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。

　　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)（以隔離開挖面和盾尾襯砌作業(yè)空間之間隔板的有無）可以分為閉胸式和敞開式。從使用情況來看，閉胸式的使用比較廣泛。敞開式盾構(gòu)之中有擠壓式盾構(gòu)、全部敞開式盾構(gòu)，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再說明。

　　根據(jù)開挖面的穩(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)定性的機械式盾構(gòu)型式。根據(jù)開挖面穩(wěn)定機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)

　　將開挖的泥砂進行泥漿化，通過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)置有切削圍巖的機械、攪拌開挖土砂使其泥漿化的攪拌機械、切削土的排出機械并有能夠保證切削土壓力的控制機械的盾構(gòu)型式。又可根據(jù)是否具有促進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)動刀盤切削圍巖，并使作業(yè)面和隔板之間充滿經(jīng)過攪拌的土砂。該施工方式通過盾構(gòu)的推進力給切削土砂加壓并使其作用于作業(yè)面整體來獲取作業(yè)面的穩(wěn)定性，同時通過螺旋式輸送器進行排土。

b．泥土壓式盾構(gòu)

　　通過一邊注入添加材料一邊轉(zhuǎn)動刀盤，強制性地攪拌切削土砂和添加材料使其成為塑性流動化狀態(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)定性一邊通過螺旋輸送器進行排土。

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　　該盾構(gòu)通過給泥漿一定的壓力以保持開挖面的穩(wěn)定性，并通過循環(huán)泥漿將切削土砂以流體方式輸送運出。該盾構(gòu)型式設(shè)置有切削圍巖的開挖機械，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）敞開式盾構(gòu)

　　敞開式盾構(gòu)與閉胸式盾構(gòu)的主要不同就是沒有設(shè)置隔板，開挖面全部或大部分敞開的盾構(gòu)型式，以作業(yè)面能夠自立穩(wěn)定作為前提。對于不能自立穩(wěn)定的作業(yè)面，要通過輔助施方法，使其能夠滿足自立穩(wěn)定條件。

①機械式盾構(gòu)

　　在盾構(gòu)前部安裝有切削刀盤，可用機械連續(xù)地開挖土砂的盾構(gòu)。通過刀盤支撐，可以得到一些擋土效果。

②半機械式盾構(gòu)

　　敞開式盾構(gòu)中的半機械式盾構(gòu)是在盾構(gòu)的原型—人工開挖式盾構(gòu)上裝上開挖機、裝載機或開挖裝載兩用機等的盾構(gòu)。為了防止開挖面崩塌，可安裝可動式切口環(huán)、半月形千斤頂。但由于安裝了開挖裝置，故實際上難以設(shè)置前面千斤頂?shù)葥跬裂b置，大多在開挖過程中開挖面敞開得很大，對開挖面的穩(wěn)定條件需進行研究。

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盾構(gòu)的構(gòu)造、分類與選型及適用范圍；
盾構(gòu)隧道襯砌斷面的型式與選型、襯砌分類、襯砌防水；
盾構(gòu)施工的準備工作，盾構(gòu)的推進、隧道襯砌的拼裝及襯砌壁后的壓漿；
盾構(gòu)掘進中的輔助施工方法；

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