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1K413033掌握盾构掘进技术本条文以密闭式盾构为例简要介绍掘进技术。$lesson$
一、盾构法施工现场如图1K413012-5所示,其主要施工步骤为:
(一)一段隧道的起始端和终止端各建一个工作井(城市地铁一般利用车站的端头)作为始发或接受工作井。
(二)盾构在始发工作井内安装就位。
(三)依靠盾构千斤顶推力(作用在工作井后壁或新拼装好的衬砌上)将盾构从起始工作井的墙壁开孔处推出。
(四)盾构在地层中沿着设计轴线推进,在推进的同时不断出土(泥)和安装衬砌管片。
(五)及时向衬砌背后的空隙注浆,防止地层移动和固定衬砌环位置。
(六)盾构进入接收工作井并被拆除,如施工需要,也可穿越工作井再向前推进。
盾构掘进控制的目的是确保开挖面稳定的同时,构筑隧道结构、维持隧道线形、及早填充盾尾空隙。因此,开挖控制、一次衬砌、线形控制和注浆构成了盾构掘进控制四要素。施工前必须根据地质条件、隧道条件、环境条件、设计要求等,在试验的基础上,确定具体控制内容与参数;施工中根据包括量测监控的各项数据调整控制参数,才能确保实现施工安全、施工质量、施工工期与施工成本预期目标。
二、开挖控制
开挖控制的根本目的是确保开挖面稳定。
土压式盾构与泥水式盾构的开挖控制内容略有不同。
(一)土压(泥水压)控制
1.土压式盾构,以土压和塑流性改良控制为主,辅以排土量、盾构参数控制。泥水式盾构,以泥水压和泥浆性能控制为主,辅以排土量控制。
2.开挖面的土压(泥水压)控制值,按地下水压(间隙水压)+土压十预备压设定。
(1)地下水压可从钻孔数据正确掌握,但要考虑季节性变动。靠近河流等场合,要考虑水面水位变动的影响。
(2)土压有静止土压、主动土压和松弛土压,要根据地层条件区别使用。按静止土压设定控制土压,是开挖面不变形的最理想土压值,但控制土压相当大,必须加大设备装备能力。主动土压是开挖面不发生坍塌的临界压力,控制土压最小。地质条件良好、覆土深、能形成土拱的场合,可采用松弛土压。
(3)预备压,用来补偿施工中的压力损失,土压式盾构通常取10~20kN/m2,泥水式盾构通常取20~50kN/m2。
3.计算土压(泥水压)控制值时,一般沿隧道轴线取适当间隔(例如20m),按各断面的土质条件,计算出上限值与下限值,并根据施工条件在其范围内设定。土体稳定性好的场合取低值,地层变形要求小的场合取高值。
(上限值)p一-地下水压十静止土压十预备压
(下限值)Pmin= 地下水压+(主动土压或松弛土压)+预备压
为使开挖面稳定,土压(泥水压)变动要小,变动大的情况下,一般开挖面不稳定。
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