泥水与网格盾构施工技术简介教学教材.ppt

泥水与网格盾构施工技术简介;特点; (3)不会发生类似气压盾构那样的跑气喷发的危险。 (4)泥水加压盾构能适应在较广土层范围内施工，对于气压盾构无法施工的滞水砂层、含水量高的粘土层及高水压砾石层，泥水加压平衡盾构也能进行施工。 (5)对于大直径砾石地层，只需增添粉碎装置和取砾石装置便能施工。 (6)因采用管路排泥，井下施工作业环境能保持清洁良好，提高了作业人员的施工安全性。 (7)可以分离出能满足适合当地弃土场地和运输方式的含水率土砂。 (8)由于泥???在土层中的渗透性比空气在土中的透气性小，可在覆土较浅的条件下进行盾构法隧道施工。 (9)在覆土深及地下水位高的条件下，若用气压盾构施工则要用很高的压力，对施工人员健康不利，用泥水加压平衡盾构施工则无此影响。更由于开挖是密闭的，即使土层发生坍塌和涌水等意外情况，也不致危及整条隧道施工。所以特别适用于地下水位高的不稳定软弱地层中及江河海底下修建隧道的施工。 ; (10)地层的透水性比透气性要小得多，因此在大孔隙地层中施工时可不必用化学灌浆等辅助措施来封闭加固地层，而且也可减少地下水的移动，从而减少由此而引起的地表沉降。 (11)挖土及出土等可全部实现机械化、管道化水力输送，并可在地面上控制，从而改善隧道内作业条件，提高了施工效率。 (12)可避免空压机振动带来的噪声公害。 缺点： （1）需要土砂分离装置，其设备费用高，占地面积大。 （2）对于微颗粒粘土，需用聚凝剂。 ;适应范围;（1）在江、河、湖、海及运河等水体下的地层中建造隧道。 （2）滞水砂层、滞水砾石层及其它松弛地层。 （3）施工区域同时出现冲积层软土和洪积层硬土的两种地层。 （4）滞水砂砾层和粘性土层的互层地层。 （5）高水压层和高承压水层。 （6）有大直径砾石的地层。 （7）尽管砾石直径小，但砾石数量众多的地层。 （8）泥水加压平衡盾构的覆土层一般不小于1D的厚度，如果超过此范围，需采取特殊技术处理。 ;工艺原理; 在地面调整槽中，将泥水调整到适合地层土质状态后，由泥水输送泵加压后，经管路送到盾构开挖面泥水压力室，泥水在稳定开挖面的同时，将刀盘切削下来的土砂搅成浓泥浆，再由排泥泵经管路输送到地面。被送到地面的泥水，根据土砂颗粒直径，通过一次分离设备和二次分离设备将土砂分离并脱水后，排去分离后的水，经调整槽进行再次调整，使其成为优质泥水后再循环到开挖面。排出的土砂量由排泥量测定装置进行测定，由此来推测开挖面情况。对于盾构设备及一系列系统装置必需进行综合管理。 （2）主要参数的控制 根据泥水加压平衡盾构中对泥水系统的压力控制方式的不同，泥水加压平衡盾构可划分为两种基本类型。 ①直接控制型(日本、英国式) ; 直接控制型泥水系统流程图见上图，P1为供泥浆泵，从地面泥水调整槽将压力泥水输入盾构泥水室，供入泥水比重在1.05～1.25之间，在泥水室与开挖泥砂混合后形成厚泥浆由排泥泵输送到地面泥水处理场。排出泥水比重在1.1～1.4之间。排出泥水通常要进过振动筛、旋流器和压滤机或离心机等三级分离处理，将弃土排除，清泥水回到调整槽重复循环使用。 控制泥水室的泥水压力，通常有两种方法：若P1泵为变速泵，即可通过控制泵的转速来实现压力控制；若P1泵为恒速泵，则通过调节节流阀的开口比值来实现压力控制。 泥水管路中的泥水流速，必须保持在临界值以上，低于临界值时，泥水中的颗粒会产生沉淀而堵塞管路，尤其是排出泥水产生堵塞更为严重。在确定临界流速时，可按下式进行计算： ;式中：V-开挖排土量(m3) t-花费的时间(min) ρ0-排土比重(t/m3) ρ1-供泥水比重(t/m3) ρ2-排泥水比重(t/m3) Q1-供泥水流量(m3/min) Q2-排泥水流量(m3/min) 将检测到的排土量与理论掘进排土量进行比较，并使实际排土量控制在一定范围内，就可避免和减小地表沉陷。 ②间接控制型(德国式)(见图4－39) ; 上图为间接控制型泥水系统流程图，这种间接控制型的工作特征，是由空气和泥水双重系统组成。在盾构泥水室内，装有一道半隔板，将泥水室分隔成两部分，在半隔板的前面充满压力泥浆，半隔板后面在盾构轴线以上部分加入压缩空气，形成气压缓冲层，气压作用在隔板后面的泥浆接触面上。由于在接触面上的气、液具有相同的压力，因此只要调节空气压力，就可以确定开挖面上相应的支护压力。当盾构掘进时，由于泥浆的流失或盾构推进速度变化，进出泥浆量将会失去平衡，空气和泥浆接触面位置就会出现上下波动现