盾构工法发展及盾构施工关键技术.ppt

盾构工法发展及盾构施工关键技术(内部培训资料）一．世界盾构技术发展概况1869年——采用Greathead新开发的圆形盾构铸铁管片，在伦敦泰晤士河水底第二条隧道。1887年——气压盾构在南伦敦铁路隧道中应用。
19世纪末～20世纪初——城市隧道工程促进了闭胸式盾构的产生，盾构工法相继传入美国、日本、法国、德国等国家。
20世纪60年代至80年代——盾构工法迅速发展，完善了气压盾构、挤压（网格）盾构、插刀盾构、泥土加压盾构、泥水盾构等，盾构工法在地铁、市政隧道、公路隧道等的建设中得到广泛应用。
20世纪80年代至今——研制出了加气泡盾构，同时大直径盾构、异形断面盾构（方形、椭圆形、马蹄形等）、双圆盾构、三圆盾构等得到发展。二．中国地铁工程盾构技术的发展2000年——北京地铁5号线盾构实验段开始设计施工。
2001年——深圳地铁1号线、南京地铁1号线开始建设。
2002年——北京地铁5号线正式开工，以后4号线、10号线、机场线、地下直径线陆续开工。
2002年——天津地铁1号线开工建设。
2006年——沈阳地铁1号线开工建设。
即将开工建还有设有杭州、哈尔滨、成都、西安等城市。三、北京地铁盾构技术的应用2000年9月，北京城建集团首次成功地将φ6000的大断面土压平衡盾构机应用于北京地铁五号线北新桥站至雍和宫站长680m的试验段隧道施工，为北京地铁进一步推广盾构施工技术创造了条件。
此后涌现大批盾构机应用于地铁五号线、十号线、四号线及机场线等工程，目前北京地铁施工投入的盾构机达17台。目前在建工程的设计线路总长度为112.7公里，总车站数74座（其中地下站64座，地面及高架站10座），地下区间总长81.3公里（其中明挖区间4.2公里，占5％，盾构法区间34.2公里，占42％，矿山法区间42.9公里53％），高架及地面区间31.4公里。
目前正在进行施工招标的地铁9号线全长16.4km，区间全部为地下线，共设车站14座，13个区间中有8个区间采用盾构，盾构推进总长度达15Km（单线延米），拟投入5台加泥式土压平衡盾构施工，其中一台为带滚刀的复合盾构。
明年北京的计划开工建设的计划是“保4争6”，9号线、10号线二期、亦庄线、8号线、6号线、顺义线等将相继开工建设。顺便提到的是，南水北调工程、市政工程也将大量采用盾构，北京的盾构市场已全面启动。四．盾构施工关键技术4.1.4．掘进过程中不断地对盾尾密封钢丝刷注入油脂，避免盾尾密封破坏；
4.1.5．拼装管片时，严防盾构机后退，确保正面土体稳定。
4.1.6．同步注浆量控制。及时进行同步注浆，使管片衬砌尽早支承地层，防止地层沉陷，同时根据监测情况来调整同步注浆量和注浆压力，既不能因过少、过小而造成河底沉降，也不能因过多、过大而造成河底隆起破坏,使河水涌入隧道。
4.1.7．进度控制。为保证盾构顺利过河，过河时盾构应确保连续均衡施工。要配备足够的值班维修人员，一旦盾构机械发生故障能够及时进行处理，确保盾构推进顺利进行。
例如南京地铁在三山街至中华门盾构区间,需穿越内秦淮河。该处覆土很薄,在原河床条石基础下深度1.5m范围基本为碎石、碎砖等建筑垃圾,且盾构离抗浮板底只有80cm，造成上部覆土不能加固密实,容易产生漏水、漏泥,使得隧道上部压力过小,隧道会产生向上漂移、下部产生空隙的现象。另外,盾构掘进时难以控制,盾构容易出现偏移。因此,盾构穿越内秦淮河施工时采取了如下措施:将碎石、碎砖等建筑垃圾清除并覆土回填,在其上面浇70cm厚的抗浮板；在顶板下对盾构正面土体进行压密注浆加固,注浆孔采用内径100mm的PVC管,加固深度为7m,孔位间距、孔位排距均为1m；在盾构两侧各做一排钻孔灌注桩。4.2盾构隧道沉降控制地面变形的一般规律图沉陷事故照片4.2.1减少对开挖面地层的扰动:4.2.2做好盾尾建筑空隙的充填压浆4.3盾构近距离穿越重要构筑物的施工4.3.1在实施前必须对穿越区域的地质水文及地形进行调查，并根据该构筑物位置形状材质强度用途、允许变形量、选用的盾构机型及距盾构的相对位置等设计条件，进行施工影响程度的计算和评估，制定详细的施工方案；
4.3.2穿越前必须在被保护的构筑物上设置精密监测系统，在穿越过程中根据盾构与该构筑物的相对位置以及监测系统的即时监测数据，综合调控施工步骤及参数；
4.3.3盾构在穿越构筑物期间应严格控制推进速度，对一般地层推进速度≤10mm/min为宜，困难区段6-8mm/min。
4.3.4合理精确地设定土压力是施工关键，尤其是在盾构接近构筑物开始产生影响至盾构头部到达构筑物下方期间。同时必须考虑盾构从建筑物下方穿越时的土压力损失值，严格防止超挖和欠挖；
4.3.5土压平衡盾构施工时，必须充分考虑开挖土体的流动性。必要时向开挖面适量加注泥浆或水，亦可采用气泡掘进工法