2019一级建造师公路工程章节讲义：公路隧道盾构施工

 　　一、 盾构法工作原理

　　二、 盾构机分类及适用范围 　　盾构机按开挖面是否封闭划分，可分为密闭式和敞开式两类; 　　按平衡开挖面土压与水压的原理不同，密闭式盾构机又可分为土压式和泥水式两种;敞开式盾构机按开挖方式划分，可分为手掘式、半机械式和机械式三种。各类盾构机的适用范围如下： 　　(1)手掘式盾构——可适应各种复杂地层，开挖面可根据地质条件全部敞开，也可采用正面支撑，随开挖随支撑。 　　(2)半机械式盾构 　　挖土装置有铲斗式、切削式和混合式三种形式。铲土式适用于粘土和砂砾混合层，切削式适用于硬粘土和硬砂土层，混合式适用于自立性较好的土层,如遇土质坚硬可安装软岩掘进机的切削头子，其适用范围基本上与手掘式盾构一样。 　　(3)机械式盾构——它适用于各类土层，尤其适用于极易坍塌的砂性土层中的长隧道，可连续掘进挖土。 　　(4)土压平衡盾构——适用于冲积黏土、洪积黏土、砂质土、砂砾、卵石等土层及其互层。 　　(5)泥水平衡盾构——适用于冲积洪积的砂砾、砂、亚粘土、黏土层或多水互层的土层，有涌水工作面不稳定的土层，上部有河川、湖沼、海洋等水压高、水量大的地层。复合盾构适用于地质条件复杂、软硬不均的混合地层。 　　二、盾构施工 　　2.盾构掘进 　　(1)盾构始发及试掘进阶段应符合的要求 　　⑦盾构应在始发段50〜100m进行试掘进，并应根据地质情况、施工监测结果、试掘进经验等因素选用掘进参数。 　　(2)盾构正常掘进阶段应符合的要求 　　①土压平衡盾构掘进，开挖土体应充满土仓，并应核算排土量和开挖量;泥水平衡盾构掘进，泥浆压力与开挖面水土压力、排土量与开挖量应保持平衡。掘进过程中，应采取防止螺旋输送机发生喷涌的措施。 　　③盾构机不宜长时间停机，盾构刀具检查和更换地点应选择地质条件好、地层稳定的地段。在不稳定地层更换刀具时，应采取地层加固或压气法等稳定开挖面措施。维修刀盘应对刀盘前方土体采取加固措施或施作竖井。 　　④盾构设备应在机器停止操作时维修。 　　(3)盾构到达接收阶段应符合的要求 　　①盾构到达前应拆除洞门围护结构,拆除前，工作井端头地基承载力、止水应满足要求：拆除时应控制凿除深度，洞口应安装止水密封装置。 　　③隧道贯通前10环管片应设置管片纵向拉紧装置，贯通后应快速顶推并迅速拼装管片。同时应加强同步注浆和二次补充注浆，盾尾通过洞口后应及时密封管片环与洞门间隙。 　　3.管片制作与拼装 　　(1)管片制作应符合的要求 　　①钢筋混凝土管片模具应具有足够的承载能力、刚度、稳定性和良好的密封性能并符合管片精度要求，管片模具应定期进行检校。 　　②管片应先进行试生产，并随机抽取3环管片进行水平拼装检验，合格后方可正式生产。 　　③钢筋混凝土管片不得有内外贯通裂缝和宽度大于0.2mm的裂缝及混凝土剥落现象。 　　④混凝土管片应进行检漏抽检测试，每生产200环应进行水平拼装检验1次。 　　(2)管片拼装应符合的要求 　　①应根据上一衬砌环姿态、盾构姿态、盾尾间隙等确定管片排序。 　　⑧盾构管片拼装应设专人指挥:管片拼装和吊运范围内不得有人和障碍物;管片拼装时,拼装设备与管片连接应稳固，拼装完的管片应及时固定。 　　4.壁后注浆 　　盾构机掘进应进行同步注浆作业，为提高背衬注浆层的防水性及密实度，还应在同步注浆结束后进行补充注浆，注浆材料性能应符合设计要求。 　　壁后注浆应根据工程地质条件、地表沉降状况、环境要求、设计要求及设备情况 等选择注浆方式和注浆参数。 　　注浆压力应根据地质条件、注浆方式、管片强度、设备性能、浆液特性和隧道埋深 等综合因素确定。 　　同步注浆注浆量、充填系数应根据地层条件、施工状态和环境 要求确定，充填系数宜为1.30〜2.50。 　　注浆速度应根据注浆量、注浆压力和掘进速度 确定。 　　补充注浆的注浆量应根据环境条件和沉降监测结果 等确定，壁后应充填密实。 　　5.盾构施工运输 　　盾构施工运输应符合下列要求： 　　(3)机车安全装置应可靠有效，机车行驶速度不得大于10km/h,经过转弯处或接近岔道时不得大于5km/h，靠近工作面100m距离内不得大于3km/h,并应打铃警示，车尾接近盾构机台车时不得大于3km/h。 　　(4)机车在启动和行驶过程中应启动警铃、电喇叭等警示装置;开车前应前后检查，各类物件应平稳放置、捆绑牢固，不得超载、超宽和超长运输。