盾构施工技术优秀PPT.ppt
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1、盾构施工技术盾构施工技术现在学习的是第1页,共23页盾构施工培训盾构施工培训n n第一篇地层加固n n第二篇管片选型管片选型n n第三篇 同步、二次注浆 n n第四篇隧道防水隧道防水现在学习的是第2页,共23页一、地层加固一、地层加固n n高压旋喷桩 1、高压旋喷桩工法的原理、高压旋喷桩工法的原理2、高高压压旋旋喷喷桩桩工工法法的的特特点点*可加固指定地层*可加固细颗粒沙土层*可形成隔水帷幕*使用灵活方便*环保(回收利用排除泥浆)3、高高压压旋旋喷喷桩桩工工法法的的适适用用范范围围现在学习的是第3页,共23页高压旋喷桩施工高压旋喷桩施工高压旋喷高压旋喷施工示意图施工示意图现在学习的是第4页,共
2、23页地层加固地层加固n n深层搅拌桩 1、深层搅拌桩工法的原理、深层搅拌桩工法的原理2、深深层层搅搅拌拌桩桩工工法法的的特特点点*固化桩与地基构成复合地基*可独立支护挡土*形成隔水帷幕*环境污染小*操作简单方便、造价底3、深深层层搅搅拌拌桩桩工工法法的的适适用用范范围围现在学习的是第5页,共23页第二篇第二篇 管片选型1 1 1 1、管片选型的原则、管片选型的原则、管片选型的原则、管片选型的原则1.1 1.1 1.1 1.1 管片选型要适合隧道设计线路管片选型要适合隧道设计线路管片选型要适合隧道设计线路管片选型要适合隧道设计线路 依照曲线的圆心角与转弯环产生的偏转角的关系,可以计算出区间线依
3、照曲线的圆心角与转弯环产生的偏转角的关系,可以计算出区间线依照曲线的圆心角与转弯环产生的偏转角的关系,可以计算出区间线依照曲线的圆心角与转弯环产生的偏转角的关系,可以计算出区间线路曲线段的转弯环与标准环的布置方式。路曲线段的转弯环与标准环的布置方式。路曲线段的转弯环与标准环的布置方式。路曲线段的转弯环与标准环的布置方式。转弯环偏转角的计算公式:转弯环偏转角的计算公式:转弯环偏转角的计算公式:转弯环偏转角的计算公式:转弯环偏转角的计算公式:转弯环偏转角的计算公式:转弯环偏转角的计算公式:转弯环偏转角的计算公式:=2=2arctg/D=2=2arctg/D=2=2arctg/D=2=2arctg/
4、D式中:式中:式中:式中:转弯环的偏转角转弯环的偏转角转弯环的偏转角转弯环的偏转角转弯环的最大楔形量的一半转弯环的最大楔形量的一半转弯环的最大楔形量的一半转弯环的最大楔形量的一半 D D D D管片直径管片直径管片直径管片直径现在学习的是第6页,共23页第二篇第二篇 管片选型将数据代入得出将数据代入得出将数据代入得出将数据代入得出 0.36290.3629根据圆心角的计算公式:根据圆心角的计算公式:根据圆心角的计算公式:根据圆心角的计算公式:180L/R180L/R式中:式中:式中:式中:LL一段线路中心线的长度一段线路中心线的长度一段线路中心线的长度一段线路中心线的长度RR曲线半径曲线半径曲
5、线半径曲线半径而而而而 ,将之代入,得出,将之代入,得出,将之代入,得出,将之代入,得出L L值值值值上式表明,可以算出圆曲线拼装关系,结合线路就可以上式表明,可以算出圆曲线拼装关系,结合线路就可以上式表明,可以算出圆曲线拼装关系,结合线路就可以上式表明,可以算出圆曲线拼装关系,结合线路就可以将管片大致排列出来。将管片大致排列出来。将管片大致排列出来。将管片大致排列出来。现在学习的是第7页,共23页第二篇第二篇 管片选型1.2 1.2 管片选型要适应盾构机姿态管片选型要适应盾构机姿态管片选型要适应盾构机姿态管片选型要适应盾构机姿态 管片是在盾尾内拼装,所以不可避免地受到盾构机姿态的约管片是在盾
6、尾内拼装,所以不可避免地受到盾构机姿态的约管片是在盾尾内拼装,所以不可避免地受到盾构机姿态的约管片是在盾尾内拼装,所以不可避免地受到盾构机姿态的约制。管片平面应尽量垂直于盾构机轴线,也就是盾构机的制。管片平面应尽量垂直于盾构机轴线,也就是盾构机的制。管片平面应尽量垂直于盾构机轴线,也就是盾构机的制。管片平面应尽量垂直于盾构机轴线,也就是盾构机的推进油缸能垂直地推在管片上,这样可以使管片受力均匀,推进油缸能垂直地推在管片上,这样可以使管片受力均匀,推进油缸能垂直地推在管片上,这样可以使管片受力均匀,推进油缸能垂直地推在管片上,这样可以使管片受力均匀,掘进时不会产生管片破损。同时也兼顾管片与盾尾之
7、间地掘进时不会产生管片破损。同时也兼顾管片与盾尾之间地掘进时不会产生管片破损。同时也兼顾管片与盾尾之间地掘进时不会产生管片破损。同时也兼顾管片与盾尾之间地间隙,避免盾构机与管片发生碰撞而损坏管片。在实际掘间隙,避免盾构机与管片发生碰撞而损坏管片。在实际掘间隙,避免盾构机与管片发生碰撞而损坏管片。在实际掘间隙,避免盾构机与管片发生碰撞而损坏管片。在实际掘进过程中,盾构机因为地质不均、推力不均等原因,经常进过程中,盾构机因为地质不均、推力不均等原因,经常进过程中,盾构机因为地质不均、推力不均等原因,经常进过程中,盾构机因为地质不均、推力不均等原因,经常要偏离隧道设计线路。所以当盾构机偏离设计线路或
8、进行要偏离隧道设计线路。所以当盾构机偏离设计线路或进行要偏离隧道设计线路。所以当盾构机偏离设计线路或进行要偏离隧道设计线路。所以当盾构机偏离设计线路或进行纠偏时,都要十分注意管片选型,避免发生重大事故。纠偏时,都要十分注意管片选型,避免发生重大事故。纠偏时,都要十分注意管片选型,避免发生重大事故。纠偏时,都要十分注意管片选型,避免发生重大事故。现在学习的是第8页,共23页第二篇第二篇 管片选型2.1 2.1 管片的拼装点位管片的拼装点位管片的拼装点位管片的拼装点位转弯环在实际拼装过程中,可以根据不同的拼装点位来控制不同方向上转弯环在实际拼装过程中,可以根据不同的拼装点位来控制不同方向上转弯环在
9、实际拼装过程中,可以根据不同的拼装点位来控制不同方向上转弯环在实际拼装过程中,可以根据不同的拼装点位来控制不同方向上的偏移量。这里所说的拼装点位是管片拼装时的偏移量。这里所说的拼装点位是管片拼装时的偏移量。这里所说的拼装点位是管片拼装时的偏移量。这里所说的拼装点位是管片拼装时K K块所在的位置。区块所在的位置。区块所在的位置。区块所在的位置。区间的管片拼装点位为在圆周上按时钟分成间的管片拼装点位为在圆周上按时钟分成间的管片拼装点位为在圆周上按时钟分成间的管片拼装点位为在圆周上按时钟分成1212个点,即管片拼装的个点,即管片拼装的个点,即管片拼装的个点,即管片拼装的1212个点位,相邻点位的旋转
10、角度为个点位,相邻点位的旋转角度为个点位,相邻点位的旋转角度为个点位,相邻点位的旋转角度为3636。由于是错缝拼装,所以相邻。由于是错缝拼装,所以相邻。由于是错缝拼装,所以相邻。由于是错缝拼装,所以相邻两块管片的点位不能相差两块管片的点位不能相差两块管片的点位不能相差两块管片的点位不能相差2 2的整数倍。一般情况下,本着有利于隧的整数倍。一般情况下,本着有利于隧的整数倍。一般情况下,本着有利于隧的整数倍。一般情况下,本着有利于隧道防水的要求,都只使用上部道防水的要求,都只使用上部道防水的要求,都只使用上部道防水的要求,都只使用上部6 6个点位。根据工程实际情况,选择个点位。根据工程实际情况,选
11、择个点位。根据工程实际情况,选择个点位。根据工程实际情况,选择拼装不同点位的转弯环,就可以得到不同方向的楔形量(如左、拼装不同点位的转弯环,就可以得到不同方向的楔形量(如左、拼装不同点位的转弯环,就可以得到不同方向的楔形量(如左、拼装不同点位的转弯环,就可以得到不同方向的楔形量(如左、右、上、下等)。右、上、下等)。右、上、下等)。右、上、下等)。现在学习的是第9页,共23页第二篇第二篇 管片选型2.2 2.2 根据盾尾间隙进行管片选型根据盾尾间隙进行管片选型根据盾尾间隙进行管片选型根据盾尾间隙进行管片选型通常将盾尾与管片之间的间隙叫盾尾间隙。如果盾尾间通常将盾尾与管片之间的间隙叫盾尾间隙。如
12、果盾尾间通常将盾尾与管片之间的间隙叫盾尾间隙。如果盾尾间通常将盾尾与管片之间的间隙叫盾尾间隙。如果盾尾间隙过小,盾壳上的力直接作用在管片上,则盾构机隙过小,盾壳上的力直接作用在管片上,则盾构机隙过小,盾壳上的力直接作用在管片上,则盾构机隙过小,盾壳上的力直接作用在管片上,则盾构机在掘进过程中盾尾将会与管片发生摩擦、碰撞。轻在掘进过程中盾尾将会与管片发生摩擦、碰撞。轻在掘进过程中盾尾将会与管片发生摩擦、碰撞。轻在掘进过程中盾尾将会与管片发生摩擦、碰撞。轻则增加盾构机向前掘进的阻力,降低掘进速度,重则增加盾构机向前掘进的阻力,降低掘进速度,重则增加盾构机向前掘进的阻力,降低掘进速度,重则增加盾构机
13、向前掘进的阻力,降低掘进速度,重则造成管片错台(在越三盾构工程中,就是通过调则造成管片错台(在越三盾构工程中,就是通过调则造成管片错台(在越三盾构工程中,就是通过调则造成管片错台(在越三盾构工程中,就是通过调整盾构间隙,大大减少管片错台量),盾构一边间整盾构间隙,大大减少管片错台量),盾构一边间整盾构间隙,大大减少管片错台量),盾构一边间整盾构间隙,大大减少管片错台量),盾构一边间隙过小,另一边相应变大,这时盾尾尾刷密封效果隙过小,另一边相应变大,这时盾尾尾刷密封效果隙过小,另一边相应变大,这时盾尾尾刷密封效果隙过小,另一边相应变大,这时盾尾尾刷密封效果降低,在注浆压力作用下,水泥浆很容易渗漏
14、出来,降低,在注浆压力作用下,水泥浆很容易渗漏出来,降低,在注浆压力作用下,水泥浆很容易渗漏出来,降低,在注浆压力作用下,水泥浆很容易渗漏出来,破环盾尾的密封效果。破环盾尾的密封效果。破环盾尾的密封效果。破环盾尾的密封效果。现在学习的是第10页,共23页第二篇第二篇 管片选型2.3 2.3 根据油缸行程差进行管片选型根据油缸行程差进行管片选型根据油缸行程差进行管片选型根据油缸行程差进行管片选型盾构机是依靠推进油缸顶推在管片上所产生的反力向前掘进的,我们把推进油缸盾构机是依靠推进油缸顶推在管片上所产生的反力向前掘进的,我们把推进油缸盾构机是依靠推进油缸顶推在管片上所产生的反力向前掘进的,我们把推
15、进油缸盾构机是依靠推进油缸顶推在管片上所产生的反力向前掘进的,我们把推进油缸按上、下、左、右四个方向分成四组。而每一个掘进循环这四组油缸的行按上、下、左、右四个方向分成四组。而每一个掘进循环这四组油缸的行按上、下、左、右四个方向分成四组。而每一个掘进循环这四组油缸的行按上、下、左、右四个方向分成四组。而每一个掘进循环这四组油缸的行程的差值反应了盾构机与管片平面之间的空间关系,可以看出下一掘进循程的差值反应了盾构机与管片平面之间的空间关系,可以看出下一掘进循程的差值反应了盾构机与管片平面之间的空间关系,可以看出下一掘进循程的差值反应了盾构机与管片平面之间的空间关系,可以看出下一掘进循环盾尾间隙的
16、变化趋势。由图环盾尾间隙的变化趋势。由图环盾尾间隙的变化趋势。由图环盾尾间隙的变化趋势。由图2 2可以看出,当管片平面不垂直于盾构机轴可以看出,当管片平面不垂直于盾构机轴可以看出,当管片平面不垂直于盾构机轴可以看出,当管片平面不垂直于盾构机轴线时,各组推进油缸的行程就会有差异,当这个差值过大时,推进油缸的线时,各组推进油缸的行程就会有差异,当这个差值过大时,推进油缸的线时,各组推进油缸的行程就会有差异,当这个差值过大时,推进油缸的线时,各组推进油缸的行程就会有差异,当这个差值过大时,推进油缸的推力就会在管片环的径向产生较大的分力,从而影响已拼装好的隧道管片推力就会在管片环的径向产生较大的分力,
17、从而影响已拼装好的隧道管片推力就会在管片环的径向产生较大的分力,从而影响已拼装好的隧道管片推力就会在管片环的径向产生较大的分力,从而影响已拼装好的隧道管片以及掘进姿态。同时也可以看出如果继续拼装标准环的话,下部的盾尾间以及掘进姿态。同时也可以看出如果继续拼装标准环的话,下部的盾尾间以及掘进姿态。同时也可以看出如果继续拼装标准环的话,下部的盾尾间以及掘进姿态。同时也可以看出如果继续拼装标准环的话,下部的盾尾间隙将会进一步减小。通常我们以各组油缸行程的差值的大小来判断是否应隙将会进一步减小。通常我们以各组油缸行程的差值的大小来判断是否应隙将会进一步减小。通常我们以各组油缸行程的差值的大小来判断是否
18、应隙将会进一步减小。通常我们以各组油缸行程的差值的大小来判断是否应该拼装转弯环,在两个相反的方向上的行程差值超过该拼装转弯环,在两个相反的方向上的行程差值超过该拼装转弯环,在两个相反的方向上的行程差值超过该拼装转弯环,在两个相反的方向上的行程差值超过40mm40mm时,就应该拼时,就应该拼时,就应该拼时,就应该拼装转弯环进行纠偏,拼装一环转弯环对油缸行程的调整量见表装转弯环进行纠偏,拼装一环转弯环对油缸行程的调整量见表装转弯环进行纠偏,拼装一环转弯环对油缸行程的调整量见表装转弯环进行纠偏,拼装一环转弯环对油缸行程的调整量见表1 1,也就是,也就是,也就是,也就是拼装拼装拼装拼装1 1环环环环1
19、212点左转弯环,可以使左、右两组的油缸行程差缩小点左转弯环,可以使左、右两组的油缸行程差缩小点左转弯环,可以使左、右两组的油缸行程差缩小点左转弯环,可以使左、右两组的油缸行程差缩小38mm38mm。现在学习的是第11页,共23页第二篇第二篇 管片选型n n2.4、盾构间隙与油缸行程之间的关系、盾构间隙与油缸行程之间的关系n n在进行管片选型的时候,既要考虑盾尾间在进行管片选型的时候,既要考虑盾尾间隙,又要考虑油缸行程的差值。而油缸行隙,又要考虑油缸行程的差值。而油缸行程的差值更能反映盾构机与管片平面的空程的差值更能反映盾构机与管片平面的空间关系,通常情况下应把油缸行程的差值间关系,通常情况下
20、应把油缸行程的差值作为管片选型的主要依据,只有在盾尾间作为管片选型的主要依据,只有在盾尾间隙接近于警戒值(隙接近于警戒值(25mm)时,才根据盾)时,才根据盾尾间隙进行管片选型。尾间隙进行管片选型。现在学习的是第12页,共23页第三篇第三篇 同步、二次注浆 1.1.注浆的目的注浆的目的注浆的目的注浆的目的n n (一)控制地表沉降。注浆的最重要目的就是及时填充施工间隙,防止(一)控制地表沉降。注浆的最重要目的就是及时填充施工间隙,防止(一)控制地表沉降。注浆的最重要目的就是及时填充施工间隙,防止(一)控制地表沉降。注浆的最重要目的就是及时填充施工间隙,防止因间隙的存在导致地层较大变形或坍塌。因
21、间隙的存在导致地层较大变形或坍塌。因间隙的存在导致地层较大变形或坍塌。因间隙的存在导致地层较大变形或坍塌。n n(二)控制管片的稳定性,提高管片与围岩的共同作用力。用具备一定早(二)控制管片的稳定性,提高管片与围岩的共同作用力。用具备一定早(二)控制管片的稳定性,提高管片与围岩的共同作用力。用具备一定早(二)控制管片的稳定性,提高管片与围岩的共同作用力。用具备一定早期强度的浆液及时填充施工间隙,可以确保管片衬砌早期和后期的稳定。期强度的浆液及时填充施工间隙,可以确保管片衬砌早期和后期的稳定。期强度的浆液及时填充施工间隙,可以确保管片衬砌早期和后期的稳定。期强度的浆液及时填充施工间隙,可以确保管
22、片衬砌早期和后期的稳定。盾构隧道是一种管片衬砌与围岩共同作用的结构稳定的构造物,均匀、迷盾构隧道是一种管片衬砌与围岩共同作用的结构稳定的构造物,均匀、迷盾构隧道是一种管片衬砌与围岩共同作用的结构稳定的构造物,均匀、迷盾构隧道是一种管片衬砌与围岩共同作用的结构稳定的构造物,均匀、迷失地注入和充填管片背面空隙是确保涂鸦均匀作用的前提条件。失地注入和充填管片背面空隙是确保涂鸦均匀作用的前提条件。失地注入和充填管片背面空隙是确保涂鸦均匀作用的前提条件。失地注入和充填管片背面空隙是确保涂鸦均匀作用的前提条件。n n(三)提高隧道抗渗能力。盾尾注浆液凝固后,一般有一定抗渗(三)提高隧道抗渗能力。盾尾注浆液
23、凝固后,一般有一定抗渗(三)提高隧道抗渗能力。盾尾注浆液凝固后,一般有一定抗渗(三)提高隧道抗渗能力。盾尾注浆液凝固后,一般有一定抗渗性能,可作为隧道的第一道止水防线,提高隧道抗渗性能。性能,可作为隧道的第一道止水防线,提高隧道抗渗性能。性能,可作为隧道的第一道止水防线,提高隧道抗渗性能。性能,可作为隧道的第一道止水防线,提高隧道抗渗性能。n n(四)预防盾尾水源流入密封土舱而造成的喷涌。在复合地层施工时,如果施(四)预防盾尾水源流入密封土舱而造成的喷涌。在复合地层施工时,如果施(四)预防盾尾水源流入密封土舱而造成的喷涌。在复合地层施工时,如果施(四)预防盾尾水源流入密封土舱而造成的喷涌。在复
24、合地层施工时,如果施工间隙没有得到良好填充,在很长的一段距离内与地下水系连成一体,该水洗工间隙没有得到良好填充,在很长的一段距离内与地下水系连成一体,该水洗工间隙没有得到良好填充,在很长的一段距离内与地下水系连成一体,该水洗工间隙没有得到良好填充,在很长的一段距离内与地下水系连成一体,该水洗通过盾壳与土体之间的缝隙流至开挖面,将对开挖面形成一股较大的水压,造通过盾壳与土体之间的缝隙流至开挖面,将对开挖面形成一股较大的水压,造通过盾壳与土体之间的缝隙流至开挖面,将对开挖面形成一股较大的水压,造通过盾壳与土体之间的缝隙流至开挖面,将对开挖面形成一股较大的水压,造成喷涌。良好的注浆可以截断盾尾水源,
25、减少喷涌发生的机会。成喷涌。良好的注浆可以截断盾尾水源,减少喷涌发生的机会。成喷涌。良好的注浆可以截断盾尾水源,减少喷涌发生的机会。成喷涌。良好的注浆可以截断盾尾水源,减少喷涌发生的机会。现在学习的是第13页,共23页第三篇第三篇 同步、二次注浆 2.2.同步注浆与即时注浆同步注浆与即时注浆同步注浆与即时注浆同步注浆与即时注浆 同步注浆是通过同步注浆系统及盾尾的注浆管,在盾构向前推进盾尾空隙形成的同时同步注浆是通过同步注浆系统及盾尾的注浆管,在盾构向前推进盾尾空隙形成的同时同步注浆是通过同步注浆系统及盾尾的注浆管,在盾构向前推进盾尾空隙形成的同时同步注浆是通过同步注浆系统及盾尾的注浆管,在盾构
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