【導(dǎo)讀】土木工程專業(yè)畢業(yè)論文--地鐵隧道設(shè)計(jì)與施工（盾構(gòu)施。工對(duì)周圍建筑物的影響及保護(hù)措施）。本畢業(yè)設(shè)計(jì)主要包括三部分第一部分是路區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第二部分是路。區(qū)間隧道施工組織設(shè)計(jì)第三部分是專題部分在第一部分區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中根。據(jù)隧道穿越地層的工程地質(zhì)水文地質(zhì)條件和周邊環(huán)境情況通過施工方案的比選。確定法施工隧道襯砌結(jié)構(gòu)并對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的強(qiáng)度和抗浮驗(yàn)算。進(jìn)度編寫相應(yīng)的質(zhì)量安全環(huán)境保護(hù)等措施。第三部分是專題部分內(nèi)容是結(jié)合工程實(shí)例和相關(guān)的參考資料總結(jié)出The. 沿線建構(gòu)筑物地下管線及障礙物3. 33管片初步設(shè)計(jì)5. 41計(jì)算原則及采用規(guī)范6. 42斷面的選擇及內(nèi)力計(jì)算6. 23施工物資的準(zhǔn)備20. 45關(guān)鍵過程控制人員落實(shí)25. 泥水平衡土壓平衡盾構(gòu)的對(duì)比26. 盾構(gòu)姿態(tài)的復(fù)核測量29. 64減少地面變形控制措施35. 65緊急預(yù)案措施36. 85防汛防臺(tái)風(fēng)施工措施40. 防汛防臺(tái)的發(fā)現(xiàn)和組織撲救順序40. 86消防安全措施41. 13盾構(gòu)法施工對(duì)鄰近建筑物影響研究現(xiàn)狀43. 31盾構(gòu)隧道開挖引起的地表損害形式47

　　

【正文】 握盾構(gòu)機(jī)的操作方法機(jī)械性能改進(jìn)盾構(gòu)的不完善部分 2 了解和認(rèn)識(shí)隧道穿越的土層的地質(zhì)條件掌握這種地質(zhì)下的土壓平衡式盾構(gòu)的施工方法 3 通過本段施工加強(qiáng)對(duì)地面變形情況的監(jiān)測分析掌握盾構(gòu)推進(jìn)參數(shù)及同步注漿的量 當(dāng)推進(jìn)距離滿足車架轉(zhuǎn)換需求時(shí)先進(jìn)行車架轉(zhuǎn)換再恢復(fù)推進(jìn) 54 進(jìn)洞方案 進(jìn)洞土體加固 汶水路站～新滬路站區(qū)間隧道上行線盾構(gòu)在新滬路站進(jìn)洞為確保盾構(gòu)進(jìn)洞安全應(yīng)進(jìn)行進(jìn)洞地基加固 本次盾構(gòu)進(jìn)洞地基加固采用深層攪拌樁加固范圍為槽壁向外 35m 以洞圈兩側(cè)為界限各延伸 3m 深度為洞圈向下 3m 洞圈 3m 往上 為弱加固區(qū)在槽壁同攪拌樁間 30cm 夾層間進(jìn)行旋噴注漿盾構(gòu)出洞前對(duì)井外地基加固進(jìn)行驗(yàn)收加固強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后才能進(jìn)行出洞施工否則應(yīng)采取補(bǔ)加固措施 盾構(gòu)接收井準(zhǔn)備 盾構(gòu)接收井施工完成后接收井內(nèi)洞門混凝土鑿除和洞門封堵材料等各項(xiàng)工作必須全部準(zhǔn)備就緒先對(duì)下行線洞門位置的方位測量確認(rèn)安裝盾構(gòu)接收基座因盾構(gòu)進(jìn)洞豎曲線正好是緩和曲線因此基座的放置要有一定的坡度 盾構(gòu)姿態(tài)的復(fù)核測量 盾構(gòu)貫通前的測量是復(fù)核盾構(gòu)所處的方位確認(rèn)盾構(gòu)姿態(tài)評(píng)估盾構(gòu)進(jìn)洞時(shí)的姿態(tài)和擬定盾構(gòu)進(jìn)洞段的施工軸線推進(jìn)坡度的控制值和施工方案等的 重要依據(jù)以使盾構(gòu)在此階段的施工中始終按預(yù)定的方案實(shí)施以良好的姿態(tài)進(jìn)洞準(zhǔn)確就位在盾構(gòu)接收基座上 盾構(gòu)靠上槽壁前的推進(jìn) 當(dāng)盾構(gòu)逐漸靠近洞門時(shí)要派專人在井下觀察洞門混凝土變形和觀測土體并控制好推進(jìn)時(shí)平衡壓力值從離槽壁 8m 開始土壓力逐漸降低到靠上槽壁時(shí)盡可能出空平衡倉內(nèi)的泥土使切口正面的平衡壓力降到最低值以確?；炷练忾T鑿除的施工安全同時(shí)推進(jìn)速度宜慢加強(qiáng)對(duì)洞口地面的監(jiān)測及時(shí)調(diào)整施工參數(shù) 盾構(gòu)進(jìn)洞前洞門混凝土的鑿除 在盾構(gòu)刀盤飛機(jī)頭靠上槽壁時(shí)停止盾構(gòu)推進(jìn)首先在洞圈內(nèi)搭設(shè)鋼制腳手架在洞門中心鑿若干觀察孔 用來觀察外部土體情況然后鑿除洞門混凝土暴露出內(nèi)外排鋼筋割去內(nèi)排鋼筋保留外排鋼筋在槽壁砼剩下 40cm 時(shí)停止鑿除清理干凈落在洞圈底部的混凝土碎塊 盾構(gòu)進(jìn)洞 在余下的混泥土上打若干個(gè)樣洞觀察土體的加固情況如無滲漏現(xiàn)象盾構(gòu)應(yīng)盡快推進(jìn)并拼裝管片盡量縮短盾構(gòu)進(jìn)洞時(shí)間洞圈特殊環(huán)管片脫出盾尾后立即用弧形鋼板將管片與鋼洞圈焊接成一個(gè)整體并用漿液將管片和洞圈的間隙進(jìn)行充填以減少水土流失 55 掘進(jìn)施工參數(shù) 1 平衡壓力值的設(shè)定原則 根據(jù)招標(biāo)文件提供的地質(zhì)情況及隧道埋深情況理論計(jì)算切口平衡壓力得到 正面平衡壓力 P k0 h P 平衡壓力包括地下水 土體的平均重度 h 隧道埋深 k0 土的側(cè)向靜止平衡壓力系數(shù) 盾構(gòu)在掘進(jìn)施工中均可通過理論計(jì)算來取得平衡壓力的初始設(shè)定值具體施工設(shè)定值根據(jù)盾構(gòu)埋深所在位置的土層狀況以及監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行不斷的調(diào)整 2 推進(jìn)出土量控制 每環(huán)理論出土量＝ 4179。 D2179。 L＝ 4179。 6342179。 12＝ 3788m3 環(huán) 盾構(gòu)推進(jìn)出土量控制在 98％～ 100％之間即 3713m3 環(huán)～ 3788m3 環(huán) 3 推進(jìn)速度 正常推進(jìn)時(shí)速度宜控制在 2～ 4cmmin 之間過建筑物時(shí)推進(jìn)速度宜控制 在1cmmin 以內(nèi) 4 盾構(gòu)軸線及地面沉降量控制 盾構(gòu)軸線控制偏離設(shè)計(jì)軸線不得大于 50mm 地面沉降量控制在＋ 10mm～－30mm 56 管片拼裝 隧道襯砌由六塊預(yù)制鋼筋混凝土管片拼裝而成成環(huán)形式為小封頂縱向全插入式在管片拼裝過程中要嚴(yán)格把握好襯砌環(huán)面的平整度 6 拼裝后及時(shí)調(diào)整千斤頂?shù)捻斄Ψ乐苟軜?gòu)姿態(tài)發(fā)生突變 7 嚴(yán)格控制環(huán)面平整度必須自負(fù)環(huán)做起且逐環(huán)檢查相鄰塊管片的踏步應(yīng)小于 4mm 每塊管片不能凸出相鄰管片的環(huán)面以免鄰接塊接縫處管片碎裂 8 環(huán)面超前量控制施工中經(jīng)常插測管片圓環(huán)環(huán)面與隧道設(shè)計(jì)軸線的垂直度當(dāng)管片 超前量超過控制量時(shí)應(yīng)用軟木楔子給予糾正從而保證管片環(huán)面與隧道設(shè)計(jì)軸線的垂直度 9 相鄰環(huán)高差控制相鄰環(huán)高差量的大小直接影響到建成隧道軸線的質(zhì)量及隧道有效斷面因此必須嚴(yán)格控制環(huán)高差不超出允許范圍內(nèi) 10 成環(huán)管片均有縱環(huán)向螺栓連接其連接的緊密度將直接影響到隧道的整體性能和質(zhì)量因此在每環(huán)襯砌拼裝結(jié)束后及時(shí)擰緊連接襯砌的縱環(huán)向螺栓在推進(jìn)下一環(huán)時(shí)應(yīng)在千斤頂頂力的作用下復(fù)緊縱向螺栓當(dāng)成環(huán)管片推出車架后必須再次復(fù)緊縱環(huán)向螺栓 11 隧道橢圓度控制每環(huán)拼裝時(shí)應(yīng)測量隧道橢圓度不合格的及時(shí)糾正直到橢圓度小于 10mm 后方能進(jìn)行下一環(huán) 的推進(jìn) 12 正確控制管片的旋轉(zhuǎn)方向及旋轉(zhuǎn)量 57 同步注漿及壁后補(bǔ)壓漿 1 同步注漿的意義 盾構(gòu)推進(jìn)中的同步注漿和襯砌壁后補(bǔ)壓漿是充填土體與管片圓環(huán)間的建筑間隙和減少后期變形的主要手段也是盾構(gòu)推進(jìn)施工中的一道重要工序盾構(gòu)推進(jìn)施工中的注漿選擇具有和易性好泌水性小且具有一定強(qiáng)度的漿液進(jìn)行及時(shí)均勻足量壓注確保其建筑空隙得以及時(shí)和足量的充填 2 同步注漿量的控制 每推進(jìn)一環(huán)的建筑空隙為 12 63402－ 620204＝ 166m3 盾構(gòu)外徑Φ 6340mm 管片外徑Φ 6200mm 每環(huán)的壓漿量一般為建筑空隙的 200％～ 250％即每推進(jìn)一環(huán)同步注漿量為332 m3～ 414 m3 泵送出口處的壓力應(yīng)控制在 03MPa 左右 3 同步注漿材料的選擇與應(yīng)用 選用同步注漿注漿材料時(shí)必須考慮以下因素 1 注漿材料壓注后能得到盾尾間隙的每一角落 2 填充后能具有與早期取得的土相當(dāng)和以上的強(qiáng)度 3 凝固硬化后體積變化小止水性好 4 受地下水稀釋道影響小 5 能控制壓漿量變化 6 能進(jìn)行長距離壓送 7 施工方便 8 利于環(huán)保 根據(jù)上述要求本區(qū)間隧道盾構(gòu)推進(jìn)施工中的同步注漿漿液采用可硬性漿液材料為粉煤灰砂膨潤土和水泥等注漿后 24 小時(shí)的漿液強(qiáng)度不低于盾構(gòu)所處地 層土體的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度 壓漿屬一道重要工序須指派專人負(fù)責(zé)對(duì)壓入位置壓入量壓力值等均作詳細(xì)記錄并根據(jù)地層變形監(jiān)測信息及時(shí)調(diào)整確保壓漿工序的施工質(zhì)量 為防止?jié){液在注漿系統(tǒng)內(nèi)的硬化必須定時(shí)對(duì)工作面注漿系統(tǒng)進(jìn)行清洗清洗采用惰性漿液惰性漿液一般每天一次即日班結(jié)束后用惰性漿液進(jìn)行清洗因特殊情況如設(shè)備故障等停止施工間隔可能超過 4 小時(shí)的也應(yīng)在停止施工時(shí)立即予以注惰性漿液清洗 隧道內(nèi)運(yùn)輸車以及地面上的拌漿系統(tǒng)也應(yīng)進(jìn)行清洗清洗時(shí)間基本控制在每班一次由于盾構(gòu)工作面的注漿管路清洗等原因?qū)⑿纬梢欢ǖ膹U漿對(duì)工作環(huán)境造成污染所以必須利用 平板車土箱外運(yùn) 4 壁后二次補(bǔ)壓漿 盾尾間隙已在盾構(gòu)施工同步注漿時(shí)充分填充所以一般不需進(jìn)行二次注漿因?yàn)槎巫{在實(shí)施過程中由于建筑空隙已充分填充如再超量進(jìn)行注漿有可能擾亂土體引起地面隆起和壓實(shí)沉降等問題 由于某種原因未能進(jìn)行充分的同步注漿施工而出現(xiàn)管片漏水等現(xiàn)象時(shí)要根據(jù)實(shí)際情況對(duì)注漿方法和材料等加以研究進(jìn)行補(bǔ)充注漿 壁后二次補(bǔ)注漿漿液采用雙液漿 壓漿時(shí)必須指派專人負(fù)責(zé)對(duì)壓入位置壓入量壓力值均作詳細(xì)記錄并根據(jù)地層變形監(jiān)測信息及時(shí)調(diào)整確保壓漿工序的施工質(zhì)量 為防止?jié){液在注漿系統(tǒng)內(nèi)的硬化必須定時(shí)對(duì)工作面注漿系統(tǒng)及地 面上的拌漿系統(tǒng)進(jìn)行清洗清洗時(shí)間根據(jù)實(shí)際情況確定由于盾構(gòu)工作面的注漿管路清洗等原因?qū)⑿纬梢欢ǖ膹U漿對(duì)工作環(huán)境造成污染所以必須利用平板車土箱外運(yùn) 58 糾偏 施工中隧道軸線環(huán)面平整度或傾斜度需予以糾正時(shí)采用專門楔料丁腈塑料軟木片一次糾偏量最大不超過 5mm 59 洞門施工 本盾構(gòu)區(qū)間洞門包括汶水路站盾構(gòu)始發(fā)井的南北端 2 個(gè)洞門以及新滬路站盾構(gòu)吊出井的南北端兩個(gè)洞門共有 4 個(gè)洞門 隧道與車站端墻的連接是采用進(jìn)出洞環(huán)的方式進(jìn)出洞環(huán)均為現(xiàn)澆防水混凝土盾構(gòu)推進(jìn)前在洞門處預(yù)埋環(huán)形鋼板及連接鋼筋安裝固定進(jìn)出洞時(shí)所用的臨時(shí)防水設(shè)備 整個(gè)區(qū)間隧道施工完畢后即可進(jìn)行洞門與隧道連接結(jié)構(gòu)施工預(yù)埋的連接鋼筋在施工洞口時(shí)要伸到洞口結(jié)構(gòu)內(nèi)保持洞口結(jié)構(gòu)與車站端墻有效連接 施工洞門時(shí)保證車站結(jié)構(gòu)鋼筋與盾構(gòu)管片的結(jié)構(gòu)鋼筋的有效連接以滿足防迷流的要求完成后的聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)為剛性結(jié)構(gòu)洞門與車站端墻及洞門與盾構(gòu)管片間的施工縫采用緩膨型遇水膨脹止水條止水 洞門施工前將洞門與隧道襯砌環(huán)間隙用鋼板封閉并向內(nèi)充填注漿若有滲漏水可加注無腐蝕化學(xué)堵漏劑確保洞圈無滲漏 1 待漿液凝固后拆除洞門鋼封板和進(jìn)洞環(huán)后一環(huán)管片 2 鋼筋成形綁扎安裝電焊鋼筋與結(jié)構(gòu)預(yù)埋件焊接牢固鋼筋搭接長度≥ 10d 雙面焊≥ 5d 鋼筋籠質(zhì)量自檢整改 3 安裝遇水膨脹橡膠止水條涂緩脹劑自檢整改 4 鋼筋籠止水條隱蔽工程驗(yàn)收 5 安裝模板模板安裝尺寸應(yīng)準(zhǔn)確接縫應(yīng)平齊無間隙確保不漏漿并支撐牢固洞門腰部與頂部預(yù)留砼澆灌口 6 澆灌混凝土砼澆灌前應(yīng)進(jìn)行檢查確認(rèn)塌落度在 80177。 20mm 范圍內(nèi)級(jí)配符合要求空氣含量＜ 1 并制作砼試塊首先從洞門二個(gè)腰部預(yù)留的澆灌口澆灌然后封閉腰部澆灌口從頂部預(yù)留口繼續(xù)澆灌同時(shí)用Φ 50mm 振動(dòng)棒邊振搗邊澆灌每個(gè)點(diǎn)振動(dòng)時(shí)間約為 10～ 20 秒確保振搗密實(shí)砼面不冒氣且均勻起伏整個(gè)洞門澆砼須一次完成不設(shè)施工縫 7 覆蓋麻袋進(jìn)行噴 淋濕潤養(yǎng)護(hù) 5 天后拆模板繼續(xù)養(yǎng)護(hù) 510 隧道內(nèi)運(yùn)輸 1 垂直運(yùn)輸 管片施工材料等的垂直運(yùn)輸由地面井口行車實(shí)施 2 水平運(yùn)輸 隧道內(nèi)的水平運(yùn)輸主要是運(yùn)送管片棄土和施工材料 A 運(yùn)輸機(jī)具 本工程水平運(yùn)輸機(jī)具采用牽引力大安全性強(qiáng)具有電腦自控恒速行駛使用壽命長及智能性高的電機(jī)車 貨物裝于平板車上由電機(jī)車牽引平板車行走軌道選用 24kgm 局部雙軌布置軌距為 813mm軌枕用 20H鋼加工而成軌道與軌枕間用壓板螺栓連接并應(yīng)達(dá)到運(yùn)輸軌道鋪設(shè)順直固定牢靠軌枕間距標(biāo)準(zhǔn)軌道面平整運(yùn)行中對(duì)軌道軌枕的維修保養(yǎng)指派專人負(fù)責(zé)確保運(yùn)輸暢通和安全 B 岔道設(shè)置 為提高運(yùn)輸效率縮短出土駁運(yùn)管片的行駛時(shí)間同時(shí)又考慮到隧道運(yùn)輸距離長因此在井口處設(shè)置一副 Y 型道岔工作井井內(nèi)布置雙軌并在道岔處設(shè)置信號(hào)燈 511 棄土處理 挖出的土方裝入翻斗車經(jīng)隧道運(yùn)到提升井后提至地面再用汽車運(yùn)出 6 施工主要技術(shù)措施 61 砂性土層施工技術(shù)措施 盾構(gòu)在穿越復(fù)雜地層時(shí)可采用土體改良措施土體改良是為了保護(hù)刀盤以及保證盾構(gòu)螺旋出土機(jī)的正常出土在推進(jìn)過程中可每隔一定距離在盾構(gòu)前方及螺旋機(jī)內(nèi)壓注膨潤土 壓注膨潤土改良土體使得出土?xí)r的粘粒含量達(dá) 20％按此計(jì)算每推進(jìn)一環(huán)需加入一定濃度的膨潤土漿液 膨潤土漿液可以在刀盤正面注入通過刀盤后翼的攪拌從螺旋機(jī)排出當(dāng)螺旋機(jī)油壓過高也可以在螺旋機(jī)中注入適量的膨潤土漿液 壓注膨潤土漿液的同時(shí)應(yīng)觀察螺旋機(jī)的排土狀態(tài)及正面土體的沉降狀況確保正面土體穩(wěn)定砂性土的滲透系數(shù)較大即孔隙水壓增加較快同時(shí)消散也較快而兩者的時(shí)間差為疏干的時(shí)效因此千斤頂速度應(yīng)與之相配合從而使盾構(gòu)推進(jìn)速度達(dá)到較好的狀態(tài) 加泥參數(shù)在認(rèn)識(shí)了正面的疏干效應(yīng)則加泥的定量就能明確了具體配比與注入量見下表 在穿越各種不同土層時(shí)盾構(gòu)推進(jìn)應(yīng)注意以下事項(xiàng) 1 合理控制推進(jìn)速度保證連續(xù)均衡施工盾構(gòu)設(shè)備注意日常保養(yǎng)避免較長時(shí)間的擱置 2 嚴(yán)格控制土倉壓力及出土量防止超挖及欠挖 表 61 泥漿配比 原 材 料 配合比 kg 濃度％ 比 重 注入量 m3 備 注 膨潤土水 0251 25 111 005 015 根據(jù)刀盤轉(zhuǎn)速及螺旋 機(jī)油壓而調(diào)整注入量 3 盾構(gòu)姿態(tài)變化不可過大過頻每次縱坡變化小于 02％ 4 同步注漿要求做到及時(shí)適量 5 如沉降量超過報(bào)警值及時(shí)采取跟蹤注漿等措施控制構(gòu)筑物的變形量 62 穿越地下管線的保護(hù)措施 本標(biāo)段隧道施工區(qū)域?qū)⒋┰诫娫?12 孔 10 纜雨水Ф 100019 砼電話 12 孔 15纜電話 18 孔 38 污水Ф 202070 砼等一系列重要管線在施工中必須加強(qiáng)措施予以保護(hù)因此在推進(jìn)至各管線群之前應(yīng)根據(jù)資料及實(shí)際情況制定詳細(xì)的方案來采取針對(duì)性技術(shù)措施 1 在施工前須進(jìn)一步了解盾構(gòu)推進(jìn)沿線道路及地下管線情況包括管線口徑埋深走向等然后根據(jù)管線情況制定相應(yīng)的保護(hù)措施 2 在盾構(gòu)穿越前必須核準(zhǔn)管線里程在盾構(gòu)穿越時(shí)及時(shí)通知盾構(gòu)控制室 3 在盾構(gòu)穿越過程中必須嚴(yán)格控制切口平衡壓力同時(shí)也必須嚴(yán)格控制與切口壓力有關(guān)的施工參數(shù)如推進(jìn)速度總推力出土量等盡量減少土壓力的波動(dòng) 4 在確保盾構(gòu)正面變形控制良好的情 況下使盾構(gòu)