11-掘进第十讲-盾构pptConvertor.docVIP

第九章 盾构技术 一、概述 1、基本情况 盾构法施工是一种机械化和自动化程度较高的隧道掘进施工方法，从20世纪60年代开始，西方发达国家大量将这种技术应用于城市地铁和大型城市排水隧道施工。我国近年来也开始在城市隧道施工中采用此项技术，以替代原来落后的开槽明挖或浅埋暗挖等劳动密集型施工方法。 盾构法施工除了可以加快工程进度，还大大降低了工程造价。如广州地铁一号线的隧道工程造价是每米8万元，而地铁二号线因大量使用盾构法，隧道工程造价降至每米仅4万元。 盾构施工法由法国工程师布伦诺尔父子发明。它用一个活动的罩架支撑在隧道工作面及其背后的泥土上，工人向前挖空几尺，就用千斤顶把罩架向前推，顶住新的工作面，盾构后面露出的一段隧道用砖砌面支撑，人们得以像鼹鼠一样在地面下不断掘进。1918年，世界上第一台盾构机在英国诞生，盾构施工实现了自动化。 盾构施工法 　　盾构施工方法是近年来在国内兴起的挖掘隧道的先进方法，它是根据不同的地质条件，采用相适应的构造复杂的盾构机，通过计算机精确控制，在地下向前掘进，同时尾部拼装上可以承受巨大压力的相互咬合的管片而形成圆形隧道。盾构机通过之处，其后面就会形成一条高质量的隧道。 　　这种施工方法主要有三个优点：一是安全，在施工过程中可以通过计算机控制机械施工，安全可靠，减少了在地下人工掘进隧道时的风险；二是速度快，在二号线盾构机施工最高记录达到了一天掘进30米，而普通的矿山法施工，一天最高掘进是2米。三是质量好，盾构施工采用机械化施工，在质量上可以做到经久耐用。 我国现已能改装、生产盾构式隧道掘进机：广重企业集团公司制造、总装、调试成功的盾构式隧道掘进机在广州地铁二号线南段使用。由北京市市政总公司和上海市隧道工程轨道交通设计研究院共同研制的“京盾一号” 不仅能够适应北京地区含水砂卵石地层，而且能在工艺上通过专用添加剂改进施工作业面土壤的塑流性，能适应各种恶劣地质条件，为华北地区其它类似地质条件的城市应用此项技术提供了适销对路的设备。由于设备的国产化率比较高，其采购成本也比采用进口机械减少30—40％。广重企业集团公司制造盾构式隧道掘进机其造价每台比进口整机减少了近200万美元。 2、我国盾构技术的发展 1970年上海隧道工程公司使用直径为10.2m的挤压式盾构法修建了穿越黄浦江的第一条水下隧道，从而实现了中国在盾构法修建隧道“零的突破”。 如今，盾构已在土层隧道的施工中广泛使用。上海地铁一号线总长为18.5km单线园形区间隧道（内径5.5m，外径6.2m）就是全部采用盾构法开挖的。 1988年完工的另一条黄浦江水下隧道─延安东路北线隧道盾构施工段长1476m，线路平面图呈S形，曲率半径500m，纵坡3%。隧道除穿越黄浦江外，还要在高层建筑群和地下管线等重要环境保护地段通过，最大埋深36m，最浅覆土为5.8m。是用我国自行设计和制造的直径为11.3m网格式水力机械盾构修建的。 发展前景 近几年来，我国隧道及地下工程的建设发展很快，目前我国铁路隧道总数达5300余座，总长度达到2500公里；公路隧道达到450多座，总长度达到120公里；水电站地下工程和水工隧洞达到100公里；已建和正在建设的地铁长度达到170公里。在这些工程中，其中有不少是采用盾构技术进行施工。在2000年～2009年的十年中，新建铁路隧道的长度将达到300～400公里；地铁建设长度将达到700公里；城市市政隧道工程将达100公里；水电隧道将达400公里。由此可见隧道掘进技术在我国将有广阔的应用前景。 目前世界最大盾构法隧道成功穿越黄浦江最深处 2006年5月我国首台遥控式大截面矩形盾构 盾构机直径11.38米，总长57米，重1100吨 该盾构组合后外径可达15.43米 二、基本原理及优点 盾构法施工是采用盾构机刀盘将土“旋”下，土堆进入密封仓、螺旋输送器、皮带输送器，运进土车，送出地面，一机完成多项挖掘工作，速度快、质量好、安全性能高。采用盾构施工区间隧道，可以做到基本上不影响地上建筑物和交通，减少地上、地下的大量拆迁，可以有效保护地下水资源，因此，此法被世界上很多发达国家广泛采用。 全断面隧道掘进机问世已有180年的历史。1818年，英国布鲁诺（M.I.Brunel）在蛀虫钻孔的启示下，最早提出了用于施工地下隧道的掘进机的雏形及施工方法。1825年，他第一次在伦敦泰晤士河下用一个断面高6.8m，宽11.4m的矩形盾构修建了一条隧道。由于初始未能掌握抵制泥水涌入隧道的方法，隧道施工两次被淹，后来在东伦敦地下铁道公司的合作下，经过对盾构施工的改进，用气压辅助施工，于1843年完成了全长458m的第一条盾构法隧道。 早期的盾构，主要是利用