地下建筑結構施工49課件講解

地下建筑結構施工盾構法隧道結構第七章

CONTENTS目錄01概述02盾構的基本構造03盾構機的類型及選擇04襯砌結構0506070809管片結構設計盾構法隧道施工盾構隧道結構防排水盾構法隧道施工監(jiān)測工程實例盾構機的類型及選擇盾構機分類（1）按挖掘方式分類手掘式：開挖及出土均由人工進行操作；半機械式：大部分開挖和出土由機械完成，有一部分靠人工完成；機械式盾構：開挖和出土均由機械設備完成。（2）按開挖面的擋土形式分類開放式、部分開放式、封閉式，根據(jù)是否能直接看到開挖面來區(qū)別（3）按加壓穩(wěn)定開挖面的形式分類壓氣式、泥水加壓式、削土加壓式、加水式、加泥式和泥漿式（4）按盾構切削斷面形狀分類:圓形和非圓形（5）按盾構機的尺寸大小分類（6）按施工方法分類:二次襯砌和一次襯砌盾構（7）按適用土質分類:軟土盾構、硬巖盾構和復合盾構盾構機的類型及選擇挖掘方式構造類型盾構名稱開挖面穩(wěn)定措施適用地層附注人工開挖（手掘式）敞胸普通盾構臨時擋板、支撐千斤頂?shù)刭|穩(wěn)定或松軟均可輔以氣壓、人工井點降水及其它地層加固措施棚式盾構將開挖面分成幾層，利用砂的安息角和棚的磨擦砂性土網(wǎng)格式盾構利用土和鋼制網(wǎng)狀硌柵的磨擦粘土淤泥閉胸半擠壓盾構胸板局部開孔依賴盾構千斤頂推力土砂自然流入軟可塑的粘性土全擠壓盾構胸板無孔、不進土淤泥半機械式敞胸反鏟式盾構手掘式盾構裝上反鏟挖土機土質堅硬穩(wěn)定開挖面能自立輔助措施旋轉式盾構同上，裝上軟巖掘進機軟巖機械式敞胸旋轉刀盤式盾構單刀盤加面板多刀盤加面板軟巖輔助措施閉胸局中氣壓盾構面板和隔板間加氣壓多水松軟地層不再另設輔助措施泥水加壓盾構面板和隔板間加壓力泥水含水地層、沖積層、洪積層輔助措施土壓平衡盾構（加水式、加泥式）面板和隔板間充滿土砂容積產生的壓力與開挖面處的地層壓力保持平衡淤泥、淤泥混砂輔助措施表7-2盾構主要類型盾構機的類型及選擇全敞開式盾構特點：開挖面呈敞露狀態(tài)，出土效率高，適用于開挖面自穩(wěn)性好的地層。1）手掘式2）半機械式3）機械式手掘式盾構機的類型及選擇全敞開式盾構半機械式機械式盾構機的類型及選擇擠壓式盾構盾構機從正面貫入圍巖，使土砂由開挖面稍后方設置的隔板上的排土口絞出，進行排土。適用于自穩(wěn)性很差、流動性很大的軟粘土和粉砂層圍巖流動性過大的地層中，開挖面的穩(wěn)定很難保證適用的地質范圍有限。蓋板式擠壓盾構盾構機的類型及選擇擠壓式盾構螺旋排土式擠壓盾構網(wǎng)格擠壓式盾構盾構機的類型及選擇泥水盾構開挖面的穩(wěn)定是將泥漿送入泥水室內，在開挖面上用泥漿形成不透水的泥膜，保持水壓力，對抗作用于開挖面的土壓力和水壓力。泥漿處理需要占用的場地較大，在市區(qū)施工受限適用的地質范圍很大盾構機的類型及選擇土壓平衡式盾構一般土壓式和泥土加壓式兩類1）一般土壓式靠前方刀盤切削的土體充滿土倉，通過千斤頂推進加壓，穩(wěn)定開挖面。2）泥土加壓向土倉內注入添加材料，通過攪拌，促進開挖的土砂塑性流動性增加，使泥土壓力在千斤頂推進下作用于整個開挖面添加材料：膨潤土、CMC、黏土、高吸水樹脂、發(fā)泡劑（1）適用于本工程圍巖的機型（2）可以合理使用的輔助施工工法（3）滿足本工程施工長度和線形的要求（4）后續(xù)設備、施工豎井等施工與盾構機的開挖能力配套（5）工作環(huán)境要好最為重要的是保證開挖面穩(wěn)定盾構機機型的選擇依據(jù)盾構機的類型及選擇盾構幾何尺寸的選定及盾構千斤頂推力計算主要指盾構外徑D和盾構長度L、盾構靈敏度L/D。（1）盾構外徑x=msinα=mD=d+2(x+δ)δ=0.02+0.01（D-4）盾尾間隙δ--為保證管片安裝和修復蛇行,以及其他因素的最小富余量，一般取25—40mm;盾構機的類型及選擇盾構幾何尺寸的選定及盾構千斤頂推力計算（2）盾構長度LL=L0+L1+L2+L3L0—盾尾長度；L1—支承環(huán)長度；L2—切口環(huán)長度；L3—前檐長度。（3）盾構靈敏度L/D經(jīng)驗數(shù)值:小型盾構D=2~3m，L/D=1.5中型盾構D=3~6m,L/D=1.00大型盾構D=6~9m,L/D=0.75特大型盾構D＞12m,L/D=0.45~0.75盾構機的類型及選擇盾構幾何尺寸的選定及盾構千斤頂推力計算（4）盾構千斤頂推力計算阻力包括：盾構外表面與四周地層的摩阻力；盾尾內殼與襯砌結構之間的摩阻力；盾構切口部分刃口切入土層的阻力；盾構切口環(huán)切入土層時的正面阻力；開挖面正面支撐阻力；以及盾構自重引起的阻力，糾偏時的阻力，局部氣壓或泥水壓力，阻力板阻力等。日本盾構總推力經(jīng)驗公式隧道名稱直徑D(m)長度L(m)靈敏度L/D重量W(t)盾構千斤頂（只數(shù)）盾構總推力(104N)盾殼厚度(mm)附注荷蘭Vehicular9.175.730.6340030600070美國林肯隧道9.634.710.4930428644063=12.7美Brooklyn-battery9.634.710.4931528644063=12.7美Queen-Midtown9.655.700.59285600比Antwerpen9.505.500.57627532640070Rotherhite9.355.490.586406700原蘇聯(lián)莫斯科地鐵9.504.730.5340363500中國上海打浦路隧道10.206.630.65400408000中國上海延安東路隧道11.267.800.69480448800盾構機的類型及選擇盾構幾何尺寸的選定及盾構千斤頂推力計算盾構機的類型及選擇盾構機對環(huán)境條件的適應性挖掘方式構造類型盾構名稱開挖面穩(wěn)定措施適用地層附注人工開挖（手掘式）敞胸普通盾構臨時擋板、支撐千斤頂?shù)刭|穩(wěn)定或松軟均可輔以氣壓、人工井點降水及其它地層加固措施棚式盾構將開挖面分成幾層，利用砂的安息角和棚的磨擦砂性土網(wǎng)格式盾構利用土和鋼制網(wǎng)狀硌柵的磨擦粘土淤泥閉胸半擠壓盾構胸板局部開孔依賴盾構千斤頂推力土砂自然流入軟可塑的粘性土全擠壓盾構胸板無孔、不進土淤泥半機械式敞胸反鏟式盾構手掘式盾構裝上反鏟挖土機土質堅硬穩(wěn)定開挖面能自立輔助措施旋轉式盾構同上，裝上軟巖掘進機軟巖機械式敞胸旋轉刀盤式盾構單刀盤加