盾构法隧道施工技术及应用_.pdf

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盾构法隧道施工技术及应用_.pdf

(a)下水道干线工程 (宽度4.38m×高度3.98m

(c)营团地铁11号线地铁工程 (直径9.60m)

GB/T 23711.1-2019标准下载一、自由断面盾构法特点

第十一章盾构法隧道新概念

《盾构法隧道施工技术及应用》

第十一章盾构法隧道新概念

纵横式球体盾构的主要特点如下: (1)因竖向工作井和横向盾构隧道是连续推进的,所以它无须考虑盾构进出洞时的土体 加固处理和漏水等技术问题,提高了大深度工作井和隧道施丁的安全性和施工速度,对缩短 施工工期有积极的作用。 (2)竖向工作井施工时对周围环境和地基沉降的影响较一般的施工法相比要小。 (3)竖向工作井的内部空间和井壁厚度都可减小,节省工作井的工程费用。 (4)隧道推进过程中,开挖刀具的交换和维修非常方便,更适用于长距离隧道的开挖

横横式球体盾构的开挖原理与纵横式球体盾构基本相同,先行主机盾构和后续次机盾构 可在同水平面内进行直角开挖。交通拥挤的十字路口以及在地下一定深度内存在有各种管 线设施无法构筑竖向工作井的地区可采用此施工方法

三、长距离开挖球体盾构

《盾构法隧道施工技术及应用》

(c)长距离开挖盾构

第十一章盾构法隧道新概念

《盾构法隧道施工技术及应用》

二、MMST盾构法特点

与其他非开挖式隧道相比MMST的主要特征如下: (1)与明挖式相比无须占有地上空间和构筑基坑,对周边的环境和地上交通的影响较 小。与单圆式大断面盾构相比,断面形式合理经济,可将施工范围缩到最小。因采取多个小 断面开挖,所以覆土深度以及工作井的规模等都可以大幅度地减小; (2)各单体盾构间的间隔由接头连接而成,所以通过对接头间距的调整可适当的改变 隧道的断面尺寸,更加适用于隧道的分合流变断面部分; (3)盾构部分的推进由各个单体盾构对隧道的外墙部分进行,所以盾构部分的土体开 挖量和排土量将大幅度减少。而隧道内部土体可以通过通常的开挖机进行开挖; (4)单体盾构的断面形式为横长纵短或纵长横短的扁平矩形,单体盾构之间的间距小 施工时对盾构掘进机的姿态控制以及施工精度较一般盾构的要求更高; (5)随施工的进展,作用在各单体盾构结构上的施工荷载也随之变化,与一般的圆形 盾构隧道相比受力特征要复杂

第十一章盾构法隧道新概念

(1)较高的流动性:气泡具有润滑作用可提高开挖主的流动性。可有效防止硬质粘 构面板和土压舱内部。

《盾构法隧道施工技术及应用》

《盾构法隧道施工技术及应用》

【a)某大断面铁路隧道

(b)某长距离雨水干线隧道

第十一章盾构法隧道新概念

PS化学外加剂制作工艺

(1)可安全地开挖深度大、水压高的砂砾土层。可有效地抵抗1.0MPa以下的高水压,保 证开挖面不塌,不喷砂,是一种安全的盾构施工法; (2)可适用于各种土质的土体和地下水。例如,通过调整化学剂掺入量可容易地将CPS 盾构法改成一般土压盾构法的施工,可做到一机多用; (3)改良后的开挖土失去了流动性,可作为普通残土进行搬运; (4)对环境影响小。所用的化学外加剂对人体和动植物是无害的,形成的改良残土是中 性的。

《盾构法隧道施工技术及应用》

所谓DOT(DoubleOTube)盾构是在同一个开挖平面上安装两对辐条形刀具的土压式 盾构。相邻两对辐条形刀具像齿轮一样互相吻合,转向相反并给予同步控制,以防止两刀具 在旋转过程中互相接触碰撞,是同时开挖两条隧道的一种较为经济合理的盾构施工法,可用 于浅覆土和各种土的开挖。安装在盾构两侧的千斤顶通过对其支撑方向的调整可用来纠正盾 构旋转方向的偏位。而且,为安装圆环片以外的管片如海鸥式连接管片和中间立柱管片,盾 构掘进机内还配备了单臂管片拼装机

(1)断面面积小,经济合理。铁路和公路等隧道要求断面扁平式,与一般圆形断面相比 多余的开挖断面少,使隧道断面更合理,更经济; (2)双圆的布置形式自由。可自由地布置两个圆断面如纵向、横向或斜向,受周边建筑 物、地下管线和其他障碍物的影响小,有利于隧道线形规划; (3)盾构姿态控制容易。因刀具被设计在同一个平面内,故盾构开挖时的平衡性能好 姿态控制容易; (4)总体成本低。可合理的选择断面形状,隧道的宽度和施工深度在一定程度上可以减 小,降低总体成本。

第十一章盾构法隧道新概念

《盾构法隧道施工技术及应用》

螺旋式推进的原理: 相邻两个断面的盾构之间设置铰接式改向装置,使盾构躺体能各自沿着相反的方向 螺旋式旋转。促使盾构螺旋式旋转是有效的运用了盾构轴向偏转的特性,由偏心千斤顶 提供旋转外力。在盾构改向侧迎土面通过局部超挖刀具进行局部开挖,使盾构顺利并稳 定地进行螺旋式过渡。 分叉式推进的原理: H&V中的各盾构配备有独立的驱动和排土设备。相邻两个盾构的前躺部分由锚栓连 接,后部则由螺栓连接,两者均可在盾构机的内部拆除。盾构掘进机之间在解除连接后 中伽向丘场收需要商的 仙后发白沉美白已的方向油

(1)特制的铰接式改向装置,对盾构掘进机的姿态以及方向的控制比较容易。 的驱动装置和开挖装置相互独立,可根据不同土质情况对开挖面的稳定进行管理 由选择采用泥水式盾构还是士压式盾构

(2)从纵向到横向或从横向到纵向,隧 首断面在地下可自由地过渡和转换,无须设 置工作井,对缩短工期,降低成本有利。 (3)可根据需要自由地选择断面形式,而 新面的基本形状是圆形。在构造上保持了单 圆盾构良好的力学特性,线形设计时可不受 周边障碍物的限制。

所谓局部扩大盾构法就是在隧道的任意位置对局部断面进行扩大的一种施工方法 27)。其主要施工原理如下

第十一章盾构法隧道新概念

(1)正常段施I:首先,进行等断面正常段隧道的施工,在局部断面扩大部分设置特殊 管片,在正常段和特殊段管片之间同时设置导向环; (2)圆周盾构反力支墩施工:拆除特殊段下部的预制扇形衬砌块,设置围护结构后进行 土体开挖,必要时可对局部土体进行加固,浇注圆周盾构掘进时的反力支墩; (3)扩大部盾构的反力承台制作:在扩大部基础内的导向环片上安装圆周盾构后,边掘 进边拼装圆周管片,最后形成扩大部盾构的反力承台(始发基地); (4)扩大部盾构安装和掘进:在始发基地内安装扩大部盾构,进行扩大部隧道的开挖

【a】圆周盾构反力支撑和扩大部盾构反力承台施]

GB/T 15566.9-2012 公共信息导向系统 设置原则与要求 第9部分:旅游景区一、局部扩大盾构法特点

(1)可根据用途在任何位置以任意长度对隧道进行局部扩大; (2)局部扩大后的断面形状仍然是圆形,故其力学性能保持圆形断面的良好特性; (3)也可进行左右和上下全方位偏心局部扩大; (4)较开挖式施工法相比,工程费用和工期都可以在一定程度上减少; (5)无须设置施工场地和工作井,对周边环境的影响小。

《盾构法隧道施工技术及应用》

第八章盾构法施工对地层的影响和防治

在《盾构法隧道施工技术及应用》一书出版之际,世界盾构法隧道T程又有了新的发 展,上海上中路隧道T程盾构直径达14.87m,为世界之最。盾构法隧道技术最新发展是《盾 构法隧道施工技术及应用》的创作源泉。 《盾构法隧道施工技术及应用》由楼如岳参与第一章的编写;周文波、吴惠明参与第二 章的编写;吴列成、张荣辉参与第三章的编写;吴列成、石宇参与第四章的编写;周文波 陈立生、李章林、顾莹辉、张连凯、吴惠明、凌宇峰、陶育、顾春华、楼如岳参与第五章的 编写;赵峻、李凌航参与第六章的编写;唐震华、吴磊参与第七章的编写;周文波、吴惠明 参与第八章的编写;周文波、胡珉、杨宏燕、吴惠明参与第九章的编写;吴惠明、吴列成参 与第十章的编写;林家祥参与第十一章的编写。 《盾构法隧道施工技术及应用》编写过程中,得到了有关隧道工程施工、科研、信息等 单位的专家、工程技术人员的大力支持和帮助。其中,刘建航院士和周俊英总工还在内容方 面提出了宝贵意见,正是他们的加人,使得本书能如期和广大读者见面,特此致谢! 编者特别感谢敬爱的导师钱伟长对本书编著的关怀。 在此,还要裹心感谢孙钧院士、王振信总工、白云总工、徐旭博士、刘千伟经理和俞国 华校长,在本书编繁过程中给予的指导和关心。 谨以此书,献给在地下工程施工和研究领域拓荒的一切工作者!

编者 2004年6月20日

《盾构法隧道施工技术及应用》

1.[德]B.Maidl,M.Herrenknecht,L.Anheuser.机械化盾构隧道掘进.浙江:浙江大学出版社,2002.10 2.上海市隧道建设公司.“黄浦江越江隧道(651)技术总结(初稿)”1970.11 3.上海市政工程志《上海市政T.程志》编纂委员会.1998.12 .王振信.20年来上海盾构法隧道建设的回顾.地下T.程与隧道(王振信论文集)2001年增刊 5.主祥贵.盾构法施工工程有关资料汇集.上海隧道工程股份有限公司档案室资料.1991 5.Alastair Biggart.Design and Construction of the Channel Tunnel.Tunnel &Tunnelling.January 1991 7.Shani Wallis.Channel Tunnel TBMs as Different as Chalk and Cheese.Tunnel & Tunnelling.December 1987 3.P.B Attewell.J.Yeates,A.R.Selby.Soil Movements Induced by Tunnelling and their Effets on Pipelines and Structures.Blackie and Son Ltd Bishopbriggs.1986 9.Half the Channel is Bored and Lined.Tunnel & Tunnelling.May 1990 O. Walter Purrer. John R J King. Alan Myers, John Wallis. Field Engineering under the Sea Excavating the UK CrossoverChamher.Tunnel&Tunnelling, Decemher1990 11.ChannelTunnel.Tunnel&Tunnelling.November1988 [2.Shani Wallis. Massive Mixshield Changes Mode at Grauholz.Tunnel &Tunnelling.September 1990 [3.Final Channel Tunnel Breakthrough. Tunnel & Tunnelling. July 1991 14.ShaniWallis.TBMContributiontoChina EconomicDevelopment.Tunnel&Tunnelling.June1991 15.刘建航.盾构法隧道.北京:中国铁道出版社,1991 16.白云.我国主要区域性土层中盾构选型及适应性研究综合报告.我国主要区域性土层中盾构选型及 适应性研究技术鉴定资料.上海隧道工程工程有限公司.2002.10 17.张易谦.隧道工程综述.隧道工程,上海市建设委员会科学技术委员会主编.上海:科学技术出版社 18.周文波.盾构法隧道施工智能化辅助决策系统的研制与应用.岩石力学与工程学报.2003.8Vo1.22 19.周文波,杨国祥,傅德明.上海城市交通隧道盾构施工技术.城市交通隧道工程最新技术.上海:同 济大学出版社,2003.10 20.周文波,胡.盾构隧道信息化施工实时远程管理系统的建设.城市交通隧道工程最新技术.上海: 同济大学出版社,2003.10 21.周文波,吴惠明.上海地铁2号线盾构法隧道施工综述.第三届海峡两岸隧道及地下工程学术与技 术交流研讨会文集.现代隧道技术第39卷(增刊)2002.8 22.周文波,胡珉.隧道叠交施工地层移动的数学模型.地下工程与隧道.2000.4 23.傅德明.我国隧道盾构掘进机技术的发展现状.地下工程技术.2002.3 24.周文波,吴惠明.外滩观光隧道施工技术(上)上海建设科技.2000.5 25.周文波,吴惠明.外滩观光隧道施工技术(下)上海建设科技.2000.6 26.周文波,丁志诚.泥水盾构穿越冻结加固区的施工技术.世界隧道(上海隧道工程专辑)1998.3 27.周文波.电子计算机技术在延安东路隧道南线工程应用.地下工程与隧道.1996.4 28.周文波,胡珉.盾构法隧道施工引起地面沉降CMF预报系统.地下工程与隧道.1996.1 29.周文波DBJ51/T 027-2014标准下载,吴惠明.延安东路南线隧道大型泥水平衡盾构穿越特殊段施工技术.上海隧道.1997.2 30.程骁,周文波.胡眠。用数值法预测盾构施工引起的地面沉降,地下工程与隧道,1994.2

第八章盾构法施工对地层的影响和防治

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