土压平衡盾构施工技术简介

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1、土压平衡盾构施工技术简介土压平衡盾构施工技术简介二二OO三年七月三年七月w 一、常见的洞门结构形式一、常见的洞门结构形式w 二、进出洞土体加固技术二、进出洞土体加固技术w 三、土压平衡盾构简介三、土压平衡盾构简介w 四、管片拼装四、管片拼装 w 五、衬砌接缝防水五、衬砌接缝防水一、常见的洞门结构形式一、常见的洞门结构形式 盾构的进出洞施工中要确保洞口暴露后正面土体的稳定，必须对洞口状况进行调查，然后采取有效的技术措施，使洞口处的土体不流失、不坍塌。 工作井一般用沉井法施工，但在建筑密集地区或大型结构的工作井是采用SMW工法、地下连续墙、钻孔灌注桩建造的，由于围护结构的不同，洞口的封门形式也不同

2、。 常用的洞门结构形式有以下几种： w 外封门形式w 内封门形式 w 特殊封门（井内外封门）w 用SMW工法施工洞口封门w 用地下连续墙施工洞口封门w 用钻孔灌注桩施工洞口封门盾构出洞凿除洞门盾构进洞凿除洞门 外封门形式外封门形式 当工作井采用沉井法施工时，洞口封门一般采用钢板桩（常用槽钢组合）。 一种方法是在沉井下沉施工时，将封门安装在洞口（封门板桩与沉井洞口的固定连接均设于井内的洞圈内，出洞施工时要能方便拆除），然后与沉井一起下沉到位，封门安置要牢固，不应在沉井下沉施工时遭到破坏。 另一种方法是待沉井下沉到位后再紧贴井外壁打入封门板桩，但沉井预留洞口在沉井下沉施工时须临时封闭，待洞门板桩打

3、入后再拆除临时封闭。盾构出洞时先进入井壁洞圈内，安装好推进施工时的洞口密封装置，然后拔除封门板桩进入推进施工。外封门形式一般用于出洞施工，其因受到钢板桩长度、构造及拔桩等影响，当洞口埋深较深时不宜采用。 内封门形式内封门形式 盾构进洞的封门一般采用内封门形式。封门可用型钢组合（有竖封门及横封门两种形式），固定在井内壁洞口处（在沉井下沉施工时，洞圈内用粘土填封密实），当盾构最前端离封门50mm时停止推进施工，拆除封门，尽快将盾构推入井内的接收基座上，并及时封堵管片与洞圈之间的空隙，防止泥水从间隙处渗漏。 竖封门横封门 特殊封门（井内外封门）特殊封门（井内外封门） 当工程埋深深、井外是砂性土渗透系

4、数大、地下水位高，要平衡地下水压力较为困难，则盾构出洞时可采用另一种“ 外” 封门形式，即在井内筑一定长度的筒套（采用钢筋混凝土结构或钢结构），内径与井壁预留洞口相同，筒套与井壁连成一体，筒套后端设有密封装置，在筒套与井壁内面间用密排竖向钢板桩封闭洞口，沉井下沉前在井壁洞圈内填粘土，盾构先进入筒套内。出洞施工时，逐根拔除钢板桩，每拔除1根，须及时封住上开口。 用用SMW工法施工洞口封门工法施工洞口封门 当工作井采用围护开挖施工工艺时，可在工作井进出洞口处用SMW工法作结构施工围护，在进出洞施工时，先拔除SMW桩内的H型钢，利用掘进设备刀盘切削SMW桩的水泥土，逐步完成进出洞施工。 进洞 出洞

5、用地下连续墙施工洞口封门用地下连续墙施工洞口封门 当工作井制作时，采用地下连续墙围护，在进出洞施工时，利用掘进设备刀盘切削地下连续墙，逐步完成进出洞施工。 用钻孔灌注桩施工洞口封门用钻孔灌注桩施工洞口封门 当工作井制作时，采用地下连续墙围护，在进出洞施工时，利用掘进设备刀盘切削地下连续墙，逐步完成进出洞施工。 人工挖孔灌注桩于1893年在美国问世，至今已有100多年的历史。而钻孔灌注桩是在人工挖孔灌注桩的基础上，在20世纪40年代初随着大功率钻孔机具的研制成功，也首先在美国问世。钻孔灌注桩具有承载力大、施工快、造价较低和适用范围广等优点。 二、进出洞土体加固技术二、进出洞土体加固技术 盾构进出

6、洞时需采用土体稳定措施，洞门外土体能稳定自立相当长一段时间，可大胆拆除封门，盾构即可进出洞，但在施工时必须对加固处理后的土体实际性能作检测，确认其达到施工所规定的要求，方可拆洞口封门。 当前常用的土体稳定技术有以下几种：w SMW工法w 高压旋喷桩w 深层搅拌桩w 降水法w 压密注浆法w 冻结法SMW工法（深层搅拌桩工法（深层搅拌桩H型钢）型钢） SMW工法是指通过深层搅拌机器搅拌，使水泥类悬浊液在原地层中与土体反复均匀混合，并根据一定的间隔插人H钢或板桩等作为加强基材，待水泥土固结后，形成复合的连续挡土墙的技术。H型钢搅搅拌拌桩桩加加固固区区洞洞圈圈压密注浆槽壁地 面高压旋喷桩高压旋喷桩 高

7、压旋喷桩法有单管法、二重管法、三重管法以及近年出现的多种管法。它在地基加固、提高地基承载力、改善土质进行护壁、挡土、隔水等方面起到了很好的作用。 高压喷射注浆旋喷提升浆液拌制机具清理喷射高压空气调节垂直度钻机就位钻孔、插管水泥土深层搅拌桩水泥土深层搅拌桩 水泥土深层搅拌桩是软土地基加固和深基坑开挖侧向支护常用的方法之一。早在70年代日本首创用在钢铁场港口码头岸壁、高速公路等厚壁的软土地基加固工程。我国自1977年开始试验研制和试用，后于1980年由冶金部主持通过部级技术鉴定，推广应用于地基加固工程。至今该施工技术已在深坑开挖作为挡土、防水、保护临近建筑物等方面得到广泛应用。取得了良好的技术经济

8、效益和社会效益。 搅搅拌拌桩桩加加固固区区洞洞圈圈搅拌桩压密注浆槽壁地 面降水法降水法 在软土的含水地层中建造隧道，用降水法排除地下水，稳定开挖面的土体，是对付地下施工防止流砂产生的有效措施，与其它疏干水方法比较是最经济的。人工降低地下水位是在施工范围内埋设一定数量的滤水管(井)，用抽水设备抽其井内水，降低地下水位到有利工程施工，而在施工过程中仍保持不断抽水，使工作面土体始终保持干燥，从根本上防止流砂现象的发生，同时由于抽去土中水后，动水压力减少或消除，土体竖直面更为稳定。 但采用降水，一般均为地面向下打井点，所以其使用的范围、地区受到了限制，但是在盾构施工进出洞门的阶段，还是一个主要方法，并

9、经常使用。 用人工降低地下水位常用方法有：w 轻型井点w 喷射井点w 电渗井点w 管井井点w 深井井点w 先导隧道排水轻型井点轻型井点 轻型井点降水目前已被广泛地应用于各项土木建筑施工工程中，特别是在沿海或沿河高水位的软土地基中使用轻型井点降水获得了较好的经济与技术效果。 平整场地及清除地下障碍物井点沟槽放线和开挖并设置集水坑机组就位搭井点泵房铺设总管装配支管机组通电试运转冲 孔埋管和灌砂井点孔封口支管和总管接通开机抽水清洗滤清器或水箱正常降水喷射井点喷射井点 喷射并点能有效地降低地下水位820m。在深基开挖时，给稳定边坡、基坑支护等创造了良好的施工条件。喷射井点还能满足沉井、盾构施工时深层降

10、水的要求。喷射井点降水效果显著，在弱渗透性土层中使用经济效果好，现已在地下深基础施工中得到了广泛应用。 平整场地及清除地下障碍物井点沟槽放线和开挖并设置集水坑机组、水箱就位，铺设总管，搭井点泵房埋管，灌砂井点孔封口井点支管开始抽水，进行洗井回水管接入水箱，支管正式工作水箱换水和清洗水箱正常降水水箱通电，机组通电，试泵及总管试压冲孔，同时机组开始运转井管落料拼装井点井点试压及试真空度1-喷射井点；2-滤管；3-进水总管；4-排水总管；5-高压水泵，6-集水池;7-低压离心泵8-内管；9-外管；10-喷射器；11-混合管；12-扩散管；13-环形底座；14-进水窗；15-蕊管电渗井点电渗井点 在饱

11、和的粘性土中、由于土的透水性差（渗透系数小于0.1md），用一般降水方法很难排出地下水，因此，必须用电渗井点排水。 土层中在重力作用下流动的自由水可用除电渗井点外的井点抽去，而粘性土中的大量粘结水，在重力作用下是不会移动的，所以自由水在粘性土中处于分割状态，它的流动受到粘结合水的阻碍，故流动也非常缓慢。如果在饱和的粘土中插入两电极，通以直流电，则阳极处土中的水会移向阴极，土中细颗粒移向阳极，这前者叫电渗现象，后者叫电泳现象。电渗井点就是用电渗原理来进行降低粘土层中的地下水位。 管井井点管井井点 此法是沿工作面每隔一定距离设置一个管井，每个管井单独使用一台水泵不断抽水，从而降低地下水位。 管井可