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岩土研究院

复杂盾构法施工技术

323 2021-06-15 10:10:50

1.主要技术内容

复杂盾构法施工技术为复杂地层、复杂地面条件下的盾构法施工技术,或大断面(洞径大于10m)、异型断面形式(非单圆形)的盾构法施工技术。

“盾”是指保持开挖面稳定性的刀盘和压力舱、支护围岩的盾型钢壳,“构”是指构成隧道衬砌的管片和壁后注浆体。由于盾构施工技术对环境影响很小而被广泛的采用,得到了迅速的发展。盾构机主要是用来开挖土砂围岩的隧道机械,由切口环、支撑环及盾尾三部分组成。就断面形状可分为单圆形、双圆形及异型盾构。所谓盾构施工技术,是指使用盾构机,一边控制开挖面及围岩不发生坍塌失稳,一边进行隧道掘进、出渣,并在盾构机内拼装管片形成衬砌、实施壁后注浆,从而在不扰动围岩的基础上修筑地下工程的方法。

选择盾构型式时,除考虑施工区段的围岩条件、地面情况、断面尺寸、隧道长度、随到线路、工期等各种条件外,还应考虑开挖和衬砌等施工问题,必须选择能够安全而且经济地进行施工的盾构型式。

根据盾构头部的结构,可将其大致分为闭胸式和敞开式。闭胸式盾构与可分为土压平衡式盾构和泥水加压式盾构;敞开式盾构又可分为全面敞开式和部分敞开式盾构。

2.技术指标

(1)承受荷载:设计盾构时需要考虑的荷载如:垂直和水平土压力、水压力、自重、上覆荷载的影响、变向荷载、开挖面前方土压力及其他荷载。

(2)盾构外径: 所谓盾构外径,是指盾壳的外径,不考虑超挖刀头、摩擦旋转式刀盘、固定翼、壁后注浆用配管等突出部分。

(3)盾构长度:盾构本体长度指壳板长度的最大值,而盾构机长度则指盾构的前端到尾端的长度。盾构总长系指盾构前端至后端长度的最大值。

(4)刀盘扭矩:刀盘扭矩可进行简便计算:装备扭矩(KN·m)=盾构外径*扭矩系数(土压平衡式盾构a=8~3;泥水加压式盾构a=9~5)。

(5)总推力

盾构的推进阻力组成包括:盾构四周外表面和土之间的摩擦力或粘结阻力;推进时,口环刃口前端产生的贯入阻力;开挖面前方阻力;变向阻力(曲线施工、蛇形修正、变向用稳定翼、挡板阻力等);盾尾内的管片和壳板之间的摩擦力;后方台车的牵引阻力。以上各种推进阻力的总和(ΣF),须对各种影响因素仔细考虑,要留出必要的富余量。

3、适用范围

适用于各类土层或松软岩层中隧道的施工。

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