第三章盾构机类型与基本原理ppt课件.ppt
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1、第三章 盾构机类型与基本原理,1、按照平衡开挖面的方式 A、插板式 B、挤压网格式 C、土压平衡式 D、泥水平衡式 E、加泥式 F、加水式,3.1 盾构机的种类,2、按照机械化程度 A、人工 B、机械化 C、全自动化3、按照施工过程中的运输方式 A、皮带传送 B、泥浆泵 C、手工挖小车推,不同敞开程度的盾构,全敞开式,部分敞开式,密闭式,能直接看到全部掘削面状况的形式。,在掘削面与内仓之间设有一层隔板,故无法直接观察掘削面状况,只能靠一些传感器间接地掌握掘削面状况。,只能看到部分掘削面状况的形式。,4、按照掌子面敞开程度,全敞开式盾构,掘削面呈裸露状态,故掘削状态是干挖,出土效率高,特点:,根
2、据机械化程度差异分三类:,人工挖掘式、半机械式、机械式。,适用地层:,适用于掘削面自稳性好的地层(洪积层压实沙、沙砾、固结粉砂及粘土等),对于自稳性差的地层(冲积层中的砂层、粉砂层及粘土层)应辅以压气、降水、注浆加固等措施,以确保掘削面的稳定。,部分敞开式盾构,主要指网格挤压式盾构,又称为窗闸式盾构。,适用范围:,利用盾构切口的网格将正面土体挤压并切削为小块,同时以切口、封板及网格板与土体间的摩阻力来平衡正面地层侧向压力,达到开挖面的稳定。,特征:,因正面网格开孔出土面积较小,适宜在软弱粘土层中施工。在局部粉砂层可以辅以局部压气法来稳定正面土体。,因对正面土体存在挤压扰动,较难有效地控制地表沉
3、降,不宜在建筑物密集地方使用。,上海排水隧道网格盾构,上海打浦路越江隧道网格盾构10.22m,密闭式盾构,泥水平衡式,削土式,土压平衡式,加泥式,气泡材,矿物类添加材(膨润土),树脂材,硅溶胶式,。,辐条形,面板形,刀盘由辐条及辐条上的刀具构成,特点为:刀盘扭矩小,排土容易,土仓压力可有效地作用在掘削面上。多用于土压盾构。,刀盘由面板、刀具、槽口组成,特点为:面板直接支撑掘削面,即具有挡土功能,有利于掘削面稳定,但粘土易粘附在面板表面,妨碍刀盘选择,进而影响掘削质量。泥水盾构和土压盾构均可采用。,盾构刀盘的正面形状,辐条形,5、断面形式 A、单圆 B、双圆 C、三圆 D、矩形 E、球形 F、椭
4、圆形等等新型盾构,(1)MF(Multi-Face)盾构,MF盾构是由多个圆形断面的一部分错位重合而成,可同时开挖多个圆形断面。,特点:,开挖面小,断面利用率高,适用于地下空间受限的隧道建设。,各圆形断面的控制相对独立。,马蹄形,椭圆形,(2)偏心多轴式盾构,矩形,中折盾构,(3)中折盾构,球体盾构由大盾构、球体、小盾构等部件构成。大盾构内藏一个可以旋转的球体,球体内藏一个无尾板可以伸缩的小盾构。大盾构的作用是完成大直径隧道的掘削,球体的作用是转向,小盾构的作用是完成转向后小直径隧道的掘削。,概念:,分类,竖横球体盾构,换刀球体盾构,横横球体盾构,。,用于竖井、隧道的一次性连续构筑(大埋深情况
5、)。,大深度、长距离掘进时可随时随地更换刀具。,大深度急转弯隧道。,(4)球体盾构,在母盾构(大盾构)内藏一个直径较小的子盾构(小盾构),当掘进至工程需要的点时,使子盾构从母盾构中分离出来继续掘进,从而构筑一条直径由大变小的两种隧道。,概念:,分类:,同心母子盾构、异心母子盾构。,特点:,可以略去中间竖井而修筑一条变径的盾构隧道;和采用与母盾构直径相同的大盾构构相比可以减少掘削土量;成本上,1台母子盾构1台大盾构+1台小盾构。,(5) 母子盾构,异心母子盾构,同心母子盾构,母子盾构机实物图,(6) DOT盾构,DOT盾构是指在同一个开挖面上安装两对辐条型刀具的土压平衡式盾构。,特点:,类似于M
6、F盾构,但两对辐条形刀具相互吻合,转向相反并给予同步控制,彼此并不独立。,(7) MSD(Mechanical Shield Docking)盾构,该工法是指进行地中对接并解体的盾构施工方法。该工法有一对盾构组成,一台为发射盾构,一台为接受盾构。,特点:,不需设置到达竖井,大大延伸了不设竖井的盾构掘进长度。,施工过程概要:,发射盾构,接收盾构,先向土舱内的掘削土中注入由膨润土、增粘剂、胍胶(CPM)等材料构成的主材。主材的作用是提高砾石层掘削土的流动性。随后向螺旋输送机内注入有机酸产生吸水反应即止水作用,该止水效果被称为注浆栓效果。采用上述添加材措施后,盾构可在砾石层顺利掘进(掘削面稳定、出土
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