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盾构长距离掘进带压换刀关键技术


二 典型应用
•广州地铁三号线大汉李村断裂带 •广州地铁四号线小新区间 •武汉长江隧道 •穿黄隧道 •狮子洋隧道
三 进仓技术方法的选择和适应范围
1 带压进仓(带压限排进仓) 带压进仓在一定压力范围内,应该说可以适应于各种地
层,特别针对掌子面不能常压自稳及富水地层,如:全断 面软弱地层、上软下硬富水地层、岩石破碎带(断裂带、 裂隙发育、渗透性强)等不良地层,在此种不良地层中采 用带压进仓是最安全的作业方法,但带压进仓不宜动火, 而且工效较低。 2 敞开式开仓(周边止水限排进仓)
一 盾构施工带压进仓介绍
4 压缩空气在隧道施工中的用途:
在早期的人工开挖施工中,压气主要用于防止地下水进入 隧道开挖面并对整个开挖面地层连续提供支护;
机械化施工条件下,一般目的是利用压缩空气防止地下水 在维护掘进机刀盘的过程中进入维护工作区并对隧道开挖面 提供临时支护。
适用的压力范围:
在0.6bar~6.9bar之间,一般在1.8~3bar,超过4.5~6.9bar 时,需要采用很高的潜水技术和设备。(饱和潜水)
周边止水限排进仓主要针对掌子面能够自稳的原状地层 或加固体,地层整体性较好,裂隙水不太发育的情况下, 通过在隧道内对盾构机后部或盾壳外部地层进行止水处理 后就能满足常压进仓。
三、进仓技术方法的选择和适应范围
3 地层加固开仓(地层加固止水限排进仓) 对于软弱富水地层中,需要大量仓内作业或割焊等操作,
四、带压进仓技术(带压限排进仓)
1 带压进仓方案的确定 如果确定要在不良地层段进仓作业,首先要根据之前
的掘进参数等状况,对仓内的问题作出充分分析和判断, 对仓内的操作要有个预判;并根据计划开仓处水文地质资 料、停机前出渣土成分及数量、地表监测数据、掘进时同 步注浆情况等参数的分析,最后确定停机带压进仓的实施 方案。 2 带压进仓人员和设备准备
盾构及掘进技术国家重点实验室
State Key Laboratory of Shield Machine and Boring Technology
盾构长距离掘进带压换刀 关键技术
二O一六年十二月.安徽合肥.李凤远
一 盾构施工带压进仓介绍 二 典型应用 三 进仓技术方法的选择和适应范围 四 带压进仓技术(带压限排进仓) 五 敞开式开仓技术(周边止水限排进仓) 六 地层加固开仓技术(地层加固止水限排进仓) 七 减压限排进仓技术 八 作业程序 九 盾构法开仓环境卫生健康评估
二 典型应用
•哈德逊河底隧道/Hudson River Tunnel(1874- 1904)
由Mr. DeWitt Clinton Haskin于1874年开始修建。因 为河底上覆沙层,故多次使用压气作业。
二 典型应用
•哈德逊河底隧道/Hudson River Tunnel(1874- 1904)
宜提前将穿越地层进行加固止水处理,待加固体有一定强 度后,将盾构机推进至预先加固位置后,再敞开式进仓作 业。此种方式可长时间停机工作,并且工作面多,但加固 费用投入较大,并受地面环境、埋深和加固设备性能等条 件的限制。 4 减压限排进仓(泥水盾构)
低压限排进仓技术是建立在带压进仓和掌子面地层有一 定自稳性基础上的,通过周边止水仍不能达到常压开仓 (仓内水位可控或掌子面能够完全自稳)的目标,通过加 低压阻止地下水和稳定地层的方法来进仓作业,这样可大 大提高带压进仓的工作效率。
1869年,英国土木工程师Greathead在 和Barlow研究之后,进一步将盾构改 进成与现代类似的样子,用之完成了 伦敦塔附近泰晤士河下的Tower Subway隧道。盾构采用螺旋千斤顶推 进、铸铁管片衬砌。
一 盾构施工带压进仓介绍
3 压气作业关键人物和事件 Mr. Callodan
早至1828年,欧洲人卡罗丹即提出在隧道施工中使用压 气作业。但是没有进入实用。 Admiral Sir Cochrane
1830年,发明气闸,使得人员可以进入开挖面。 Mr. DeWitt Clinton Haskin
一般认为,他是第一个构想在水平隧道施工中采用压气 支撑开挖面、侧墙和顶板并将之变为现实的人,他为此于 1874年2月3日取得了专利。在此之前,压气只用于垂直隧 道的沉箱作业。1879年,在纽约Hudson 铁路隧道施工中 (没有盾壳的敞开式开挖),采用的施工气压达到2.45 bar。
二 典型应用
在芝加哥地铁隧道中的应用:
地点: 芝加哥/Chicago, IL 时间: 1940年6月/ Jun, 1940 气压: 0.7bar~1bar 工程: 芝加哥首个地铁工程,7.7英里双线 隧道
二 典型应用
1892年,在滦河大桥施工中,詹天佑采用“气压沉箱法 “建筑基础,是中国最早的压气作业先驱。 2003年10月,越南“Bay Chay桥”采用气压沉箱法施 工桥梁下部工程。这是越南首次采用气压沉箱施工法。
由于带压限排进仓对人员和设备有着特殊的要求,因此 带压限排进仓前必须对进仓人员进行身体检查、理论与实 践培训,配备专业的操舱医生,并对人员舱及其他相关设 备进行全面的检查和调试。
四 带压进仓技术(带压限排进仓)
3 带压进仓压力的确定
依据开仓处水文地质条件及埋深等资料,计算 出掌子面理论顶部水土压力和其它部位侧压力 (根据掌子面软弱地层高度),作为压力参考值, 但主要考虑保压停机时气垫仓泥浆液位相对稳定 时的切口环压力,来确定本次带压进仓的工作压 力。
一 盾构施工带压进仓介绍
1 概念术语 气压作业:主要分为高压室内作业与潜水作业两大类; 压气施工法:是以压缩机将空气加入局限空间的作业区域内,
以防止地层水因间隙水压而渗入作业区,并造成土壤软化或产 生异常出水、崩塌等问题,便于施工作业的一种方法。
潜水作业:指使用潜水器具供气设备等,于水深超过10米之 水中实施得作业。
气闸室(人员仓):指对作业施工于进出作业室(高压室)之 际,实施加、减2、盾构发展关键人物及事件
Marc Isambard Brunel 发明盾构机,但是比较笨拙。
Peter W. Barlow 将Brunel的盾构修改成尺寸较小的环形截面盾构,
James Henry Greathead (1844.8.6~1896.10.21)
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