二盾構(gòu)機(jī)施工

1、5.2.3 全斷面巖石隧道掘進(jìn)機(jī)的選型（CK1# P17-23 ）整體選擇原則第1步：首先決定是否使用掘進(jìn)機(jī)開挖第2步：然后確定隧道的總體開挖方案第3步：再進(jìn)行掘進(jìn)機(jī)設(shè)備選型：1）根據(jù)地質(zhì)條件一掘進(jìn)機(jī)類型（敞開式or護(hù)盾式）；2）根據(jù)隧道設(shè)計(jì)參數(shù)及地質(zhì)條件一主機(jī)主要技術(shù)參數(shù)3）根據(jù)生產(chǎn)能力與主機(jī)掘進(jìn)速度相匹配的原則一后配套設(shè)備技術(shù)參數(shù)與功能配置。隧道施工方案的選擇? 隧道設(shè)計(jì)有單、雙洞之分與斷面大小之別。? 根據(jù)掘進(jìn)工作面的設(shè)置和推進(jìn)方向，掘進(jìn)方式有單頭單向掘進(jìn)、雙向?qū)︻^掘進(jìn)、多 向多頭掘進(jìn)等方案，對于礦山巷道，一般都是單巷單頭掘進(jìn)。? 根據(jù)斷面的大小，掘進(jìn)方式有全斷面掘進(jìn)機(jī)一次掘進(jìn)、分次擴(kuò)孔

2、掘進(jìn)、機(jī)掘與鉆爆混合掘進(jìn)等方案。（三）掘進(jìn)機(jī)主機(jī)的選擇隧道長度和彎曲度在3km以上長度的隧道中使用才具有較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果；隧道長度大于6km時(shí)應(yīng)盡量使用，長度大于 10km且工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件較適宜時(shí)應(yīng)優(yōu)先考慮采用。全斷面掘進(jìn)機(jī)一般要求曲線半徑在200m以上。隧道斷面形狀與大小適用于圓形斷面的隧（巷）道。斷面大小決定掘進(jìn)機(jī)機(jī)型大??；每種機(jī)型都有一定的使用范圍，選用時(shí)應(yīng)考慮其最佳掘進(jìn)斷面面積。巖石性質(zhì)掘進(jìn)機(jī)對隧道地層最為敏感，掘進(jìn)機(jī)的具體類型要根據(jù)地質(zhì)條件、施工環(huán)境、工期要求等因素確定。不同類型、型號的掘進(jìn)機(jī)有其適用的最佳巖石單軸抗壓強(qiáng)度范圍值。通常而言：圍巖中硬以上且整體性較好，宜選用敞

3、開式掘進(jìn)機(jī)；圍巖地質(zhì)情況相對較差宜選擇護(hù)盾式TBM;且雙護(hù)盾式掘進(jìn)機(jī)常用于復(fù)雜地的長隧道開挖。（四） 掘進(jìn)機(jī)主要技術(shù)參數(shù)的選擇刀盤轉(zhuǎn)速：由圍巖類別、刀盤直徑?jīng)Q定。刀盤扭矩：取決于圍巖條件、掘進(jìn)機(jī)類型、掘進(jìn)機(jī)直徑等。刀盤驅(qū)動(dòng)功率：由刀盤扭矩、轉(zhuǎn)速及傳動(dòng)效率確定。掘進(jìn)行程：宜選用長行程，必須考慮管片環(huán)寬。貫入度：即刀盤每轉(zhuǎn)動(dòng)一周刀具切入巖石的深度，與巖石特性有關(guān)。掘進(jìn)速度=刀盤轉(zhuǎn)速X貫入度，在相同的掘進(jìn)速度情況下，刀盤轉(zhuǎn)速高時(shí)的貫入度低，刀盤扭矩小，而此時(shí)推進(jìn)力相對也較小。5.2.4 全斷面巖石隧道掘進(jìn)機(jī)的施工（一）破巖機(jī)理（1）機(jī)理在掘進(jìn)時(shí)切削刀盤上的滾刀沿巖石開挖面滾動(dòng)，形成對巖面的滾動(dòng)擠壓；

4、切削刀盤每轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，就會(huì)貫入巖面一定深度，在滾刀刀刃與巖石接觸處，巖石被擠壓成粉末， 從這個(gè)區(qū)域開始，裂縫向相鄰的切割槽擴(kuò)展，進(jìn)而形成片狀石硝，從而實(shí)現(xiàn)破巖。（2）影響因素貫入深度 堅(jiān)硬和裂隙很少的巖石， 一般為2.5-3.5mm/轉(zhuǎn)；中等堅(jiān)硬和裂隙較多的巖石， 一般為5-9mm/轉(zhuǎn)。滾刀間距滾刀間距太大，滾刀產(chǎn)生壓力達(dá)不到與相鄰滾刀的影響范圍相接，從而使開挖效率降低。反之，如果刀間距太小，則會(huì)浪費(fèi)設(shè)備的功率。巖體的裂隙掘進(jìn)機(jī)施工不僅要注意巖石抗壓強(qiáng)度，還應(yīng)注意巖石磨蝕性和巖體裂隙程度，當(dāng)巖體節(jié)理裂隙面間距越大時(shí)，切割也就會(huì)越困難。（二）掘進(jìn)作業(yè)開敞式掘進(jìn)機(jī)作業(yè)循環(huán)圖示講解（三）施工管理掘進(jìn)機(jī)

5、開挖隧道的高效率源于隧道施工的工廠化，但要發(fā)揮最佳效益，就必須加強(qiáng)管理。（1）保證有效作業(yè)時(shí)間將整個(gè)有效的作業(yè)時(shí)間作為凈掘進(jìn)時(shí)間是不可能的，因?yàn)椋?。在一般地質(zhì)條件下，掘進(jìn)機(jī)凈掘進(jìn)時(shí)間在 50%左右是較為理想的。例如，某掘進(jìn)機(jī)工點(diǎn)作業(yè)時(shí)間分配為：重新支撐3.2%、刀具更換13.8%、檢彳5.5%、 后配套檢修6.6%、支護(hù)1.7%、工地延誤3.8%、其它11.1%、掘進(jìn)54.3% 。(2)提高設(shè)備完好率(3)合理選用刀具參數(shù)(4)保證配件供應(yīng)(5)管理人員對掘進(jìn)方向的地質(zhì)情況應(yīng)有足夠的了解(6)提高隧道控制測量和施工測量的精度(7)應(yīng)建立專門的供電機(jī)構(gòu)，確保供電質(zhì)量(8)精心設(shè)計(jì)，統(tǒng)籌安排，嚴(yán)格

6、施工(四)全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)施工總體評述(1)優(yōu)點(diǎn)? 施工速度快：核心優(yōu)點(diǎn)！ 一般為鉆爆法的35倍；可減少輔助斜井和豎井， 大大縮 短工期，修建長大隧道應(yīng)優(yōu)先采用。? 施工質(zhì)量好：刀具擠壓和切割，洞壁光滑美觀。洞徑尺寸精確、誤差小，可控制在2cm范圍內(nèi)。? 安全性高：對洞壁外圍巖擾動(dòng)少；人員在護(hù)盾下工作有利于安全；無炸藥等爆炸物和污染物。? 經(jīng)濟(jì)效果優(yōu)：成洞的綜合成本要比鉆爆法優(yōu)越。(2)不足? 一次性投入成本較高：一臺 ()10m主機(jī)+后配套價(jià)格要上億。? 設(shè)計(jì)制造周期長：從確定選用到實(shí)際使用約需1年。? 掘進(jìn)機(jī)直徑尺寸可調(diào)范圍不大。只能圓形斷面掘進(jìn)。? 對地質(zhì)條件適應(yīng)性較差：不同地質(zhì)條件需不

7、同種類掘進(jìn)機(jī)和相應(yīng)配套。巖石太硬， 刀具磨損嚴(yán)重。? 操作維修水平要求高：刀具更換和拆卸較為困難;作業(yè)能消大5.2.5與掘進(jìn)機(jī)(巖石)施工配套的支護(hù)型式襯砌結(jié)構(gòu)的組成：一般仍是由初期支護(hù)+二次襯砌組成。初期支護(hù)：噴射混凝土二次襯砌：噴射混凝土模筑混凝土 管片襯砌不管是哪種類型的襯砌，為了安放軌道運(yùn)硝，都必須設(shè)置預(yù)制仰拱塊，它也是最終襯 砌的一部分。（一） 管片襯砌（1）構(gòu)成圖10-13全周預(yù)制鋼筋混凝土管片襯砌示意圖使用護(hù)盾掘進(jìn)機(jī)時(shí)，一般采用預(yù)制圓形管片襯砌，分為 57塊，在洞內(nèi)拼裝而成。（2）特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：適合軟弱圍巖；撐靴不能支撐巖面時(shí)，可利用尾部推力千斤頂，頂推已安裝的管片獲得推進(jìn)反力；當(dāng)撐

8、靴可以支撐巖面時(shí)，雙護(hù)盾掘進(jìn)機(jī)可以使掘進(jìn)和換步同時(shí)進(jìn)行，提高了循環(huán)速度;利用管片安裝機(jī)安裝管片速度快、支護(hù)效果好，安全性強(qiáng)。缺點(diǎn)：造價(jià)高。塊與塊之間必須安裝止水帶，并外壁壓入豆石和注漿。需要建管片工廠，最好設(shè)在現(xiàn)場，以方便運(yùn)輸，如秦嶺鐵路隧道。（二）復(fù)合式襯砌使用開敞式掘進(jìn)機(jī)，可以先施作初期支護(hù)，然后澆灌二次模筑混凝土永久性襯砌，即 復(fù)合式襯砌其底部為預(yù)制仰拱塊。如秦嶺I線鐵路隧道。（三）在軟弱破碎地層中的輔助支護(hù)措施一般而言，掘進(jìn)機(jī)宜用于地質(zhì)條件較好的隧道，但任何一座總體地質(zhì)條件好的隧道， 都有可能出現(xiàn)局部地質(zhì)較差地段，這就需要掘進(jìn)機(jī)對于這樣的地質(zhì)情況具有一定的處理能 力。為了實(shí)現(xiàn)這一目的，

9、可以在掘進(jìn)機(jī)上安裝一些輔助設(shè)備進(jìn)行特殊功能的作業(yè)。(1)安裝地質(zhì)超前鉆機(jī)安裝在切削刀盤后部的主機(jī)頂部平臺上，在主機(jī)停機(jī)時(shí)進(jìn)行掌子面前方約30m的超前鉆孔探測，以預(yù)報(bào)前方的地質(zhì)情況，為掘進(jìn)提供可靠消息。超前鉆機(jī)還具備注漿和安裝管棚的功能，使其具備加固前方地層的能力(2)設(shè)鋼拱環(huán)安裝器緊靠刀盤的后部設(shè)有鋼拱環(huán)安裝器，利用工字鋼拱環(huán)形成鋼拱架支護(hù)。該方法安裝速度快、支護(hù)效果及時(shí)。(3)先開挖小導(dǎo)洞先用小直徑(3.55.0m)掘進(jìn)機(jī)開挖導(dǎo)洞，再用鉆爆法擴(kuò)挖成隧道。充分利用小直徑 掘進(jìn)機(jī)技術(shù)成熟、造價(jià)低、速度快、運(yùn)輸方便、風(fēng)險(xiǎn)小等優(yōu)點(diǎn)，能事先探明地質(zhì)和為擴(kuò)挖創(chuàng) 造通風(fēng)條件。5.3盾構(gòu)機(jī)施工基本工作原理(

10、一) 盾構(gòu)法的基本含義定義：使用盾構(gòu)機(jī)在地下掘進(jìn)， 在護(hù)盾的保護(hù)下，在機(jī)內(nèi)安全的進(jìn)行開挖和襯砌作業(yè)， 從而構(gòu)筑成隧道的施工方法工由穩(wěn)定開挖面、盾構(gòu)機(jī)挖掘和襯砌三大部分組成。一項(xiàng)綜合性的施工技術(shù)！ 除土方開挖、正面支護(hù)、隧道襯砌結(jié)構(gòu)安裝三個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)外， 還需其他密切配合環(huán)節(jié)：地下水的降低，土層加固措施，管片預(yù)制、洞內(nèi)運(yùn)輸、襯砌與地層 間的充填、防水與堵漏、施工測量、變形監(jiān)測等。盾構(gòu)推進(jìn)中所受到的地層阻力,通過盾構(gòu) 千斤頂傳至盾尾已經(jīng)拼裝好的襯砌管片之上。擅七播能和相龍門吊車能率處理設(shè)車站聚注入孽普片運(yùn)而向Kat機(jī)國5-3-1盾構(gòu)法施上籍羽圖有構(gòu)機(jī)、（二）常見盾構(gòu)機(jī)工作原理當(dāng)前，常用盾構(gòu)機(jī)類型有：土壓平衡和泥水平衡盾構(gòu)機(jī)，除出土（渣）的方式不同外, 其基本工作原理一致。土壓平衡盾構(gòu)機(jī)出土（渣）的工作原理： 刀盤旋轉(zhuǎn)開挖工作面土體，挖掘下來的土料 作為穩(wěn)定開挖面的介質(zhì)， 土料由螺旋輸送機(jī)旋轉(zhuǎn)運(yùn)出； 泥土室內(nèi)土