城市地下综合管廊工程盾构法与BIM技术应用

2023-08-29 理论教育版权反馈

【摘要】：盾构法施工专用工具为盾构掘进机，它是一种隧道掘进的专用工程机械。竖井的施工方法：盾构竖井的施工方法较多，根据不同地质条件，目前我国主要采用沉井法和挡土墙维护法施工。

1.工法基本概念

盾构法施工是在地面下暗挖隧道的一种施工方法。盾构施工时先在隧道的一端建造竖井或基坑，以供盾构安装就位。盾构从竖井或基坑的墙壁预留孔处出发，在地层中沿着设计轴线，向另一竖井或基坑的设计预留孔洞推进。盾构推进中所受到的地层阻力，通过盾构千斤顶传至盾构尾部已拼装的预制衬砌，再传到竖井或基坑的后靠壁上。盾构每推进一环距离，就在盾尾支护下拼装一环衬砌，并及时向盾尾后面的衬砌环外周的空隙中压注浆体，以防止隧道及地面下沉，在盾构推进过程中不断从开挖面排出适量的土方。

盾构法施工专用工具为盾构掘进机（Shield tunneling machine），它是一种隧道掘进的专用工程机械。现代盾构机集机、电、液、传感、信息技术于一体，具有开挖切削土体、输送清土、拼装隧道衬砌、测量导向纠偏等功能，是目前最先进的隧道掘进设备。

2.工法特点及适用性

与传统的隧道掘进技术相比，盾构法的优点包括：①机械化程度高，施工速度快；②在盾构的掩护下进行开挖和衬砌作业，有足够的施工安全性；③对周围环境影响小，地下施工不影响地面交通，在河底下施工不影响河道通航，对地面建筑物及地下管线的影响较小；④由施工而产生的振动、噪声等环境危害较小；⑤施工操作不受气候条件的影响；⑥与矿山法相比，盾构施工成本相对较低，施工断面可减少15%～25%，排土量可减少30%～50%；⑦适用性广泛，可适应长距离、曲线施工需求。

盾构法的适用性：①为了减少综合管廊施工对城市生活的干扰问题，尤其在市区中心遇到隧道埋深较大、地质复杂的情况，若用明挖法建造隧道很难实现，在这种条件下采用盾构法对城市地下铁道、上下水道、电力通信、市政公用设施等各种隧道建设具有明显优点；②在建造穿越水域、沼泽地和山地的公路和铁路隧道或水工隧道中，盾构法也往往因其在特定条件下的经济合理性及技术方面的优势而得到采用。

3.工艺流程及关键技术

盾构法基本施工工艺流程：竖井的施工→盾构的安装与拆卸→土体开挖与推进→衬砌拼装与防水。

竖井的施工方法：盾构竖井的施工方法较多，根据不同地质条件，目前我国主要采用沉井法和挡土墙维护法施工。沉井施工有排水下沉、不排水下沉和气压沉箱工法。挡土墙围护有钢板桩、柱列桩、钻孔灌注桩和地下连续等施工法。竖井的施工平面形状一般为矩形、圆形和其他形状，主要由竖井深度、挡土墙、挡土支护、建筑强度等决定。从净空使用角度而言，圆形竖井是不利的，主要是从建筑的强度考虑才采用圆形。

盾构组装技术流程：洞门密封止水帘布安装→盾构托架、反力架下横梁下井及始发井轨道铺设→盾构机台车下井→平板车下井一列→连接桥下井→管片2环下井→螺旋机下井→盾构机中盾下井→前盾下井并与中盾对接→螺旋机安装→刀盘下井并与前盾对接→盾尾下井→盾构机前移→反力架安装→调试始发。

城市地下综合管廊工程盾构法与BIM技术应用

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