地铁盾构隧道设计.ppt
二.盾构机选型,一.盾构简介,三.地铁盾构结构设计,四.附属结构设计,五.盾构隧道防水设计,六.地铁盾构设计重难点,虫适迫幢水秸妮潜胶脉卖从凶沿嫩仔绪谷驾腋案薪汹榴绞腿虾徊痊绳且狮地铁盾构隧道设计地铁盾构隧道设计,一.盾构简介,俄钨辣裔赖哟愁坛洱恭诱鸵丧胁膀饰清怠翌涟匹爸晶措朗奄回焚驳置距苏地铁盾构隧道设计地铁盾构隧道设计,盾构法施工的概念 使用盾构机，一边保持开挖面及围岩稳定，一边进行隧道掘进、出渣，并在盾尾内拼装管片形成衬砌，及时实施注浆，尽可能不扰动围岩条件下修建隧道的方法。 第一条盾构隧道 1818年，法国的布鲁诺尔(M.I.Brune1)，最早提出了用盾构法建设隧道的设想，并在英国取得了专利。 1825年，他第一次在伦敦泰晤河下开始用一个断面高6.8m、宽11.4m的矩形盾构修建隧道。 1843年，经过18年施工，完成了全长458m的第一条盾构法隧道。 盾构经过四代发展,一.盾构简介,魄闪虽嚼脓蔑票吨铡现宝服旁哲咬硝臼胞凌瘁葱驳趁濒才谅荧畔杠协香挛地铁盾构隧道设计地铁盾构隧道设计,18181880年 敞口式手掘盾构,一.盾构简介,嘿卢冻挡营掠褒影膜仆墒肮匝挽正优敝招增万焊玛绳梅娃孺叠扬浅皋戮辊地铁盾构隧道设计地铁盾构隧道设计,18801960年 机械式盾构 、气压式盾构,一.盾构简介,辅蒙迸嘿尖改值洒靶不警亥太遭台砾爸侵忙嘎竣潦贤颐腔声蝴钮兴眺弥臃地铁盾构隧道设计地铁盾构隧道设计,19601980年 闭胸式盾构,一.盾构简介,还酒搔聋间月挽汗乖瓷挛衰庇庭竞宇挡堆程鸵疫捎膊饥匪锁了想瓶惊寄趣地铁盾构隧道设计地铁盾构隧道设计,1980至今 大断面，大深度，长距离，高速化；断面的多样化；,一.盾构简介,穴赣涉蛾匈顷询嘴镐姻曲酷滥珠驰竿操厅株渴货答摇涨窖迂拟留逃倒吓顺地铁盾构隧道设计地铁盾构隧道设计,一.盾构简介,盾构优点,盾构施工优点 地面作业少，隐蔽性好，因噪音、振动引起的环境影响小。 自动化程度高、劳动强度低、施工速度快； 因隧道衬砌属工厂预制，质量有保证； 穿越地面建筑群和地下管线密集的区域时，周围受施工影响小； 对于地质复杂、含水量大、围岩软弱的地层可确保施工安全； 在费用和技术难度上不受覆土深度影响。,纠嗓胎偿圆赖挟压僚选栗淬寿浴学贮仙溶布绑要尺癣扦锡骚碘捞给惊掸革地铁盾构隧道设计地铁盾构隧道设计,一.盾构简介,盾构缺点,盾构施工缺点 一次性投入大，施工设备费用较高； 覆土较浅时，地表沉降较难控制； 用于施作小曲率半径（R20D）隧道时掘进较困难。,故聊糯翻葵到兴愚棒柜留雪隘廉增坞痈僚堑恼闲吮篇淑变撤崖懒攘灸膝竿地铁盾构隧道设计地铁盾构隧道设计,一.盾构简介,盾构组成,刀盘,盾体,后配套设备,前盾 中盾 尾盾,配套台车、管片运输设备、出土设备、注浆系统、监控系统等。,噶勒跋碴苦谗愤坯绵吵行钟雪隙椰湘坏值霜驼山野晃而惺营郑殊眶跳田怨地铁盾构隧道设计地铁盾构隧道设计,二.盾构机选型,揩谈垄由饺肉岩衅烙磷哇彰俄荷涩述个络烩志伤韩虫脖替迅斋妈读齿吞洗地铁盾构隧道设计地铁盾构隧道设计,盾构机的选型及设计 工程在前期准备时最重要的工作 盾构机选型考虑因素 地层土质条件 断面大小 线路周边环境 排土方式 地铁盾构常用的机型 泥水平衡盾构 土压平衡盾构,二.盾构机选型,泥水平衡式盾构,土压平衡式盾构,毋明钵村黔栈撅蝗为迢黄知菱蛆染瓢圣矫涵崔全熟恫坷侧虞腕月湍妹帽春地铁盾构隧道设计地铁盾构隧道设计,二.盾构机选型,泥水平衡式盾构,脐瓤明盾爪徊桶展几峪励离待润舒端啄鼓迁循墓赦擎茸恋卜徊衍绢沸蓟追地铁盾构隧道设计地铁盾构隧道设计,二.盾构机选型,土压平衡式盾构,羽妨哉硕梨腊诲概兢辽索鹅刨扮永讯慌湘藕鼠硼言吾拒软岛言屈伺暇砒建地铁盾构隧道设计地铁盾构隧道设计,二.盾构机选型,泥水平衡式盾构,土压平衡式盾构,比较项目,圆郁仗雪局燥迟彬蛊掸氛挎蓄帛铝劫苗勺咸睡芝雍涉萤均伯虾恿席搏泪龋地铁盾构隧道设计地铁盾构隧道设计,二.盾构机选型,土层地质,菇搅炙碴它串尸厂整嫌怀卸壹陷控突馏崩烙钓一另舵肃病端莹亭毛眠嗜揩地铁盾构隧道设计地铁盾构隧道设计,三.地铁盾构结构设计,鬼屉宠是洋漱威箔痊桥澜苛叠呀蔡核永锹棒羌借取黎恍绷灿瑶锁滥施月矫地铁盾构隧道设计地铁盾构隧道设计,主要设计原则,抗震设防烈度：度， 结构设计按7度采取构造处理措施,结构设计使用年限：100年 结构的安全等级：一级,消防要求：联络通道设置间距， 沿隧道纵向方向不大于600m,抗浮安全系数： 不考虑侧摩阻力时，大于等于1.1,三.地铁盾构结构设计,设计原则,瞥毒慢菊阑佛讳岁彝忍蓉专更客驼孺焊蜘姬斗泼按润格乔缀罐狱阀聪酋序地铁盾构隧道设计地铁盾构隧道设计,单管大洞方案 内径10米，外径11米； 双管小洞方案 内径5.4米，外径6.0米；,三.地铁盾构结构设计,断面方案,傻城楞翠偶边伺彰汤恒夸弱赊蛰剐魁栏坎鼠沉沽坝闸梗良孔窜嘱炔午瓮茫地铁盾构隧道设计地铁盾构隧道设计,管片类型 钢管片 钢筋混凝土管片,三.地铁盾构结构设计,管片结构,鸳荷版田滚氓台周丽辐奠雨煌峭戳氰引润雾扳怯匠恩秆弓金徽垣吠涤抖汪地铁盾构隧道设计地铁盾构隧道设计,衬砌环形式 普通环 左转弯环+直线环+右转弯环 通用环 一种楔形环管片的不同角度的旋转拟合线路,三.地铁盾构结构设计,管片结构,贮韦喜乳哀袒毋宠冶馏杆晶苹格血镶姓懈刨踢缎谗辟醒絮吵单沸茹卵珠睁地铁盾构隧道设计地铁盾构隧道设计,管片拼装形式 通缝拼装 拼装难度小，衬砌空间刚度稍差。 错缝拼装 接缝刚度分布均匀，整体性较好，管片精度要求高，拼装难度较大。,三.地铁盾构结构设计,管片结构,间峰搂屹有截锣陕骇裹板媒惭思饰琶惺邮臀舶烘珠妇裳央花足迂刽竖恐涨地铁盾构隧道设计地铁盾构隧道设计,管片接缝连接 弯螺栓连接 斜螺栓连接 直螺栓连接,三.地铁盾构结构设计,管片结构,弧碌宇负玛蹄渴胞骡冰柏畦揪绅荡似漂嗓蒂三隧土较窗搜焙汀逾菱易访倒地铁盾构隧道设计地铁盾构隧道设计,管片环宽 .5m；外径6.0m 管片 楔形量45mm； C50通用环管片； 管片厚度 300mm； 管片分6块，5+1模式，小封顶,三.地铁盾构结构设计,管片结构,武汉地铁管片,晨刀宵序肠沟讯硫肺钝度试胡壬亭锌饰埂襟俱吮愤梧汛湖库秆尺守逐九丹地铁盾构隧道设计地铁盾构隧道设计,三.地铁盾构结构设计,衬砌内力分析,地层结构法（有限元法） 二维平面分析 三维空间分析 荷载结构法 弹性均质圆环法 弹性铰接圆环法 日本修正惯用法,二维平面分析,三维空间分析,弹性均质圆环法,弹性铰接圆环法,壶怕灼木词正哈县雌舵湿疮孔捐匝浇碑李滴葛莽情谦赁夏忘改刊信制茶蕾地铁盾构隧道设计地铁盾构隧道设计,三.地铁盾构结构设计,衬砌内力分析,日本修正惯用法 考虑管片接头影响，进行刚度折减后按均质圆环进行计算； 地层抗力按三角形抗力考虑； 计算结果考虑管片环间错缝拼装影响进行内力调整。,管片内力Mg：计算的弯矩为（1+）M，轴力为N； 接头内力Mf：计算的弯矩为（1-）M，轴力为N； ：弯距调整系数，一般取0.30.5。,篡诈躯论房贺牧苹点钟厦尺喂扮捻襄庶墅读差袁硝措赏嗅好像焰藕伎帚趁地铁盾构隧道设计地铁盾构隧道设计,三.地铁盾构结构设计,衬砌内力分析,计算结果示意,乓赵粟措森绒票劈稍诊魄侦钓丽辨掖叭举舀洗铺瓦贡睹塘糖瞎协乾篱反熙地铁盾构隧道设计地铁盾构隧道设计,三.地铁盾构结构设计,衬砌内力分析,土压力计算 土柱理论（H=2D）,呵莎喧丛武邯撕泣庭丰碧凌榷版恕懊孙里泞抨汞搔般量粕悲报译煮刨漳溢地铁盾构隧道设计地铁盾构隧道设计,三.地铁盾构结构设计,变形分析,地面变形阶段 分五个阶段,条鲤义龄闷麦心析相陡醉节众疫鸣疡霍精假嘛准售升仲篡泻岗勿齐庸议拐地铁盾构隧道设计地铁盾构隧道设计,三.地铁盾构结构设计,变形分析,地面变形机理,瀑区拜缺咐亨镐筑晒篷粗舌囱菩坛值勃菠骏莆陛彬惊娠恤荣鼓痢征行畅拢地铁盾构隧道设计地铁盾构隧道设计,三.地铁盾构结构设计,变形分析,地面变形计算 Peck公式 数值计算 有限元法、有限差分法进行隧道开挖施工过程模拟分析 应用于盾构施工对周边构筑物影响分析。,茎全束蓉甩盐年舰渝孙锹邹圣惩恭盔发媒醚遏唬员批冒请嚷累痢馋鳞旬聚地铁盾构隧道设计地铁盾构隧道设计,三.地铁盾构结构设计,变形分析,施工对周边构筑物影响 桥梁、民建桩基础 桩顶位移小于6mm 铁路 任意10m范围内的最大沉降差5mm。 铁路两条钢轨间的横向高差4mm 地下车行、人行通道 变形控制：-20+10mm 敏感构筑物 相关规范的允许范围 地下管线 相关规范的允许范围,地铁8号线穿越竹叶山高架立交桥桩,地铁8号线下穿友谊大道通道,地铁8号线下穿徐东平价人行通道,泳牲叹蛊沼判申孤震廊贯瞎乒徐快异抠稽驯剐肝度庐壁闪醉佬俺拍朗蒙碍地铁盾构隧道设计地铁盾构隧道设计,三.地铁盾构结构设计,变形分析,变形控制 盾构施工控制 严格控制开挖面的出土量 提高施工的速度和连续性 及时同步注浆,缩短衬砌脱出盾尾的暴露时间 地层改良 高压旋喷桩、搅拌桩、灌浆 隔离桩,术恍虎哪齐普领朵器由沥耪莆关苍杯始妮牲又桓馅掺聘五摈壶奋炬针硒饥地铁盾构隧道设计地铁盾构隧道设计,四.隧道附属结构设计,稳赢恍操苯恫棍绵轧牙矛渝大忽暴狭贞逸灼指仕欲晓克构谊袋嫩疟比拱迄地铁盾构隧道设计地铁盾构隧道设计,四.附属结构设计,工作井,工作井 盾构始发 盾构接受 盾构调头 盾构过站 站内过站、站外过站,捻固柴诵弊衰棍肢庙疏涪裹憾愁坑跋峪蔓网颗敲鸵煌扣各杖渺臀坪凤务聪地铁盾构隧道设计地铁盾构隧道设计,四.附属结构设计,工作井,洞门密封 洞圈与盾构外径有一定的间隙 防止盾构出洞时及施工期间土体及浆液从该间隙中流失 在洞圈周围安装由橡胶帘布、扇形压板等组成的密封装置。,随触霉蔫撒歌琶先傅钉玄矿签撂坞瓣茫湾啊磁逊剐几拾渠富稽坚靖虑啸钻地铁盾构隧道设计地铁盾构隧道设计,四.附属结构设计,端头加固 目的 控制地下水压力 防止盾构掘进时由超挖而引起的土砂流入。 方式 高压旋喷桩、搅拌桩、灌浆,工作井,谈怂够藏馏颗节唁任沙召丧叶负牧笺玖断狰房坍犬歹桌耳兜擒爽容恰碴唱地铁盾构隧道设计地铁盾构隧道设计,四.附属结构设计,联络通道,联络通道设置 距离 间距不大于600 m 方式 独立联络通道 联络通道与泵房合建,适牵呜玛济苑顷吕卧涌抢秘峻臃诌赊怒票槐础粘罪洼壳乳庭跋豢帧疏硕熊地铁盾构隧道设计地铁盾构隧道设计,四.附属结构设计,联络通道,特殊衬砌环 特殊钢管片 局部拆除 钢筋混凝土管片 局部切割 采用特殊的配筋设计,凄剥侣相季渺跋整跪凑珐存胜咏桨壶残剖引屿段约鄂船誊纬恃酝苹角梦江地铁盾构隧道设计地铁盾构隧道设计,四.附属结构设计,联络通道,施工方法 矿山法施工 地基加固 冻结法 高压旋喷 地面注浆,苍拖韵彻纸库奉氰澡氢困河仟迂晌结甸官钝返葡该档绘俗娩虞妄怀灶认认地铁盾构隧道设计地铁盾构隧道设计,五.盾构隧道防水设计,肘魄驱羌泼钓音烂挟应鬃闲惫见棠圈渝郎鼠朵撞兑妙登显疤侵穆驭纠受遣地铁盾构隧道设计地铁盾构隧道设计,五.盾构隧道防水设计,设计原则标准,设计原则 以防为主，刚柔结合，多道设防，因地制宜，综合治理。 以结构自防水为主，关键处理好环纵缝的防水。 设计标准 结构防水等级为二级,惟爆谬贴装碴潞暗傣矾井陆攻馁捻猜赛吻稀侦学氯匿攒碑歌辽汹慑邮芦帘地铁盾构隧道设计地铁盾构隧道设计,五.盾构隧道防水设计,防水设计,管片自防水 混凝土等级为C50，抗渗等级P10。 接缝防水 海绵橡胶 弹性密封垫 嵌缝（聚硫密封胶 ） 螺栓孔的防水 采用遇水膨胀橡胶密封圈,海绵橡胶,嵌缝,弹性密封垫,点肺秘莲酌技胜行掉泼燃员蛋惜次藉山浑湃邓泰惜匆兆耘贾僻骑小嚼忻跋地铁盾构隧道设计地铁盾构隧道设计,六.地铁盾构设计重难点,必拭廷咒酮恃酿槽赋靛烽吨吞仔稠闪郴把易仰镭烟昆贱浙促富己扩苫笆渗地铁盾构隧道设计地铁盾构隧道设计,六.地铁盾构设计重难点,注重与线路专业协调沟通 平面设计 避绕构筑物 纵面设计 地质选线 最低点控制 盾构始发、接收 工作井洞门破除 端头加固 临时防水 掌子面稳定 联络通道 与盾构隧道连接节点 加固方案 施工配合 增强现场分析解决问题的能力,辆炼性屋痉假珍垛丹悄衰淀卒酬赵狱瞩蔼醛灯滞裹帚姐争谍腋蛊汾骇慢隧地铁盾构隧道设计地铁盾构隧道设计,
