性安全性輔助工法環(huán)境及公害害盾構類型與與滲透性的的關系盾構機的分分類及選型型盾構工序始發(fā)掘進注漿管片拼裝盾構達到掉頭/拆卸管片分類管片寬度為為1.2m，厚度為為350mm；隧道拼裝形形式一般分分為以下兩兩種：1、通縫拼拼裝；2、錯縫拼拼裝；管片類型：：鋼管片鋼筋混凝土土管片管片成環(huán)環(huán)后防水橡膠膠膨脹止止水帶的的制作止水帶制作包角粘子同步注漿漿的作用用同步注漿漿可以對對管片的的環(huán)與環(huán)環(huán)之間的的高差進進行有效效的控制制，以免免管片推推出盾尾尾后管片片下沉或或上浮量量過大，，引起管管片碎裂裂。如圖所示管片拼裝形式式一般分為兩種種：1、為通縫拼裝裝；2、錯縫拼裝；；通縫拼裝隧道道錯縫拼裝隧道道管片拼裝的特特點通縫拼裝：各環(huán)管片的的縱縫對齊的的拼裝方法，，這種拼裝方方法在拼裝時時定位容易，，縱向螺栓容容易穿進，拼拼裝施工應力力小，但容易易產生環(huán)面不不平，并有較較大累計誤差差，導致環(huán)向向螺栓很難穿穿進，環(huán)縫壓壓密量不夠。。錯縫拼裝：錯縫拼裝即即前后環(huán)管片片的縱縫錯開開拼裝，一般般錯開1/2～1/3塊管片弧長，，用此法建造造的隧道整體體性好，拼裝裝施工應力大大，縱向穿螺螺栓困難，縱縱縫壓密差。。但環(huán)面較平平正，穿環(huán)向向螺栓比較容容易。成環(huán)管片管片拼裝成環(huán)環(huán)一共由6塊管片組成：：1塊落底塊D塊、2塊標準塊B1、B2塊、2塊鄰接塊L1、L2塊、1塊封頂塊F塊。如右圖所示紅色為外徑；；藍色為內徑；；管片拼裝順序序管片拼裝順序序一般為：先先下后上的拼拼裝順序；第一步：拼裝裝落底塊D塊；第二步：拼裝裝標準塊B1、B2，左右交叉；；第三步：拼裝裝鄰接塊L1、L2左右交叉；第第四步：拼裝裝封頂塊F，縱向插入；；成環(huán)后后管片片位置置拼裝落底塊拼裝鄰接塊拼裝標準塊拼裝封頂塊管片拼拼裝順順序示示意圖圖第一步第二步第四步第三步KBBA管片片AAA管片的組組裝順序序K管片(封頂塊塊)的嵌嵌入半徑方向插入型BKKBBB封頂塊F塊的拼裝裝拼裝封頂頂塊F塊，為縱縱向插入入式；在其左右右兩側涂涂刷潤滑滑劑，使使在插入入時不會會過緊，，使止水水帶向外外逃出，，影響下下一環(huán)管管片的拼拼裝；止止水帶外外逃直接接影響下下一環(huán)管管片在拼拼裝時管管片鄰接接塊L1、L2兩角部容容易碎裂裂，并引引起管片片滲漏水水；管片成環(huán)環(huán)后技術名詞詞解釋管片端頭頭──每每塊管片片的二個個縱向端端面；張角───兩塊管管片端面面接頭縫縫在徑向向向外張張開稱外外張角，，反之稱稱內張角角；喇叭───兩塊管管片端面面接頭縫縫在縱向向向推進進方向張張開叫前前喇叭，，反之稱稱后喇叭叭；踏步───前后兩兩環(huán)管片片內弧面面的不平平整度；；縱向螺栓栓──環(huán)環(huán)與環(huán)之之間的連連接螺栓栓；環(huán)向螺栓───同一環(huán)環(huán)管片塊與與塊之間的的連接螺栓栓；端肋──管管片中每塊塊管片兩端端頭的肋板板；環(huán)肋──管管片環(huán)向的的肋板；縱肋──管管片在縱向向的加勁肋肋；橢圓度───圓環(huán)垂直直、水平兩兩直徑之差差值；超前──指指圓環(huán)環(huán)面面與推進設設計軸線垂垂直度的誤誤差，有上上、下超前前和左、右右超前之分分。管片環(huán)面的的狀態(tài)主要要有以下幾幾種：下超前（右右超前）向下踏步(右)上超前（左左超前）向上踏步(左)縱向錯縫環(huán)向錯縫縱、環(huán)向錯錯縫環(huán)面不平或或縱縫前后后喇叭前喇叭后喇叭推進方向千斤頂封頂塊前突突管片環(huán)面錯錯位糾偏對于管片十字字縫錯位，將將采用楔子對對其進行環(huán)面面糾偏；楔子的厚度一一般為3mm、2mm、、1mm；十字縫錯縫楔子粘貼判別方法（1）濕跡對于濕跡現象象，水分蒸發(fā)發(fā)速度快于滲滲入量，用干干手觸摸有潮潮濕感，但無無水分浸潤感感覺，在隧道道內常規(guī)通風風條件下，潮潮濕現象可能能會消失。管管片腰部以以上區(qū)域無法法用手觸摸，，僅能依靠目目測判斷。（2）滲水滲水現象在加加強人工通風風的條件下也也不會消失，，用干手觸摸摸，明顯沾有有水分，如用用廢報紙貼于于滲水處，廢廢紙將會被浸浸濕變色，對對于腰部以上上區(qū)域，可通通過燈光照射射，有無反光光，輔助判斷斷是否為滲水水。某些情況下，，病害可能介介于濕跡與滲滲水之間，較較難區(qū)別，此此時應多種檢檢查方法并用用，只要一種種檢查結果為為滲水，則應應按不利原則則考慮歸為滲滲水病害。（3）滴漏滴水現象與其其他滲漏水病病害較容易區(qū)區(qū)分，但由于于滴漏速度有有快慢，當檢檢查速度較快快時，容易漏漏檢。在檢查查過程中，可可注意道床表表面是否有水水跡或小量積積水，如存在在，極有可能能是隧道頂部部滴漏的結果果。（4）漏泥砂砂漏泥現象較易易判斷，通常常漏泥時，滲滲水量相對較較大，且夾帶帶新鮮泥沙，，導致滲出物物渾濁橢圓度允拼裝裝許偏差值（（mm）（驗收）地鐵隧道——±5‰D（±0.6‰D）公路隧道——±6‰D（±0.8‰D）檢查頻率——4點/環(huán)（10環(huán)）錯臺：成型隧隧道相鄰管片片接縫處的高高差相鄰管片的徑徑向錯臺（mm）地鐵隧道——5（10）公路隧道——6（12）檢查頻率——4點/環(huán)相鄰環(huán)面環(huán)面面錯臺（mm）地鐵隧道——6（15）公路隧道——7（17）檢查頻率——1點/環(huán)凈空與橢圓度隧道凈空：是是指隧道內輪輪廓線所包圍圍的空間，包包括隧道建筑筑限界、通風風及其它功能能所需的斷面面積。限界“限界”是一一種規(guī)定的輪輪廓線，這種種輪廓線以內內的空間是保保證地鐵列車車安全運行所所必需的。地下鐵道的限限界分為車輛限界、設備限界、建筑限界和受電弓或受流流器限界。它們是根據據車輛外輪廓廓尺寸及技術術參數、軌道道特性、各種種誤差及變形形，并考慮列列車在運動中中的狀態(tài)等因因素，經科學學地分析計算算確定。限界基本內容容限界的坐標系系XOXYY車輛限界車輛限界是指指車輛最外輪輪廓線的限界界尺寸，應根根據車輛的輪輪廓尺寸和技技術參數，并并考慮其靜態(tài)態(tài)和動態(tài)情況況下所能達到到的橫向和豎豎向偏移量，，按可能產生生的最不利情情況進行組合合確定。二、限界基本本內容車輛輛輪輪廓廓線線(1)車輛輛輪輪廓廓線線的的含含義義(2)車體體外外輪輪廓廓尺尺寸寸我國地鐵鐵車輛采采用標準準車型和和寬體車車型兩種種。將其其分為A型及B型，各型型車輛基基本參數數。標準車型型寬寬體體車型車長19000mm22100mm寬2800mm3000mm高3800mm3800mm限界基本本內容設備限界界設備限界界是指線線路上各各種設備備不得侵侵入的輪輪廓線。。是在車車輛限界界的基礎礎上再計計入軌道道出現最最大允許許誤差時時，引起起車輛的的偏移和和傾斜等等附加偏偏移量，，以及在在設計、、施工、、運營中中難于預預計的因因素在內內的安全全預留量量。二、限限界基基本內內容車輛輪廓線車輛限界設備限界節(jié)點1節(jié)點1局部放大圖建筑限限界(1)建筑限限界的的含義義建筑限限界是是行車車隧道道和高高架橋橋等結結構物物的最最小橫橫斷面面有效效內輪輪廓線線。在在建筑筑限界界以內內、設設備限限界以以外的的空間間，應應能滿滿足固固定設設備和和管線線安裝裝的需需要，，還需需考慮慮其他他誤差差、測測量誤誤差、、結構構變形形等。。(2)盾構施施工的的圓形形隧道道和礦礦山法法施工工的馬馬蹄形形以及及拱形形隧道道，在在列車車頂部部控制制點范范圍內內，建建筑限限界以以內，，設備備限界界以外外即建建筑限限界與與設備備限界界之間間的空空間，，宜不不小于于150mm，以滿滿足電電纜管管線橫橫穿的的需要要。(3)圓形隧隧道建建筑限限界(盾構法法施工工)。如線線路最最小平平面曲曲線半半徑R=300m，圓形形隧道道建筑筑限界界的直直徑宜宜為φ=5200mm。8504350Φ=5。200(4)馬蹄形形隧道道建筑筑限界界(暗挖法法施工工)。馬蹄蹄形隧隧道內內部凈凈空尺尺寸，，應考考慮施施工誤誤差才才能滿滿足建建筑限限界的的要求求，一一般在在建筑筑限界界的兩兩側及及頂部部各增增加100m。O2O1O5O3O4O4O3限界考考慮參參數斷面類類型。。車輛規(guī)格參參數。（長長、寬、高高、轉向架架）最高運行速速。軌道曲率、、鋼軌類型型。風荷載等橢圓度橢圓度是指指圓形隧道道管片襯砌砌拼裝成環(huán)環(huán)后最大與與最小直徑徑的差值。。橢圓度的計計算方法如如下：T=2*(a-b)/dT—隧道橢橢圓度。a—隧道的的長半軸。。b—隧道的的短半軸。。d—隧道的的外徑。1.在隧道管片片邊緣處吊吊多條垂線線，通過兩兩側拉皮尺尺的方法，，找出垂直直于各垂線線的測線，，通過不停停的移動嘗嘗試，找出出最長的測測線A,B，即最長長軸2a。。2.找到隧道長長軸后，取