地铁盾构施工技术
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目录
01.
盾构施工概述
03.
盾构机操作原理
02.
盾构施工准备
04.
盾构施工过程
05.
盾构施工技术要点
06.
盾构施工安全与环保
01.
盾构施工概述
盾构法定义
盾构法是一种隧道掘进技术，通过盾构机在地下推进，同时构建隧道衬砌，确保施工安全。
盾构法的基本原理
盾构法适用于各种地质条件下的隧道建设，尤其在城市地下空间开发中应用广泛。
盾构法的适用范围
盾构机由刀盘、推进系统、管片拼装机等关键部分组成，是实现盾构法施工的核心设备。
盾构机的主要组成部分
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盾构机类型
泥水平衡盾构机
土压平衡盾构机
适用于多种土质，通过控制开挖面土压与地下水压力平衡，防止地面沉降。
特别适用于水位高、土质松软的地质条件，通过泥水压力平衡开挖面，确保施工安全。
硬岩盾构机
专为坚硬岩石设计，配备有强力的切削头和耐磨的刀具，用于隧道穿越硬岩层。
施工适用条件
盾构法适用于多种地质条件，包括粘土、砂砾、岩石等地层，但需根据地质特性选择合适的盾构机。
地质条件适应性
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在城市密集区域进行盾构施工时，需考虑地面建筑、地下管线等现有设施的限制，确保施工安全。
城市地下空间限制
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施工过程中需评估对周边环境的影响，如噪音、振动等，采取相应措施减少对居民生活的影响。
环境影响考量
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02.
盾构施工准备
施工前调研
地质条件评估
详细分析施工区域的地质结构，包括土壤类型、地下水位及岩石硬度等，为盾构机选型提供依据。
周边环境考察
考察施工区域周边建筑物、交通状况及地下管线布局，评估施工对周边环境的影响。
历史数据收集
搜集并分析该地区以往的施工案例和经验教训，为盾构施工提供参考和借鉴。
设备与材料准备
准备必要的辅助设备，如注浆泵、通风设备等，以支持盾构施工过程中的各项需求。
辅助设备的配置
提前预制隧道所需的混凝土管片，并进行质量检验，保证管片强度和尺寸符合施工标准。
管片的预制与检验
根据地质条件选择合适的盾构机型，并进行严格的调试，确保设备在施工中稳定运行。
盾构机的选择与调试
施工方案制定
在制定盾构施工方案前，需对施工区域的地质条件进行详细评估，以确保施工安全。
地质评估与分析
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根据地质条件和工程需求，选择合适的盾构机型，如土压平衡盾构机或硬岩盾构机。
盾构机选型
评估施工过程中可能遇到的风险，包括地面沉降、地下水影响等，并制定相应的预防措施。
施工风险评估
制定详细的施工进度计划，包括盾构推进速度、隧道衬砌安装等，确保工程按时完成。
施工进度规划
03.
盾构机操作原理
盾构机结构组成
盾构机的刀盘是其核心部件，负责开挖土体，切削系统则由多个刀具组成，适应不同地质条件。
刀盘与切削系统
推进系统用于控制盾构机的前进方向和速度，确保隧道开挖的直线度和稳定性。
推进系统
盾尾密封装置防止地下水和土砂进入已完成的隧道部分，保证施工安全和隧道质量。
盾尾密封装置
推进与控制机制
盾构机通过液压千斤顶实现推进，确保挖掘面稳定，同时控制掘进速度和方向。
盾构机推进系统
土压平衡技术通过调节切削室内的土压力，防止地面沉降，保证施工安全。
土压平衡控制
导向系统用于实时监控盾构机的位置和姿态，确保其按照预定轨迹精确推进。
导向系统的作用
土压平衡原理
土压平衡概念
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土压平衡是盾构施工中控制土压力与盾构机推进速度，以维持开挖面稳定的关键技术。
土压力调节
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通过调节盾构机刀盘转速和推进速度，实现土压力与地下水压力的动态平衡，防止地面沉降。
泥水加压系统
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泥水加压系统通过控制泥水压力，与土压力相平衡，确保盾构机在复杂地质条件下的安全推进。
04.
盾构施工过程
初始掘进阶段
在隧道起点，盾构机各部件被组装并进行调试，确保掘进前设备运行正常。
盾构机的组装与调试
根据地质条件设定合理的掘进速度、推力等参数，以适应不同土层的掘进需求。
掘进参数的设定
初始掘进阶段，通过控制土压平衡系统，防止地面沉降，确保施工安全。
土压平衡控制
正常掘进作业
盾构机在土层中推进，通过旋转刀盘切削土体，同时保持土压平衡，确保施工安全。
盾构机推进
掘进过程中，切削下来的土体通过传送带或泥浆泵输送至地面，进行后续处理。
土体输送与处理
随着盾构机的推进，预制的混凝土管片被安装在隧道内壁，形成隧道的初步结构。
隧道衬砌安装
盾尾间隙处理
盾构机尾部安装密封装置，防止地下水和土砂进入隧道，确保施工安全。
盾尾密封安装
定期向盾尾间隙注入油脂，减少盾构机推进时的摩擦力，保护盾尾密封装置。
盾尾油脂注入
在盾尾与管片之间进行注浆，填充空隙，以减少地面沉降并增强隧道结构稳定性。
间隙注浆技术
05.
盾构施工技术要点
地层适应性分析
土压平衡控制
在盾构施工中，土压平衡是关键，需根据