最新土木施工课件地下工程.ppt

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二、盾构的构造与分类 1.盾构的根本构造 盾构以圆筒形居多,也有矩形、马蹄形或半圆形等形状的外形 主要由盾壳、推进系统、拼装机构等局部组成,另外还有支护结构、出土系统及附属设备等,对于机械挖掘式盾构还有挖掘机构 盾构的各种系统与机构均置身于盾壳之内。盾壳一般为钢制圆筒体,由由前到后分为切口环、支撑环和盾尾等三个局部 泥水加压盾构与土压平衡盾构是世界上最常用、最先进的二种盾构形式。 2.盾构分类 按盾构开挖形式不同可分为:手掘式、办机械挖掘式和全机械挖掘式三种 按盾构前部构造不同可分为:闭胸式和敞胸式两种 按盾构断面形状不同可分为:圆形、拱形、矩形和马蹄形四种 按稳定开挖面的方式不同可分为:局部气压盾构或全气压盾构及泥水加压平衡、土压平衡的无气压盾构 二、 盾构施工 盾构法施工由工作井和接收井建造、盾构机拼装、盾构进洞、盾构推进、盾构进洞及盾构机回收等几局部组成 1.盾构工作井建造与盾构机拼装 盾构工作井〔拼装井〕 盾构工作井的结构形式较多地采用沉井和地下连续墙 盾构出洞主要需解决两个问题:一是洞口的密封,不能让水土涌入工作井内;二是保持洞口附近土体的稳定性。为此,需在洞口设置密封胀圈,并对预留孔洞外侧一定范围的土体进行改进。改进土体的方法有冻结法、深层搅拌法、高压喷射注浆法、注浆法等等。 2.盾构出洞 在始发井〔工作井〕内,盾构按设计高程、坡度及方位推出预留孔口,进入正常土层的过程,即为盾构出洞 3.盾构推进 切入土层、土体开挖、衬砌拼装和衬砌背后压浆四个工序 〔1〕切入土层 〔2〕土体开挖 盾构法修建隧道常用的衬砌施工方法有:预制管片衬砌拼装、挤压混凝土衬砌、现浇棍凝土衬砌和先安装预制管片外衬后,再现浇混凝土内衬的复合式衬砌,其中以管片衬砌采用得最多 〔3〕衬砌拼装 盾构推进至现行隧道段的末端时,将由土层进入到盾构接收井中,此过程称为盾构进洞。 〔4〕衬砌背后压浆 4.盾构进洞及盾构机回收 盾构接收井的建造与工作井相似,但不必设后靠墙。为保证盾构能平安进洞之目的,通常需对进洞区附近的土层进行改进。待盾构进洞后,将盾构解体,并从接收井吊出至地面,至此完本钱隧道段的施工。 11.4 顶管法施工 顶管施工操作程序 在另一端挖接收坑〔或称接受坑、接收井等〕;在工作坑内,按管道设计位置,根据管道外径尺寸,利用掘进机或人工向土层内挖土,边挖土、便用千斤顶将掘进机或工具管及其随后的一节节管节逐节顶入土层,直到顶至位于设计长度的另一端的接收坑为止,将工具管或掘进机从工作坑吊起,这样就将管道埋设在工作坑与接收坑之间的土层中了。 先在欲敷设管道的一端挖工作坑 顶管工程与盾构工程既有相似的地方,也有不同的地方,其区别主要表现在两个方面:首先,机械的推进反力的提供载体不同,盾构机除在推进的初始阶段〔进洞阶段〕推进反力主要由工作井背后土层提供外,在隧道的掘进中,盾构推进反力由盾尾后一定范围内的衬砌管片与土层间的摩擦力提供,盾构的推进装置是随盾构的推进而前行的;而顶管工程的顶进反力是由工作井壁后土层提供或由中继间后的管道与土层所提供,在顶进过程中顶进装置并不随管道的前进而前行;其次,盾构隧道衬砌随开挖随形成,而顶管管道的管节是一节接一节地被顶入土层中的。可见顶管技术是有别于盾构技术的另外一种非开挖的敷设地下管道的施工方法。由于在管道顶进时需要克服管道周围的土层阻力,因此管径越大顶进就越困难,通常隧道内径大于4m,使用顶管法没有用盾构法施工经济合理,但对内径小于4m或更小的管道,特别是用于城市市政工程的管道,使用顶管法有其独特的优越性。 二、 顶管工程的组成 顶管工程主要由工作井与接收井、掘进机或工具管、主顶装置及中继间、管节、输土系统、测量系统、注浆系统、供电及照明系统、通风与换气系统等设备与设施组成。 1〕工作井与接收井。 工作井是顶管掘进机的始发场所,也是安放所有顶进设备、垂直运输材料、设备、人员及运土的的场所,还是承受主顶油缸推力的反作用力的构筑物。工作井内设置进洞洞口、后座墙与基座导轨等设施,井上设提升系统。在一开始顶进时,顶管掘进机或工具管由进洞洞口进入土层,为防止地下水和泥沙流入工作井,需在洞口安设止水圈。基座导轨起管道推进入洞的导向作用与顶铁工作时的托架作用。后座墙是把主顶油缸推力的反力传递到工作井后部土体中去的墙体。 接收井是接收掘进机的场所。通常管子从工作井中一节节推进,到接收井中把掘进机吊起,再把第一节管子推入接收井一定长度后,整个顶管工程根本结束。接收井内设置出洞洞口,洞口上安设止水圈。 第十一章 地下工程 特性: 〔1〕隐蔽性大 ;〔2〕作业多,作业的综合性强 ;〔3〕作业的循环性强;〔4〕施工过程是动态的;〔5〕作业空间有限;〔6〕作业环境恶劣;〔7〕作业的风险性大。 11.1

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