9.2 盾构法——工作原理、优缺点讲解.pptx

盾构法是以盾构这种施工机械在地面以下暗挖隧道的施工方法。盾构是一种集推进、拉土、衬砌等多种作作业于一体的大型暗挖隧道施工机械。目前,在软弱地质条件下的浅埋隧道程中,盾构法已经得到很普遍的应用。

盾构施工首先要修建预备竖井,在整井内安装盾构,然后边推进、边挖土、边衬砌。盾构推进的反力开始是由竖井后背墙提供,进入正洞后则由已拼装好的衬砌环提供。盾构挖掘出的土体由竖井通道送出洞外。挤压式盾盾构不出土。盾构每推进一环距离,就在盾尾支护下拼装环衬砌。

盾构机的前端设置一个环形的活动钢筒结构,其作用是承受地层压力和提供地下作业空间。钢筒内的前端设置有支撑和挖掘土体的装置;中段安装有顶推千斤顶,使钢筒可以在地层中推进;尾部设置一个直径略小于前端钢筒直径的钢套筒,前筒推进后,由盾尾套筒(护盾)临时支护围岩。

盾尾套筒向前收缩时是否注浆,及其与拼装衬砌的工艺配合,则视地层条件和盾构类型(有水无水、有压无压)的不同而不同。有压、有水须边推进边压注水泥浆,无压无水且围岩可暂时自稳时则可在衬砌后压注豆砾石、水泥浆。压注水泥浆,可使衬砌与围岩保持紧密接触,既阻止地面沉陷,又可起到防水作用。

盾构法1.有盾构机的保护,挖掘和衬砌等工作比较安全,这是盾构法的最大特点。2.其安全性不仅表现为工作人员的安全,更表现为能够有效避免围岩坍塌和涌水、流沙等工程事故。3.盾构的推进、出土、拼装衬砌等全过程可实现机械化、自动化作业,施工速度快,工人劳动强度低。4.穿越城市地层时,施工噪声和振动很小,对地面环境影响较小。穿越水下地层时,不影响河道航运。5.施工本身基本上不受季节、风雨等气候条件影响。因此,在松软含水地层中修建长隧道时,优点缺点1.在隧道曲线半径过小时,盾构转向控制比较困难地层软硬不均匀时,盾构姿态控制较困难;洞顶覆盖土层太薄且为有压含水松软土层时,需要采取一些辅助技术措施防止地表沉陷。2.完全防止地表沉陷还比较困难;拼装式衬砌的整体防水性能较差,要采用较多的辅助防水措施,才能达到防水要求;当采用全气压盾构法施工时,工人在高气压条件下作业,须采取特别的劳动保护措施。这些缺点还有待于在今后实践中进一步研究解决。

盾构的种类及适用的地层条件1.盾构的类型分类断面形状挖掘方式盾构前部构造排水与稳定开挖面方式

按盾构断面形状可分为:拱形矩形马蹄形和复圆形等圆形因其抵抗地层中的土压力和水压力较好,衬砌拼装简便,可采用通用构件,易于更换,因而应用较广泛。圆形

按挖掘方式分为手工挖掘式半机械挖掘式机械挖掘式三种敵胸式闭胸式两种按盾构前部构造分为人工井点降水泥水加压土压平衡式的无气压盾构局部气压盾构;全气压盾构按排除地下水与稳定开挖面的方式分为

随着隧道与地下工程的发展,盾构机械的种类越来越多,适用性也越加广泛。一般而言,盾构法主要适用于在软弱地质条件下进行暗挖法施工,最适于在松软含水地层中修建隧道,如在江河中修建水底隧道,在城市中修建地下铁道及各种市政设施。有资料显示,盾构法一般适宜于长隧道施工,对于短于750m的隧道,被认为是不经济的。