盾构始发接收ppt课件.ppt
,土压平衡盾构的始发与接收技术,提 纲,前言1、概述2、典型地层的端头加固3、始发与接收要点4、一些特殊的始发与接收方案介绍5、盾构始发姿态控制措施6、盾构导向与轴线偏差控制注意事项7、应急预案的编制要点,前 言 盾构在复杂地质条件下的始发与接收是盾构法施工较突出的风险点，发生过一些事故，有些后果严重，应给予充分重视。,前言,典型案例,1、杭州地铁四号线某区间接收后透水、流砂事故：端头上方为粉细砂层，采用冷冻法加固，隧道埋深19m，水位在地下1.5m。,原因：冻结体消融形成漏水缝隙。措施：油性聚氨酯封堵，应选择 正确的封堵位置。,2、南京地铁二号线某区间盾构破除洞口后涌水涌砂事故,原因：加固体开挖断面和盾构外壳之间的缝隙没有可靠封堵，刀盘破土后停顿了10余小时，没有完成全部接收封堵洞门工序。,3、广州某水利工程盾构到达富水砂层，承压水，到达推出后发生坍塌,4、无锡地铁盾构接收,原因：加固体和围护结构之间的结合部加固不到位。处理：强行推出后采用旋喷桩切断水源后封堵洞门。,5、始发洞门涌水事故 事件：盾尾进入洞门密封圈后，并开始出现漏水现象，地面硬化层开裂、下沉。原因：洞门顶部压板外翻，B板脱落，加固体质量不良。,处理方法,在洞内进行双液注浆处理,对脱出的环板回加固,6、成都地铁某区间盾构始发后盾构掘进65环竖直方向偏离轴线2100mm,原因：1、导向系统数据输入错误。2、缺人工复核。3、没有分析VMT中的数据。,7、天津地铁某区间盾构始发后主轴承损坏盾构退出,盾构始发前对盾构机的适应性、可靠性的评审极其重要,减小风险、防止事故的认识,通过对盾构工法原理与工况的深入认识、针对不同的地质与环境条件，采用适宜的技术方案和措施，加强技术管理、现场管理，盾构始发与接收的风险是可控的,1.概 述,1.1 定义与主要工作内容 1.1.1 盾构始发 盾构由工作井（始发井）进入正常掘进的一段施工过程。准备阶段：端头加固、托架、反力架、盾构就位等。始发阶段：凿除洞门至盾构主机完全进入地层并建立土压平衡、实施同步注浆的过程。扩延阶段：负环管片得以拆除，掘进参数得到优选，进入正常掘进。,1、概述,1、概述,1.1.2 盾构接收 盾构临近及进入另一工作井（接收井）的一段施工过程。准备阶段：一般指距到达洞门约100m的一定距离；联系测量、加密测量，保证贯通精度；加强管片连接；托架准备等。临近阶段：凿除洞门，盾构进入加固区；封闭漏水通道。接收阶段：盾构破除洞口土体，完全进入接收井，管片与洞门可靠封闭。,1、概述,接收托架安装完成,1、概述,盾构接收,1.2 始发与接收的基本工况与要求,1、概述,（1）盾构始发与接收时需拆除钢筋混凝土的围护结构，要求裸露的土体应稳定、无漏水；（2）因始发与接收是一段工作过程，盾构在此期间逐渐建压（或逐渐减压、失压），不能达到理想的土压平衡状态，难以支撑端头区域的水土压力。要求距洞门一定距离、一定范围的土体保持稳定及无漏水的状态；,盾构始发第一阶段模拟图,刀盘初始切削土体、填充土仓、逐渐建立反力，有一个过程。其间，掌子面的平衡与无漏水状态由加固土体保证。,1、概述,接收阶段模拟图,接收阶段，需逐渐降低土压直至降为0，以确保洞门不发生坍塌。加固土体作为重力式挡土墙越来越薄。,1、概述,1.3 始发与接收的易发生的问题及原因,1.3.1 问题（1）拆除围护结构：裸露的洞门土体坍塌、涌水，端头地面沉降、坍塌；（2）盾构破除加固区土体：漏水、沉降；涌水、涌砂、危及隧道；（3）盾构在逐渐建压（或逐渐减压）过程中，地面沉降；（4）盾构始发姿态偏差（5）隧道轴线偏差,1、概述,1.3.2 原因（1）加固方案不适宜；（2）加固范围内的质量未达到设计要求（强度、渗透系数、均匀状态）；（3）漏水通道未封闭（开挖断面大于盾构外径形成漏水通道）；（4）始发与接收方案与工艺不适宜；（5）测量、导向出现失误；,2.典型地层的端头加固方案推荐,洞口部位土体处于不稳定地层时，应对盾构始发和到达部位的一定范围进行地层加固；加固土体应达到自稳的强度及止水效果，并根据强度计算及工法的适用特点选择加固方法。,2、端头加固,2.1 典型地层的端头加固方案推荐2.1.1 粘土、黄土、残积土等 条件：无水；有水，C、值较高，但能实现可靠降水效果；推荐方案：素混凝土桩、墙挡土加固（+降水）,2、端头加固,2.1.2 粉土、淤泥质土、淤泥 条件：有水，C、值较低 推荐方案：旋喷桩（或搅拌桩、注浆等）加固止水+降水 设备地层与加固深度 工艺参数经试桩确定 加固时机基坑结合部围护结构的稳定与变形 检查验收强度、咬合、均匀性、透水性,2.1.3 富水、承压水砂等地层（1）基坑主体采用连续墙设计（一般墙趾深入隔水层）时，推荐加固方法：素混凝土连续墙围蔽端头+适度旋喷桩加固（可不咬合）+降水 与主体围护结构同时设计、预留接口、同时施工，（端头接口部位设计为T型接口，增强隔水效果）。,2、端头加固,（2）当用其他方法难以达到稳定开挖面土体时，采用冻结法可取得较好的效果，可使不稳定的含水地层能形成强度很高的冻土体，形成完整的防水屏蔽，起到隔水和挡土墙的作用。,2、端头加固,（3）水平注浆深埋砂层，旋喷难以达到效果；补强、堵水；止浆墙、杯口要可靠，注浆压力能上去；前进式注浆工艺,2.2 加固范围,2、端头加固,（1）地层与地下水特性（水、砂层）（2）盾构机长度（3）盾构机中盾圆周径向孔位置（冷冻加固）,3.始发与接收要点,3、要点,（1）制定始发、到达施工方案及应急预案。（2）做好端头加固及各项准备工作。（3）严格按制定的施工方案施工，加强对地表、地面建筑、地下埋设物、始发反力后背等的观察和监测。（4）正确测定和控制盾构机位置和姿态，防止下沉、载头。（5）可靠测量，多方法复测，保证隧道轴线正确。,3.1.1 始发作业流程,3.1 始发,（1）盾构始发基座 应能承受盾构机的荷载，规定正确的始发方向，稳固并有防盾构旋转措施，对始发时的偏压保持有充分的强度。始发基座台面高度偏差不大于30mm，前端左右高程偏差不大于20mm，始发基座与隧道轴线偏差不大于5；（2）洞门密封装置的内径略大于盾构外径，密封圈必须考虑盾构始发洞口的净空和其材质、形状和尺寸。必须牢固地固定在盾构始发洞口上。在洞门密封压板上设置防反转装置。,3.1.2 始发要点,（3）始发反力架应满足承受盾构推力的足够强度和刚度；由正式管片起始位置确定负环管片和反力架位置；反力架基面要有足够的平整度。（4）负环管片定位时，管片横断面应与隧道轴线垂直。（5）凿除洞门范围钢筋混凝土，应检查始发洞口净空尺寸，确保没有钢筋、混凝土侵入设计轮廓范围之内。（6）采用设置承台等措施，防止盾构机机头下降。（7）始发前应对盾构姿态作复核、检查，盾构位置应准确，盾构轴线应与隧道轴线重合。,（8）盾构始发掘进应满足以下要求：采取小推力、低扭矩始发掘进。刀盘进入洞门前，在边缘刀具和橡胶密封圈上涂抹油脂，避免损坏洞门密封装置。对脱出盾尾的负环管片应及时进行加固，以保证在传递推力过程中管片不浮动及下沉变位。最初的管片安装保持良好的真圆度 初始掘进过程中必须加强对地面沉降监测并及时反馈分析，不断调整盾构掘进施工参数。（9）盾尾完全进入接收井后以后调整洞门密封，采用同步注浆及二次注浆将管片与洞门可靠封闭。,3.2 接收的要点,3.2.1 盾构到达施工应满足以下要求：（1）在距离接收井100m对盾构位置进行准确测量，同时应对接收洞门位置进行复核测量，确定盾构姿态及纠偏计划；纠偏应逐步完成，每一环纠偏量不能过大。（2）在距离接收井50m时应调整掘进参数，逐渐放慢掘进速度，推力逐渐降低，缓慢均匀地切削土体，距离小于10m时，进一步控制盾构掘进速度和掘进参数。（3）临近接收井的20环管片应做好螺栓紧固、拉紧使之连成整体，防止管片松弛而影响密封防水效果。,（4）盾构中盾进入加固区后，应利用其径向注浆孔封堵加固区的漏水通道。（5）在拼装的管片进入加固范围后，应采用快硬性浆液封堵。（6）最后一环管片拼装完成后，通过二次注浆孔注入双液浆进行封堵。注浆过程中应密切观察洞门情况，发现有漏浆现象应立即停止注浆并进行处理。（7）盾构前体盾壳被推出洞门时应束紧压板卡环上的钢丝绳，使压板压紧帘布橡胶板，防止洞门泥土及浆液漏出。（8）盾构全部进入接收井内盾构接收基座上后，应及时做好管片与洞门密封圈间的密封。,3.3 其他 3.3.1 小半径曲线始发：模拟选择最优割线洞门根据曲线的转弯要求，一般将洞门圈做大。举例：在310米曲线上始发，洞门圈比在直线上的洞门圈直径做大70mm，外置注浆通道设计的盾构洞门圈直径做大100mm。3.3.2 分体始发建议：减少此类工筹（慢、差、费）采用短距离（50m）相对整体始发技术,4.一些特殊的始发与接收方案介绍,4.1 钢套筒接收 盾构机到达辅助工法，即在盾构机到达端头加固不具备或未完全具备施工作业条件时，为有效地规避盾构机进站到达存在的安全隐患，采用盾构机站内钢套筒接收（洞门破除后安装）与端头地面素混凝土连续墙加固（密贴车站到达端围护结构地下连续墙）相结合的盾构机到达工法。,4.1 钢套筒接收,钢套筒用作盾构接收时总体安装使用示意图,钢套筒筒体下半块图片,排浆口,顶推托轮组,托架,4.1 钢套筒接收,钢套筒筒体上半块图片,吊耳,填料口,4.1 钢套筒接收,后端盖,4.1 钢套筒接收,钢套筒接收盾构机总流程图,4.1 钢套筒接收,4.2 土中接收,在围护结构凿除完毕后，接收井内开始进行填土回水作业。填土采用人工配合挖机回填夯实，凿除的洞门圈底部回填一定高度的中砂，防止盾构机低头。填土完成后进行回水。盾构水中接收技术最大的优点是免去了复杂的洞门临时密封装置，保证了洞内外的压力平衡，为管片安装、同步注浆、渣土排放提供了有利条件，大大提高了盾构接收效率。,盾构土中接收示意图,盾构土中接收图片,4.3 箱体接收,箱体接收技术是在接收井内施作承压刚筋混凝土箱体，在箱体内回填砂土后封闭，以平衡内外水土压力，防止涌水涌砂，从而达到盾构机安全进洞目的的施工技术。常用于富含承压水地层且埋深较大的土压平衡盾构机到达接收。,盾构箱体接收示意图,箱体接收施工工艺流程图,2、端头加固,4.4 始发双密封装置,5.盾构始发姿态控制措施,5.1 托架、反力架可靠，轴线定位、复核；联系测量满足精度要求；,5.2 盾构初始姿态、负环管片的稳固；,5.3 导轨与导台 导轨是在洞门钢环内侧焊接两个盾构机支撑点，在盾构机始发时对盾构机进行支撑。导台是安装在主托架的前方的副托架，当洞门破除完成后进行安装。导轨和导台都是为了在盾构始发阶段防止盾构机载头，规避载头引起的始发风险。,5.4 尽早建立土压平衡盾构重心出托架（导台）后尽早建立土压平衡；土压可用掌子面切屑土建立；也可以用人工回填的方式建立；,6.盾构导向与隧道轴线偏差控制应注意的问题,（1）坐标系统的选取要正确，新旧坐标系统要核对；（2）导向系统设备中显示仰俯角的电器元件电路连接的正负极连接正确；（3）起始点坐标断面选取要正确；（4）在计算线路坐标中考虑区间长短链的影响；（5）根据始发和接收端的洞门坐标和高程复核设计的线路参数。,7 应急预案,应急预案是针对具体工程设施及相关的场所和环境，在安全风险评价的基础上，为降低事故造成的人身、财产与环境损害，就事故发生后的应急救援机构、人员、设备、设施条件和环境，行动步骤与纲领，控制事故发展的方法与程序等，预先做出的科学而有效的计划与安排。,1.编制说明 1.1编制目的与范围 1.2编制依据2.应急组织机构、响应程序与人员职责 2.1应急救援组织机构与职责 包括参与应急救援的社会各有关单位与主要人员（职务、职责、联系方法）2.2现场应急指挥组织与职责现场第一时间实施应急行动的机构（主体是事故发生单位），人员职责3.应急资源 3.1队伍、人员 3.2设备、物资、医疗卫生及其他,4.应急方案（应急预案的核心内容）针对具体的风险编制，如：4.1涌水、涌砂 4.2周边建（构）筑物出现险情 4.3基坑（隧道）坍塌5.监测与预警、预防 5.1监测与信息报告 5.2预警行动6.应急响应与行动 6.1指挥协调 6.2紧急处置；执行应急方案的措施，防止事故扩大，减少损失，保护现场、证据，及时报告。7.培训与演练,谢 谢！,盾构小区线始发模拟案例图,
