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二级建造师实务市政公用工程施工技术教材整理9

2K21　掌握盾构法施工要求

盾构：是用来开挖土砂类围岩的隧道机械。由①切口环②支撑环③盾尾组成

(一)盾构法施工的步骤：①在拟建隧道的起始端各建一个工作井②盾构在起始端工作井内安装就位③依靠盾构千斤顶推力将盾构从起始工作井上网墙壁开挖孔处推出④盾构在地层中沿着设计轴线推进，在推进的同时不断出土和安装衬砌管片⑤盾尾脱出后，及时向衬砌背后的空隙注浆，防止地层移动和稳定衬砌环位置⑥盾构进入终结端工作井被拆除，如施工需要，也可穿越工作井再向前推进。

(1)盾构掘进施工中，必须保证正面土体稳定，根据地质、线路平面、高程、坡度等条件，正确编组千斤顶。

(2)盾构施工时应有有效措施控制：①开挖面变形②盾构姿态③盾尾处的变形④衬砌质量。

(3)控制开挖面变形的主要措施：出土量

(4)密闭式盾构掘进控制内容：①开挖②线性③注浆④一次衬砌

(二)盾构法进出洞控制：进出洞口外侧的土体要进行改良，使土体的抗剪、抗压强度提高，透水性降低，自身具有保持短期稳定的能力;盾构始发前必须对洞口经改良后的土体进行质量检测，并对盾构始发前的位置作复核、检查。

(三)土压(水泥压)：上限值Pmax=地下水压+静止土压+预备压。下限值Pmin=地下水压+主动土压或松弛土压+预备压。

为使开挖面稳定，土压(泥水压)变动要小;开挖面不稳定，土压(泥水压)变动要大;

(四)塑流化改良控制

(1)土压平衡式盾构掘进时理想地层的土特性：①塑性变形好②流塑至软塑状③内摩擦小④渗透性低

(2)改良材料必须具有：①流动性②易与被开挖土砂混合③不离析④无污染等特性。

(3)一般使用的改良材料有：①矿物系②界面活性剂③高吸水性树脂④水溶性高分子系，我国目前常用前两类。

(4)选择改良材料依据条件：①土质②透水系数③地下水压④离子水电性⑤是否泵送排水⑥加泥设备空间⑦掘进长度⑧弃土处理条件⑨费用

(5)掌握塑流性状态的方法：①根据排土性状②根据土砂输送效率③根据盾构机械负荷

(五)泥浆性能控制包括：①物理稳定性②化学稳定性③相对密度④黏度⑤PH值⑥含砂率

(六)排土量控制：

(1)土压平衡式盾构排土量控制方法为：①重量控制②容积控制，我国目前多采用容积控制方法。

(2)水泥平衡式盾构排土量控制方法为：①容积控制②干砂量(干土两)控制

(七)管片拼装控制

(1)拼装成环方式：采取错缝拼装。在纠偏或急曲线施工的情况下，有时采用通缝拼装。

(2)拼装顺序：从下部的标准(A型)管片开始左右两侧交替安装，然后拼装邻接(B型)管片，最后安装楔形(K型)

(3)盾构千斤顶操作：拼装时，随管片拼装顺序分别缩回盾构千斤顶非常重要。

(3)紧固连接螺栓：先紧固环向(管片之间)连接螺栓，后紧固轴向(环与环之间)连接螺栓，扭矩扳手紧固

先紧固环向(管片之间)，后紧固轴向(环与环之间)连接螺栓。

(八)注浆控制

(1)注浆的目的：①抑制隧道周边地层松弛②防止地层变形

(2)注浆材料的性能：①流动性好②注入时不离析③具有均匀的高于地层土压的早期强度④良好填充性⑤注入后体积收缩小⑥阻水性高⑦适当的黏性，防止漏浆回流⑧不污染环境

(3)盾构直径大，或冲击粘性土和砂质土中掘进，多采用同步注浆;而在自稳性好的软岩中，多采取后注浆的方式。

(4)二次注浆作用：①补足一次注浆未充填的部分②填充由注浆未充填的空隙③以防止周围地层松弛范围扩大的目的的补充。①②多采用与一次注浆相同的浆液③多采用化学浆液

(九)停止盾构掘进的几种情况：①盾构前方地层发生坍塌或遇有障碍②盾构本体滚动角不小于3③盾构轴线偏离隧道轴线不小于50mm④盾构推力与预计值相差较大⑤管片严重开裂或严重错台⑥壁后注浆系统发生故障无法注浆⑦盾构掘进扭距发生故障无法注浆⑧动力系统，密封系统、控制系统等发生故障。

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