盾構施工規範2 總3

2022-09-23 14:42:03 字數 4799 閱讀 7988

盾構必須考慮施工性、操縱性來決定盾構各部分的構成,以便充分發揮各自的功能。

盾構由在外部荷載的作用下對內部起保護作用的鋼殼部分和在鋼殼保護下,在前面開挖面進行開挖的部分,在後面進行襯砌的部分組成。

根據盾構斷面的大小和結構的不同,盾構執行所需的動力、控制裝置可一部分或全部設定在後續臺車上。鋼殼部分由殼板及其加固件組成,自開挖面起,分別可分成切口環、支承環和盾尾3個部分(參照說明圖3.3.

1)。切口環和支承環用隔板隔開,切口環內部為刀盤開挖的土砂通往排土裝置的通道。由於刀頭更換作業、障礙物清除作業等均在氣壓下進行,則在隔板和前面面板上也往往會設定供人出入的氣閘。

支承環內部的空間用於配置刀盤驅動裝置、排土裝置、盾構千斤頂等機器裝置。盾尾則在其後端配置盾尾止水帶,讓其有止水功能。另外,還配備有管片組裝機,其內部空間主要用於襯砌作業。

配備中折裝置的盾構,將支承環分塊,鋼殼部分被分為前軀和後軀或更多部分,用中折銷、中折千斤頂等連線(參照說明圖3.3.1)。

是否採用中折裝置,要根據隧道的線路、盾構直徑、地質和路線周圍狀況來決定。鐵路隧道有中折裝置的盾構,其盾構外徑和最小曲線半徑的關係如說明圖3.3.2所示。

地下接合的盾構,為減少輔助施工法往往配置刀盤滑板、切口環滑板等各種裝置。

(1)盾構的外徑必須考慮管片環外徑、盾尾操作空隙和盾尾殼板厚度來決定。

(2)盾尾操作空隙應考慮管片的形狀尺寸、隧道線路、盾尾的安裝方法等因素來決定。

關於(1)

盾構外徑應考慮下列因素來決定。

①盾構外徑指殼板的外徑,但不包括全面外擴式超挖刀頭、摩擦減少板、固定翼板、壁後注漿管等外伸部分的尺寸。

②盾尾操作空隙指盾尾殼板內表面和管片外表面之間的間隔。

③切口環和支承環可向殼板的內側增厚,也可用腹板等進行加固。盾尾由於要進行襯砌作業,不能在殼板的內側進行加固,加厚的部分則要向外側增加。為此,盾構的外徑通常取決於盾尾的殼板的外徑。

關於盾構殼板的厚度應參照3.3.6盾尾。

④盾構的外徑一般可用下式表示(參照說明圖3.3.3)。

d=d0+2(x+t)

式中, d:盾構的外徑

d0:管片的外徑

x:盾尾操作空隙

t:盾尾殼板厚度

但是,在盾構推進以後,盾尾操作空隙和盾構鋼殼厚度之和會作為盾尾空隙而殘留。根據圍岩的性質有時會引起地面沉降,因此要慎重考慮其尺寸大小。(參考說明圖5.

5.2壁後注漿施工)。

鐵路隧道中盾構外徑與盾尾操作空間、盾構鋼殼厚度之和的關係示於說明圖3.3.4。

關於(2)

盾構的盾尾操作空隙應考慮下列因素來決定。

盾構的曲線施工所需的最小餘量(x1)(參照說明說明圖3.3.5)

該餘量一般可用下式表示。

x1=δ/2

δ=(r-d0/2)(1-cosβ)

≒ι2 /2(r-d0/2)

式中, r:曲線施工半徑

ι:盾尾長度(參照3.3.6盾尾)

r+d0/2=管片的曲線外半徑

r-d0/2=管片的曲線內半徑

②管片裝配時的餘量

盾尾內設定用以保護盾尾止水帶所需的保護器材和用以使管片軸線對齊所需的管片導軌時,盾尾操作空隙會變小,故需認真研究(參照說明圖3.3.5)。

③盾構外徑與盾尾操作空隙

鐵路隧道中盾構外徑與盾尾操作空隙的實際使用情況如說明圖3.3.6所示。

盾構長度應考慮圍岩條件、隧道線路、盾構型式、有無中折裝置、管片寬度和k管片的插入型式等因素來決定。

盾構的長度可用「盾構主機長」、「盾構機長」、「盾構總長」表達。

盾構主機長(ιm)是指殼板長度的最大值,而盾構機長(ll)則指盾構的前端至盾尾的長度(參照說明圖3.3.7)。

ll=ιc+ιm

ιm=ιh+ιg+ιt

式中, ll :盾構機長

ιm:盾構主機長

ιc:刀盤長度

ιh:切口環長度

ιg:支承環長度

ιt:盾尾長度

盾構總長(l)是指盾構的前端至後端的最大值(參照說明圖3.3.7)。盾構的長度在考慮到和外徑的平衡後,盡量取短一點為好。

鐵路隧道中的盾構外徑和盾構主機長(ιm)的關係如說明圖3.3.8所示。

切口環的形狀和尺寸必須考慮圍岩條件、盾構型式來決定,其結構必須有足夠的強度。

切口環用以保持開挖面的穩定,並是開挖土砂排向後方的通道,故需考慮開挖土砂的排出狀況來決定其形狀和尺寸。另外,還需認真研究以保證開挖土砂的充分攪拌。同時,要考慮其強度能否承受設定的土壓力和水壓力。

支承環的長度必須考慮盾構千斤頂、刀盤驅動軸承、驅動裝置、中折裝置和排土裝置等的安裝空間等來決定,其結構必須有足夠的剛性。

支承環是盾構的主結構物,是支承作用於盾構上的全部荷載的骨架,前方和後方均設定環狀剛性結構件,大、中口徑的盾構用柱和梁加固者居多。

這樣,由於支承環前部和後部均施行足夠的加固措施,故支承環殼板的厚度有時設計得比盾尾和切口環薄一些。

柱和梁不僅支承支承環的荷載,還支承管片組裝機、排土裝置、後方台車等的荷載,設計時需確保油壓裝置、電氣裝置、配管、配線等裝置空間和維護等作業時所需空間。

由於切口環和盾尾均是在假定支承環有足夠剛度的條件下進行設計,故設計支承環時,也需充分注意(參照3.2.3結構設計)。

對帶有中折裝置的盾構支承環,對分塊附近的強度和剛度以及止水性也需予以注意。

(1)盾尾的長度必須考慮管片的寬度、形狀和盾尾止水帶的形狀、排數來決定。

(2)盾尾殼板的厚度必須認真研究變形問題來決定。

(3)盾尾必須確保其空間,以便可實現安全、高效作業。

關於(1)

盾尾長度取決於機內管片的裝配長度和盾尾止水帶的排數、裝配長度,但考慮到隧道曲線施工等因素,需有若干餘量。

盾尾長度一般可用下式表示(參照說明圖3.3.9)

ιt =ιj +c+ιs +c′+ιp

式中, ιt :盾尾長度

ιj:盾構千斤頂安裝長度

ιs:管片寬度

ιp:盾尾止水帶安裝長度

c:管片裝配餘量=100~150mm(其中,對於軸向插入型管片,因管片從軸向插入,故所需餘量更長)

c′:其它餘量

關於c,軸向插入型k管片與徑向插入型k管片相比,要長一些。但對於複線盾構之類的大型盾構,往往可以通過考慮k管片插入位置和盾構千斤頂的配置位置以儘量減少其影響,故需注意。

鐵路各隧道中盾構外徑與盾尾長度的關係示於說明圖3.3.10。

關於(2)

盾尾殼板應認真考慮變形問題,在不產生有害變形的範圍內,應盡量薄一些為好。但必須考慮盾尾止水帶安裝所需厚度。

關於(3)

盾尾需確保管片裝配、壁後注漿和測量等作業安全、高效地進行所需的作業空間,並且還應按需要設定作業跳板、扶手等等。

盾尾止水帶必須考慮對壁後注漿材料的止漏性和耐壓性、耐久性來選擇。

盾尾止水帶裝在盾尾殼板和管片外表面之間,目的是防止地下水和壁後注漿材料等漏進盾構內,同時也有保持開挖面壓力的作用。因此,選擇盾尾止水帶時,需考慮下列要點來決定(參照說明圖3.3.

11)。

①管片的裝配很難做到與盾構尾部呈同心圓的狀態,可能會出現偏心裝配和橢圓狀裝配,故盾尾操作空隙很難保持均等。尤其是當曲線施工時,該傾向更大。所以,應考慮操作空隙為規定的2倍左右時,盾尾止水帶必須能承受住所需要的壁後注漿壓力和地下水壓力、泥漿壓力。

②盾尾止水帶的安裝排數,一般為了提高止水效能,取多排安裝。但必須考慮盾構外徑、土質條件、地下水壓力。當掘進總長較長時,還必須考慮施工中途更換等因素來決定。

③盾尾止水帶的材料有橡膠、樹脂、鋼、不鏽鋼或這些材料的任意組合,品種不一。盾尾止水帶的形狀一般呈刷子狀。

④為了提高盾尾止水帶的止水效能和使用壽命,需在止水帶之間加給油脂類。但隨著向前掘進會不斷消耗,故需採用能定期補充的裝置。

盾尾止水帶的使用壽命既與其材料、結構有關,也與所用管片的裝配精度有關,選擇時,必須考慮這些條件,尤其對於長距離施工和急曲線施工時,更需認真研究。在管片的拱頂,需認真研究盾尾止水帶材料、排數、還有填充材料的加脂方法等等。

開挖裝置必須以提高掘進速度、減輕勞動強度和妥善保持開挖面穩定等因素來選擇。

閉胸式圓形盾構的開挖通常主要利用旋轉刀盤。作為開挖裝置由刀盤、刀盤支承裝置等多種裝置構成。

選擇各裝置時,必須考慮開挖面穩定方法將因盾構型式而異(參照3.1.3盾構型式的選擇),不僅需認真研究刀盤的型式、刀盤的支承方式、刀盤裝備扭矩、刀盤開口、刀頭、裝備推力等,還必須考慮這些因素的相互匹配性,以求提高掘進速度、減輕勞動強度、保持開挖面穩定、安全施工。

刀盤型式必須根據圍岩條件等選擇,以便能充分發揮其功能。

在土壓平衡式、泥水加壓式盾構上,採用配有刀頭的刀盤直接開挖圍岩。因此,首要的是要選好刀盤的型式,以利於開挖面的穩定。

1)開挖方式

刀盤配置在盾構的前面,有開挖圍岩的功能。刀盤上裝有開挖圍岩所需的刀頭。圓形盾構一般採用旋轉刀盤的開挖方式,因其結構緊湊、修正擺動容易。

偏心多軸旋轉開挖方式也已開發出來,已供實際使用。

2)結構

刀盤(旋轉開挖方式)的結構有輪輻式和刀盤式,大多按施工條件、土質條件進行選擇。

刀盤的型式實例如說明圖3.4.1所示。

說明圖3.4.1 刀盤型式例

①輪輻式

輪輻式是土壓平衡式盾構的標準型,使用較廣。輪輻式可望對土砂有攪拌效果,壓力艙內土砂的流動性好。

另外,輪輻式有利於減少實際旋轉扭矩和利於開挖土砂進入壓力艙。

當圍岩內有巨礫、大卵石存在時,需注意螺旋排土器有堵塞的可能。

②面板式

泥水加壓式盾構一般通過泥膜和泥漿壓力保持開挖面。為了讓刀盤也有擋土功能,以防止圍岩崩塌,一般為面板式。

即便是土壓平衡式盾構,為確保開挖中途更換刀頭和去除障礙物時的安全性,也採用可望有擋土效果的面板式。

當圍岩內有巨礫、大卵石存在,需在開挖面上將其粉碎後掘進時,為限制取進的礫石的大小,有時也會採用面板式。

3)形狀

作為頭部的形狀有平板形、中心凸出形、整體凸出形。

3施工總進度計畫

本標工程主要有排水洞及施工支洞開挖與支護,排水洞鋼筋混凝土襯砌及回填 固結灌漿 消力池土石方開挖 邊坡支護 土石方填築及混凝土工程 施工期水流控制 堆石壩土石方開挖,墊層料 反濾料 過渡料及石渣填築 復合土工膜,鋼筋制安,混凝土澆築等內容,作為深溪溝水電站建設的準備工程,關係到洩洪閘 廠房 左岸攔洪...

砼2樓總施工方案

1 編制依據 1 1施工圖紙 1 2主要規範 規程 1 3施工組織設計 1 4工程概況 1 5砼強度等級 2 施工部署 2.1 施工段劃分 2.1.1 地下室混凝土以後澆帶為界劃分兩個施工段。2.1.2地上部分在18至21軸間設施工縫,分兩個施工段。2.1.3施工過程中牆板先行澆築,拆模後再進行頂板...

表2施工總平面布置

施工平面布置本著因地制宜,便於施工,少佔農田和林地,有利於環境保護的原則。包括辦公和生活用地 材料庫 預製場 鋼筋加工場地 混凝土拌合站 機械停放場 施工便道等。見施工總平面布置圖。從310國道修建便道至大橋 隧道位置處。便道寬度4.5m,每隔一定距離設定會車道。便道路面採用石渣硬化,路基外側設簡易...