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二級建造師實務市政公用工程施工技術教材整理9

2K21　掌握盾構法施工要求

盾構：是用來開挖土砂類圍巖的隧道機械。由①切口環②支撐環③盾尾組成

(一)盾構法施工的步驟：①在擬建隧道的起始端各建一個工作井②盾構在起始端工作井內安裝就位③依靠盾構千斤頂推力將盾構從起始工作井上網墻壁開挖孔處推出④盾構在地層中沿著設計軸線推進，在推進的同時不斷出土和安裝襯砌管片⑤盾尾脫出后，及時向襯砌背后的空隙注漿，防止地層移動和穩定襯砌環位置⑥盾構進入終結端工作井被拆除，如施工需要，也可穿越工作井再向前推進。

(1)盾構掘進施工中，必須保證正面土體穩定，根據地質、線路平面、高程、坡度等條件，正確編組千斤頂。

(2)盾構施工時應有有效措施控制：①開挖面變形②盾構姿態③盾尾處的變形④襯砌質量。

(3)控制開挖面變形的主要措施：出土量

(4)密閉式盾構掘進控制內容：①開挖②線性③注漿④一次襯砌

(二)盾構法進出洞控制：進出洞口外側的土體要進行改良，使土體的抗剪、抗壓強度提高，透水性降低，自身具有保持短期穩定的能力;盾構始發前必須對洞口經改良后的土體進行質量檢測，并對盾構始發前的位置作復核、檢查。

(三)土壓(水泥壓)：上限值Pmax=地下水壓+靜止土壓+預備壓。下限值Pmin=地下水壓+主動土壓或松弛土壓+預備壓。

為使開挖面穩定，土壓(泥水壓)變動要小;開挖面不穩定，土壓(泥水壓)變動要大;

(四)塑流化改良控制

(1)土壓平衡式盾構掘進時理想地層的土特性：①塑性變形好②流塑至軟塑狀③內摩擦小④滲透性低

(2)改良材料必須具有：①流動性②易與被開挖土砂混合③不離析④無污染等特性。

(3)一般使用的改良材料有：①礦物系②界面活性劑③高吸水性樹脂④水溶性高分子系，我國目前常用前兩類。

(4)選擇改良材料依據條件：①土質②透水系數③地下水壓④離子水電性⑤是否泵送排水⑥加泥設備空間⑦掘進長度⑧棄土處理條件⑨費用

(5)掌握塑流性狀態的方法：①根據排土性狀②根據土砂輸送效率③根據盾構機械負荷

(五)泥漿性能控制包括：①物理穩定性②化學穩定性③相對密度④黏度⑤PH值⑥含砂率

(六)排土量控制：

(1)土壓平衡式盾構排土量控制方法為：①重量控制②容積控制，我國目前多采用容積控制方法。

(2)水泥平衡式盾構排土量控制方法為：①容積控制②干砂量(干土兩)控制

(七)管片拼裝控制

(1)拼裝成環方式：采取錯縫拼裝。在糾偏或急曲線施工的情況下，有時采用通縫拼裝。

(2)拼裝順序：從下部的標準(A型)管片開始左右兩側交替安裝，然后拼裝鄰接(B型)管片，最后安裝楔形(K型)

(3)盾構千斤頂操作：拼裝時，隨管片拼裝順序分別縮回盾構千斤頂非常重要。

(3)緊固連接螺栓：先緊固環向(管片之間)連接螺栓，后緊固軸向(環與環之間)連接螺栓，扭矩扳手緊固

先緊固環向(管片之間)，后緊固軸向(環與環之間)連接螺栓。

(八)注漿控制

(1)注漿的目的：①抑制隧道周邊地層松弛②防止地層變形

(2)注漿材料的性能：①流動性好②注入時不離析③具有均勻的高于地層土壓的早期強度④良好填充性⑤注入后體積收縮小⑥阻水性高⑦適當的黏性，防止漏漿回流⑧不污染環境

(3)盾構直徑大，或沖擊粘性土和砂質土中掘進，多采用同步注漿;而在自穩性好的軟巖中，多采取后注漿的方式。

(4)二次注漿作用：①補足一次注漿未充填的部分②填充由注漿未充填的空隙③以防止周圍地層松弛范圍擴大的目的的補充。①②多采用與一次注漿相同的漿液③多采用化學漿液

(九)停止盾構掘進的幾種情況：①盾構前方地層發生坍塌或遇有障礙②盾構本體滾動角不小于3③盾構軸線偏離隧道軸線不小于50mm④盾構推力與預計值相差較大⑤管片嚴重開裂或嚴重錯臺⑥壁后注漿系統發生故障無法注漿⑦盾構掘進扭距發生故障無法注漿⑧動力系統，密封系統、控制系統等發生故障。

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