土压平衡盾构施工工艺标准[详]

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1、土压平衡盾构施工工艺刘鹏军中国铁建重工集团2016年10月1、总则1.1适用范围适用于采用土压平衡式盾构机修建隧道结构的施工。1.2编制参考标准及规范1.2.1地下铁道工程施工及验收规范(GB50299-1999)。1.2.2地下铁道设计规范（GB50157-92）。1.2.3铁路隧道设计规范（TB10003-2001）。1.2.4盾构掘进隧道工程施工验收规范。1.2.5公路隧道施工技术规范(JTJ042－94)。1.2.6公路工程质量检验评定标准(JTGF80/1-2004)。2、术语ZTE系列复合式土压平衡盾构机是中国铁建重工集团通过吸收、消化

2、国外先进技术，根据中国铁建长期盾构施工经验，自行研发具有自主知识产权的大型隧道施工设备，是国务院16项重大技术装备之一，适用于粘土、砂土、砂砾、岩石等地层。土压平衡盾构机由刀盘旋转刀具切削土体，切削后的泥土进入密封土舱，通过螺旋输送机出渣调节土舱压力，土舱内的土压主要是由螺旋输送器的出土量来控制的，出土量多则平衡土压下降，反之则上升，同时还要密切配合刀盘的切削速度和油缸推进速度，使土舱内始终充满泥土而不致挤得过密或过松，达到稳定开挖面的效果。有效控制地表沉降，由螺旋输送机和皮带输送机进行出碴，管片机进行管片衬砌支护，实现隧道全断面一次成形。土压平衡

3、盾构机是一种集机、电、液压、控制、传感、信息技术于一体的隧道施工成套设备，也可称为隧道加工中心，使得隧道施工变成了工厂化、智能化特点，具有掘进快速高效、安全环保可靠、施工质量高等特点，被广泛应用于水利、电力、交通、市政管道等隧道工程。2.1土压平衡盾构铁建重工土压平衡盾构土压平衡盾构工作原理各种刀盘2.2端头加固为确保盾构始发和到达时施工安全，确保地层稳定，防止端头地层发生坍塌或涌漏水等意外情况，根据各始发和到达端头工程地质、水文地质、地面建筑物及管线状况和端头结构等综合分析，确定对洞门端头地层加固形式。端头土体横向加固最小尺寸表直径/m范围/mD

4、＜11＜D＜33≤D＜55＜D＜8简图L(B)1.01.01.52.0H11.01.52.02.5H21.01.01.01.0端头加固防止地层不能自稳，加固一：是保证始发时围护结构凿除后掌子面土体能够保持自稳；加固二：是在盾尾进入洞口防水装置前防止洞口地层涌砂涌水。——加固目的盾构始发端头加固长度端头加固——加固范围加固范围以包裹盾构主机并预留一定的封堵渗漏通道的区域为原则。结合上海、南京、苏州等软土地层的加固实例，加固范围确定为隧道纵向。方向为9米，横向为隧道轮廓线外3m。盾构始发——凿除洞门在检查端头土体加固满足要求后，同时在盾构组装后对洞门进

5、行破除：第一步：先凿除围护结构保护层，并将外层的钢筋全部割除取出，并凿除至剩余内排钢筋；第二步：待盾构机始发时抵拢掌子面和到达时盾构机抵拢围护结构时，割除围护结构内层钢筋，再开始掘进。盾构始发——始发设施安装——始发基座安装始发基座始发基座（发射架）起导向和支撑盾构的作用。在洞门凿除完成之后，依据隧道设计轴线定出盾构始发姿态空间位置，然后反推出始发基座的空间位置，并固定牢固。盾构始发2.3始发架及帘布安装2.4反力架盾构刚开始掘进时，其推力要靠工作井井壁来承担。因此，在盾构与井壁之间需要设传力设施，此设施称为反力架。——反力设施安装反力架是为盾构机

6、前进提供反推力，在安装反力架时，反力架端面应与始发基座水平轴垂直。对反力架固定前应按设计对其进行精确的定位。反力架与工作井结构连接部位的间隙用型钢垫实，以保证反力架脚板有足够的受力面，负环砼管片紧靠在反力架上。以保证混凝土负环管片受力均匀。——始发设施安装盾构始发反力架负环管片负环管片后部型钢支撑2.4添加剂采用土压平衡盾构掘进时，为改善土体的流动性防止其粘附在盾构机上而注入的一些外加剂。添加剂的功能是：辅助切削面的稳定（提高泥土的塑流性和止水性）；减少切削刀具的磨耗；防止土舱内的泥土压密粘附；减少输送机的扭矩和泵的负荷。土舱内的碴土必须具有：良好

7、的塑性和流动性、良好的粘稠度、低的内摩擦力、低的透水性。一般情况下刀盘切削下来的碴土不一定具有这些特性，造成刀盘扭矩大，碴土流动困难，在土压力作用下易压实固结，容易产生泥饼或泥团。根据地层情况，向开挖土舱内注入泡沫、粘土或添加剂，进行强制搅拌，使碴土具有可塑性和不透水性，螺旋机排土顺畅，土舱内的压力容易控制和稳定。添加材的种类及使用功能种类使用功能单一添加剂粘土、膨润土泥土化(补充细粒成分)高分子类不溶性聚合物丙烯类(树脂)吸收自由水、提高止水性淀粉类水溶性聚合物纤维类(CMC纸浆渣)增粘(粘结流动化、减少分离)多糖类负离子类乳胶(硅溶胶)防止喷发

8、、增粘强化、防止粘附表面活性材料(气泡剂等)提高流动性、止水性、防止粘附复合添加剂粘土＋膨润土＋气泡综合提高流动性、止水性