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1、1,第七章,區(qū)間隧道施工,區(qū)間隧道特征,1)斷面形狀:矩形斷面、拱形斷面、圓形斷面 2)線路組成:直線和曲線; 3)防雜散電流腐蝕:對(duì)主體結(jié)構(gòu)鋼筋及金屬管線結(jié)構(gòu); 4)環(huán)境要求:降低噪聲和減少振動(dòng); 5)限界要求:車(chē)輛限界、設(shè)備限界和建筑限界 6)防水要求:不得有線流和漏泥沙。,施工方法,地鐵區(qū)間施工方法: 1)明挖施工法; 2)蓋挖施工法; 3)暗挖施工法(包括礦山法、盾構(gòu)法、掘進(jìn)機(jī)法、頂管法、新奧法、沉管法); 4)混合法。,第一節(jié) 盾構(gòu)法,盾構(gòu)隧道開(kāi)挖優(yōu)點(diǎn): 1)大部分施工作業(yè)均在地下進(jìn)行,對(duì)環(huán)境影響??; 2)土方量較少; 3)盾構(gòu)推進(jìn)、出土、拼裝襯砌等主要工序循環(huán)進(jìn)行,施工易于管理,施
2、工速度快,施工人員少; 4)施工不受氣候影響。,1.1 盾構(gòu)的發(fā)展歷程,1.國(guó)外盾構(gòu)施工技術(shù)發(fā)展概述: 1)人工開(kāi)挖盾構(gòu)的發(fā)明; 2)機(jī)械化盾構(gòu)的問(wèn)世; 3)削土密封式壓力平衡盾構(gòu)的出現(xiàn); 4)盾構(gòu)技術(shù)的新發(fā)展; 2.中國(guó)盾構(gòu)施工技術(shù)發(fā)展簡(jiǎn)述: 3.盾構(gòu)法隧道技術(shù)現(xiàn)狀:,1.2 盾構(gòu)的外形,1)盾構(gòu)的外形; 2)制造盾構(gòu)的材料; 3)盾構(gòu)的基本構(gòu)造:外殼(包括切口、支承、盾尾、尾封)、中折裝置、推進(jìn)機(jī)構(gòu)、擋土機(jī)構(gòu)、掘削機(jī)構(gòu)、排土機(jī)構(gòu)。,土壓平衡盾構(gòu)機(jī),6.14m土壓平衡盾構(gòu),盾構(gòu)設(shè)備主要組成部分示意圖,土壓平衡盾構(gòu)機(jī),直徑6190mm; 主機(jī)長(zhǎng)度8100mm; 整機(jī)全長(zhǎng)57m;,鉸接; 推進(jìn)千
3、斤頂:16對(duì); 推進(jìn)速度:08mm/min; 螺旋輸送機(jī)直徑700mm.,土壓平衡盾構(gòu)機(jī)后備臺(tái)車(chē),1.3 盾構(gòu)的分類,1)按挖掘土體的方式分類:手掘式盾構(gòu)、半機(jī)械式盾構(gòu)、機(jī)械式盾構(gòu); 2)按掘削面的擋土形式分類:開(kāi)放式、部分開(kāi)放式、封閉式; 3)按加壓穩(wěn)定掘削面的形式分類:壓氣式、泥水加壓式、削土加壓式、加水式、泥漿式、加泥式;,1.3 盾構(gòu)的分類,4)組合分類法:封閉型、開(kāi)放型; 5)按盾構(gòu)切削面形狀分類:圓形和非圓形; 6)按盾構(gòu)機(jī)的尺寸大小分類:超小型、小型、中型、大型、特大型、超特大型; 7)按適用土分類:軟土盾構(gòu)、硬巖盾構(gòu)及復(fù)合盾構(gòu)。,1.4 盾構(gòu)的選型,1)盾構(gòu)選型的原則:“安全適
4、應(yīng)性、技術(shù)先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)性”。 2)盾構(gòu)選型的依據(jù):工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件;隧道長(zhǎng)度、隧道平縱斷面及橫斷面形狀和尺寸等設(shè)計(jì)參數(shù);周?chē)h(huán)境條件;隧道施工工程籌劃及節(jié)點(diǎn)工期要求;宜用的輔助工法;技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。 3)盾構(gòu)選型的主要步驟:,1.4 盾構(gòu)的選型,4)盾構(gòu)選型的主要方法: a、根據(jù)地層的滲透系數(shù)減小選型; b、根據(jù)地層的顆粒級(jí)配進(jìn)行選型; c、根據(jù)地下水壓進(jìn)行選型; d、盾構(gòu)選型時(shí)必須考慮的特殊因素:環(huán)保因素、工程地質(zhì)因素、安全因素。,1.4 盾構(gòu)的選型,5)盾構(gòu)形式的選擇: a、土壓平衡盾構(gòu):主要適用于粉土、粉質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)粉土、粉砂層等粘稠土壤的施工。 b、泥水盾構(gòu):比較適合于河底、江底
5、等高水壓條件下的隧道施工。 c、其他盾構(gòu)。,泥水盾構(gòu)設(shè)備,處于始發(fā)狀態(tài)的盾構(gòu)機(jī),盾構(gòu)豎井,盾構(gòu)機(jī)始發(fā),盾構(gòu)機(jī)始發(fā)臺(tái),盾構(gòu)機(jī)反力臺(tái),入口的墊襯,排泥槳泵,送泥漿泵,送泥漿管,破碎機(jī),閥門(mén),1.5 刀盤(pán)結(jié)構(gòu)形式和驅(qū)動(dòng)方式的選擇,1)刀盤(pán)的主要功能:開(kāi)挖功能、穩(wěn)定功能、攪拌功能; 2)刀盤(pán)的結(jié)構(gòu)形式:面板式和輻條式; 3)刀具的種類:滾刀(齒形和盤(pán)形)、先行刀、周邊刮刀、仿形刀; 4)刀盤(pán)驅(qū)動(dòng)形式的選擇:一是變頻電動(dòng)驅(qū)動(dòng);二是液壓驅(qū)動(dòng);三是定速電動(dòng)驅(qū)動(dòng)。,1.6 主要技術(shù)參數(shù)的計(jì)算,1)盾構(gòu)外徑; 2)刀盤(pán)開(kāi)挖直徑; 3)盾殼長(zhǎng)度; 4)盾構(gòu)重量; 5)盾構(gòu)推力:盾構(gòu)推進(jìn)時(shí)的周邊反力,刀盤(pán)面板的推進(jìn)
6、阻力,管片與盾尾間的摩擦阻力,切口環(huán)貫入地層的貫入阻力,轉(zhuǎn)向阻力,牽引后配套拖車(chē)的牽引阻力; 6)主驅(qū)動(dòng)功率; 7)推進(jìn)系統(tǒng)效率。,1.7 盾構(gòu)法施工基本原理,1)土壓平衡盾構(gòu)工作原理; 2)泥水平衡盾構(gòu)工作原理;,1.8 盾構(gòu)法施工程序,1)建造盾構(gòu)工作井; 2)盾構(gòu)機(jī)安裝就位; 3)出洞口土體加固處理; 4)初推段盾構(gòu)掘進(jìn)施工(初始掘進(jìn)); 5)隧道正常連續(xù)掘進(jìn)施工; 6)盾構(gòu)接收井棟口的土體加固處理; 7)盾構(gòu)進(jìn)入接收井解析吊出。,1.9 盾構(gòu)法施工準(zhǔn)備,1)基本要求: 2)前期調(diào)查; 3)技術(shù)準(zhǔn)備; 4)設(shè)備、設(shè)施準(zhǔn)備; 5)作業(yè)準(zhǔn)備:工作豎井施工、工作豎井洞口外土體加固和洞圈密封、土
7、壓平衡盾構(gòu)施工準(zhǔn)備。,1.10 盾構(gòu)法的始發(fā)與接收,1)洞口土體加固技術(shù):洞口土體加固必要性、洞口土體加固目的、確定加固方案的方法、加固方法(注漿法、高壓噴射攪拌法、凍結(jié)工法); 2)盾構(gòu)始發(fā)施工技術(shù):盾構(gòu)始發(fā)特點(diǎn)、始發(fā)段長(zhǎng)度的確定、始發(fā)主要技術(shù)要點(diǎn); 3)盾構(gòu)接收施工技術(shù)要點(diǎn): 4)鋼套筒接收、土中接收、箱體接收;,1.10 盾構(gòu)法的始發(fā)與接收,5)始發(fā)常見(jiàn)問(wèn)題處理簡(jiǎn)介:加固效果不好、開(kāi)洞門(mén)時(shí)失穩(wěn)、始發(fā)后盾構(gòu)機(jī)“叩頭”、密封效果不好、盾尾失圓、支撐系統(tǒng)失穩(wěn)、地面沉降較大。,1.10 盾構(gòu)法的始發(fā)與接收,1.11 盾構(gòu)掘進(jìn),1)盾構(gòu)掘進(jìn)終止; 2)特殊地段及發(fā)展電子條件施工: a、淺覆土層施工
8、; b、小半徑曲線施工; c、地下管線段施工; d、地下障礙物處理;,1.11 盾構(gòu)掘進(jìn),e、穿越建(構(gòu))筑物施工、砂性地層中盾構(gòu)推進(jìn):開(kāi)挖面失穩(wěn);盾構(gòu)推進(jìn)時(shí)周?chē)馏w發(fā)生液化導(dǎo)致土體沉降;密封艙內(nèi)砂土積聚,切削推進(jìn)困難;艙內(nèi)泥砂“結(jié)餅”;排土口噴涌,污染盾構(gòu)作業(yè)面。,1.12 管片拼裝,1)管片選型的原則:管片選型要適合隧道設(shè)計(jì)線路,管片選型要適應(yīng)盾構(gòu)機(jī)姿態(tài); 2)管片選型:管片的拼裝點(diǎn)位,根據(jù)盾尾間隙進(jìn)行管片選型,根據(jù)油缸行程差進(jìn)行管片選型,盾構(gòu)間隙與油缸行程之間的關(guān)系; 3)影響管片選型的其他因素:鉸接油缸行程的差值,盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn); 4)管片拼裝:,管片放置場(chǎng)(坑內(nèi)),管片搬運(yùn)臺(tái)車(chē),1.12
9、 管片拼裝,1.13 盾構(gòu)同步注漿,1)同步注漿原理: 2)同步注漿的目的: 3)同步注漿系統(tǒng): 4)注漿材料:良好的和易性,適當(dāng)?shù)某跄龝r(shí)間,較高的早期強(qiáng)度,收縮率要小。 5)配套設(shè)備:拌漿設(shè)備、輸漿設(shè)備、泵送設(shè)備、電氣控制設(shè)備。,1.13 盾構(gòu)同步注漿,6)注漿參數(shù)控制:注漿壓力、注漿量、注漿速度。 7)注漿工藝:盾構(gòu)始發(fā)段同步注漿,盾構(gòu)掘進(jìn)正常段同步注漿,盾構(gòu)掘進(jìn)小半徑曲線段同步注漿,盾構(gòu)掘進(jìn)淺覆土段同步注漿,盾構(gòu)掘進(jìn)大坡度段同步注漿,盾構(gòu)穿越建筑物及重要管線同步注漿,盾構(gòu)掘進(jìn)進(jìn)洞段同步注漿,壁后二次注漿。,1.13 盾構(gòu)同步注漿,8)同步注漿常見(jiàn)問(wèn)題及解決措施:漿液質(zhì)量不符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),沿
10、隧道軸線地層變形量大,單液注漿漿管堵塞,雙液漿管堵塞。,1.13 盾構(gòu)同步注漿,2.1 淺埋暗挖法的定義與原理,礦山法 深埋于堅(jiān)硬巖體中的區(qū)間隧道,采用傳統(tǒng)鉆爆法或懸臂式和門(mén)架式多臂鑿巖車(chē)鉆眼爆破,使用人工或裝渣機(jī)出渣,大型自卸柴油車(chē)運(yùn)輸?shù)拈_(kāi)挖方法。又稱鉆爆法。 a.基本工序:鉆孔裝藥放炮散煙出渣支護(hù)襯砌。 b.輔助工序:測(cè)量放線通風(fēng)排水監(jiān)測(cè)等。,第二節(jié) 淺埋暗挖法,2.1 淺埋暗挖法的定義與原理 2.2 基本要求 2.3 單跨隧道淺埋暗挖方法 2.4 淺埋暗挖法常用的配套技術(shù) 2.5 噴射混凝土 2.6 鋼支撐與鋼筋網(wǎng) 2.7 防水工程 2.8 二次襯砌及混凝土結(jié)構(gòu),2.1 淺埋暗挖法的定義
11、與原理,2. 特點(diǎn):淺埋暗挖法不允許帶水作業(yè),要求開(kāi)挖面具有一定的自立性和穩(wěn)定性,必須輔之與其他配套技術(shù)(如地層加固、降水等),并注重施工方法的選擇。 3.與“新奧法”的關(guān)系: 4.與明(蓋)挖及盾構(gòu)的關(guān)系:,2.2 基本要求,原則:“管超前、嚴(yán)注漿、短開(kāi)挖、強(qiáng)支護(hù)、快封閉、勤量測(cè)”,2.3 單跨隧道淺埋暗挖方法,1)全斷面開(kāi)挖法:適用于較好圍巖,施工速度快、工序少;,2.3 單跨隧道淺埋暗挖方法,2)臺(tái)階法: a、臺(tái)階分類(長(zhǎng)臺(tái)階、中臺(tái)階、短臺(tái)階、微臺(tái)階); b、輔助施工方法:環(huán)狀開(kāi)挖留核心土并設(shè)鎖腳錨管,初次支護(hù)背后注漿,減少圍巖的收斂和拱頂?shù)南鲁痢?臺(tái)階法:,CD法和CRD法(中隔墻法和
12、交叉中隔墻法),1)中隔墻法也稱CD工法,主要適用于地層較差和不穩(wěn)定巖體,且地面沉降要求嚴(yán)格的地下工程施工。當(dāng)CD工法仍不能滿足要求時(shí),可在CD工法的基礎(chǔ)上加設(shè)臨時(shí)仰拱,即所謂的交叉中隔墻法(也稱CRD工法)。 2)CD法和CRD法以臺(tái)階法為基礎(chǔ),將隧道斷面從中間分成46個(gè)部分,使上下臺(tái)階左右各分成23個(gè)部分,每一部分開(kāi)挖并支護(hù)后形成獨(dú)立的閉合單元,CD法和CRD法(中隔墻法和交叉中隔墻法),大斷面暗挖方法,大斷面暗挖主要集中在地鐵車(chē)站及渡線段。主要工法為: 1)洞柱法(PBA法); 2)中洞法; 3)側(cè)洞法等。,洞柱法(PBA法),中洞法,側(cè)洞法,雙側(cè)壁導(dǎo)坑法,雙側(cè)壁導(dǎo)洞法以臺(tái)階法為基礎(chǔ),將
13、隧道斷面分成雙側(cè)壁導(dǎo)洞和上、下臺(tái)階4部分,將大跨度分成3個(gè)小跨度進(jìn)行作業(yè),其雙側(cè)壁導(dǎo)洞尺寸以滿足機(jī)械設(shè)備和施工條件為主確定。,2.4 淺埋暗挖法常用的配套技術(shù),1)超前小鋼管棚; 2)大管棚; 3)小導(dǎo)管注漿: 4)水平旋噴法: 5)地表降水及洞內(nèi)水處理方法: 6)凍結(jié)法: 7)深孔注漿,2.5 噴射混凝土,1)施工機(jī)具選擇; 2)噴射混凝土施工: 3)噴層厚度和強(qiáng)度; 4)回彈量控制: 5)配合比及外加劑:,2.6 鋼支撐與鋼筋網(wǎng),1)鋼支撐:鋼支撐的選材與制作;鋼支撐的運(yùn)輸與安裝; 2)鋼筋網(wǎng):選材、制作、安裝。,2.7 防水工程,1)水泥砂漿防水層 2)防水混凝土結(jié)構(gòu) 3)變形縫(或沉降
14、縫) 4)細(xì)部處理,2.8 二次襯砌及混凝土結(jié)構(gòu),1)模板:足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性,且接縫嚴(yán)密、不得漏漿; 2)二次襯砌: 3)二次襯砌的澆筑: 4)施工縫的留置與處理: 5)混凝土結(jié)構(gòu); 6)二次襯砌有害裂縫的處理; 7)養(yǎng)護(hù):混凝土養(yǎng)護(hù)期不得少于7d,防水混凝土不得少于14d。,二次襯砌,第三節(jié) 盾構(gòu)區(qū)間附屬結(jié)構(gòu)施工,3.1 聯(lián)絡(luò)通道施工,3.1 聯(lián)絡(luò)通道施工,1)施工方法:“隧道內(nèi)水平凍結(jié)加固土體、隧道內(nèi)礦山法開(kāi)挖構(gòu)筑”的全隧道內(nèi)施工方案。 2)技術(shù)要點(diǎn): 3)施工流程:凍結(jié)孔施工、凍結(jié)施工和開(kāi)挖構(gòu)筑物施工; 4)凍結(jié)加固設(shè)計(jì):凍結(jié)帷幕的設(shè)計(jì)要求,凍結(jié)孔布置,測(cè)溫孔布置,卸壓孔布置,制冷設(shè)計(jì);,3.1 聯(lián)絡(luò)通道施工,5)準(zhǔn)備工作:設(shè)備吊運(yùn)及管線鋪設(shè),螺栓復(fù)緊 6)凍結(jié)孔施工:凍結(jié)孔施工順序、凍結(jié)孔的定位,凍結(jié)孔開(kāi)孔及孔口密封裝置,凍結(jié)孔鉆進(jìn)與凍結(jié)管設(shè)置,鉆孔質(zhì)量技術(shù)要求。 7)冷凍站安裝:凍結(jié)站布置與設(shè)備安裝,管路連接、保溫; 8)積極凍結(jié)與維護(hù)凍結(jié):凍結(jié)系統(tǒng)試運(yùn)轉(zhuǎn)與積極凍結(jié),維護(hù)凍結(jié),凍結(jié)施工參數(shù),凍結(jié)質(zhì)量控制程序;,3.1 聯(lián)絡(luò)通道施工,9)開(kāi)挖與構(gòu)筑施工:具備開(kāi)挖凍結(jié)技術(shù)指標(biāo),施工準(zhǔn)備(現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備、鋼管片接縫焊接、預(yù)應(yīng)力支架及安全應(yīng)急門(mén)安裝),開(kāi)挖,臨時(shí)支護(hù),防水層施工,永久支護(hù); 10)收尾工作: 11)融層控制:解凍原則,注漿加固,信息化監(jiān)測(cè); 12)聯(lián)絡(luò)通道的施
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