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盾构隧道施工概述-地下工程施工安全控制案例分析

【摘要】:图6-1盾构法施工示意图2)盾构隧道施工流程盾构隧道施工工艺流程如图6-2所示。盾构法尽管具有很多优点,但也存在一定的不足:①当隧道曲线半径过小时,施工较为困难。④盾构法施工中采用全气压方法疏干和稳定地层时,对劳动保护要求较高,施工条件差。⑥在饱和含水地层中,盾构法施工所用的拼装衬砌,对达到整体结构防水性的技术要求较高。

1)盾构法施工概念

盾构法是暗挖法施工中的一种全机械化施工方法,它是将盾构机械在地中推进,通过盾构外壳和管片支承四周围岩防止发生往隧道内的坍塌,同时在开挖面前方用切削装置进行土体开挖,通过出土机械运出洞外,靠千斤顶在后部加压顶进,并拼装预制混凝土管片,形成隧道结构的一种机械化施工方法。盾构法施工示意如图6-1所示。

盾构法施工是先在隧道的起点建造盾构始发井(如地铁车站、竖井等),以供盾构安装就位和进行盾构始发的各项准备工作。随后,盾构从始发井井壁预留孔出发,在地层中沿设计轴线向接收井或预定位置推进。在盾构推进过程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管片上,盾构机大多为圆形外壳,由钢筒组成,钢筒直径稍大于隧道衬砌的外径,在钢筒的前面设置各种类型的支撑和开挖土体的装置,在钢筒中段内沿周边安装顶进所需的千斤顶,钢筒尾部是具有一定空间的壳体,在盾尾内可以安置数环拼成的隧道衬砌环,在盾构推进过程中不断从开挖面排出适量的土方,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。

图6-1 盾构法施工示意图

2)盾构隧道施工流程

盾构隧道施工工艺流程如图6-2所示。

3)盾构隧道施工特点

(1)盾构法是隧道暗挖施工法的一种,相对其他工法(如明挖法、矿山法等),其优点主要有:

①对环境影响小。除竖井外,施工作业均在地下进行,噪声、振动引起的公害小,既不影响地面交通,又可减少噪声和振动影响。

②施工不受地形、地貌、江河水域等地表环境的限制。

③地表占地面积小,征地费用少。

④隧道的施工费用受埋深的影响不大,适宜于建造覆土较深的隧道,在土质差、水位高的地方建设埋深较大的隧道,盾构法有较好的技术经济优越性。

⑤施工不受风雨气候条件影响。(www.chuimin.cn)

⑥修筑的隧道抗震性能极好。

⑦对地层的适应性宽,软土、砂卵石、软岩直至岩层均可。

因此,盾构法已在公路隧道、地铁隧道、污水排放隧道、引水供水隧道、江河湖海底隧道、电力电信工程隧道等的建造中确定了绝对的优势地位。

(2)盾构法尽管具有很多优点,但也存在一定的不足:

①当隧道曲线半径过小时,施工较为困难。

②在陆地建造隧道时,如隧道覆土太浅,开挖面稳定甚为困难,甚至不能施工;当在水下时,如覆土太浅则盾构法施工不够安全,要确保一定厚度的覆土。

图6-2 盾构隧道施工工艺流程图

③竖井施工时有噪声和振动,需有解决的措施。

④盾构法施工中采用全气压方法疏干和稳定地层时,对劳动保护要求较高,施工条件差。

⑤盾构法隧道上方一定范围内的地表沉陷尚难完全防止,特别是在饱和含水松软的土层中,要采取严密的技术措施才能把沉陷限制在很小的限度内。

⑥在饱和含水地层中,盾构法施工所用的拼装衬砌,对达到整体结构防水性的技术要求较高。

⑦用气压施工时,在周围有发生缺氧和枯井的危险,必须采取相应的解决办法。