盾構(gòu)法隧道施工概述
2007-05-17 00:00
盾構(gòu)法隧道施工適用于軟土地區(qū)埋深大的隧道工程，可穿越江河、湖泊、海底、地面建筑物和地下管線密集區(qū)的下部。
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關(guān)于盾構(gòu)施工方法的種類，一般可以根據(jù)斷面形狀分類、開(kāi)挖方式分類、頭部結(jié)構(gòu)分類等。
根據(jù)頭部的結(jié)構(gòu)（以隔離開(kāi)挖面和盾尾襯砌作業(yè)空間之間隔板的有無(wú)）可以分為閉胸式和敞開(kāi)式。從使用情況來(lái)看，閉胸式的使用比較廣泛。敞開(kāi)式盾構(gòu)之中有擠壓式盾構(gòu)、全部敞開(kāi)式盾構(gòu)，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再說(shuō)明。
根據(jù)開(kāi)挖面的穩(wěn)定原理和方法，可以將各種盾構(gòu)的特征總結(jié)如下。
（1）閉胸式盾構(gòu)
通過(guò)設(shè)置于切口環(huán)和支承環(huán)之間的密封隔板，并在隔板和作業(yè)面之間形成壓力艙，保持充滿泥砂或泥水的壓力艙內(nèi)的壓力，以保證作業(yè)面的穩(wěn)定性的機(jī)械式盾構(gòu)型式。根據(jù)開(kāi)挖面穩(wěn)定機(jī)理可以分為土壓平衡式盾構(gòu)和泥水加壓式盾構(gòu)。
①土壓平衡式盾構(gòu)
將開(kāi)挖的泥砂進(jìn)行泥漿化，通過(guò)控制泥漿的壓力以保證作業(yè)面的穩(wěn)定性。該盾構(gòu)設(shè)置有切削圍巖的機(jī)械、攪拌開(kāi)挖土砂使其泥漿化的攪拌機(jī)械、切削土的排出機(jī)械并有能夠保證切削土壓力的控制機(jī)械的盾構(gòu)型式。又可根據(jù)是否具有促進(jìn)泥漿化的添加材料的注漿裝置分為土壓盾構(gòu)和泥土壓盾構(gòu)。土壓平衡式盾構(gòu)如圖所示。
a．土壓式盾構(gòu)
使用轉(zhuǎn)動(dòng)刀盤(pán)切削圍巖，并使作業(yè)面和隔板之間充滿經(jīng)過(guò)攪拌的土砂。該施工方式通過(guò)盾構(gòu)的推進(jìn)力給切削土砂加壓并使其作用于作業(yè)面整體來(lái)獲取作業(yè)面的穩(wěn)定性，同時(shí)通過(guò)螺旋式輸送器進(jìn)行排土。
b．泥土壓式盾構(gòu)
通過(guò)一邊注入添加材料一邊轉(zhuǎn)動(dòng)刀盤(pán)，強(qiáng)制性地?cái)嚢枨邢魍辽昂吞砑硬牧鲜蛊涑蔀樗苄粤鲃?dòng)化狀態(tài)。與土壓盾構(gòu)相同，該施工方式也為一邊保持作業(yè)面的穩(wěn)定性一邊通過(guò)螺旋輸送器進(jìn)行排土。
②泥水加壓式盾構(gòu)
該盾構(gòu)通過(guò)給泥漿一定的壓力以保持開(kāi)挖面的穩(wěn)定性，并通過(guò)循環(huán)泥漿將切削土砂以流體方式輸送運(yùn)出。該盾構(gòu)型式設(shè)置有切削圍巖的開(kāi)挖機(jī)械，泥漿循環(huán)設(shè)備，給泥漿施加一定壓力的送排泥設(shè)備，運(yùn)出泥漿的分離設(shè)備，另外有的泥水加壓式盾構(gòu)還具有保證泥漿性能的調(diào)泥和泥水處理設(shè)備。
（2）敞開(kāi)式盾構(gòu)
敞開(kāi)式盾構(gòu)與閉胸式盾構(gòu)的主要不同就是沒(méi)有設(shè)置隔板，開(kāi)挖面全部或大部分敞開(kāi)的盾構(gòu)型式，以作業(yè)面能夠自立穩(wěn)定作為前提。對(duì)于不能自立穩(wěn)定的作業(yè)面，要通過(guò)輔助施方法，使其能夠滿足自立穩(wěn)定條件。
①機(jī)械式盾構(gòu)
在盾構(gòu)前部安裝有切削刀盤(pán)，可用機(jī)械連續(xù)地開(kāi)挖土砂的盾構(gòu)。通過(guò)刀盤(pán)支撐，可以得到一些擋土效果。
②半機(jī)械式盾構(gòu)
敞開(kāi)式盾構(gòu)中的半機(jī)械式盾構(gòu)是在盾構(gòu)的原型—人工開(kāi)挖式盾構(gòu)上裝上開(kāi)挖機(jī)、裝載機(jī)或開(kāi)挖裝載兩用機(jī)等的盾構(gòu)。為了防止開(kāi)挖面崩塌，可安裝可動(dòng)式切口環(huán)、半月形千斤頂。但由于安裝了開(kāi)挖裝置，故實(shí)際上難以設(shè)置前面千斤頂?shù)葥跬裂b置，大多在開(kāi)挖過(guò)程中開(kāi)挖面敞開(kāi)得很大，對(duì)開(kāi)挖面的穩(wěn)定條件需進(jìn)行研究。
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