盾构法隧道施工概述

2007-05-17 00:00

　　盾构法隧道施工适用于软土地区埋深大的隧道工程，可穿越江河、湖泊、海底、地面建筑物和地下管线密集区的下部。

　　关于盾构施工方法的种类，一般可以根据断面形状分类、开挖方式分类、头部结构分类等。

　　根据头部的结构（以隔离开挖面和盾尾衬砌作业空间之间隔板的有无）可以分为闭胸式和敞开式。从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。

　　根据开挖面的稳定原理和方法，可以将各种盾构的特征总结如下。

（1）闭胸式盾构

　　通过设置于切口环和支承环之间的密封隔板，并在隔板和作业面之间形成压力舱，保持充满泥砂或泥水的压力舱内的压力，以保证作业面的稳定性的机械式盾构型式。根据开挖面稳定机理可以分为土压平衡式盾构和泥水加压式盾构。

①土压平衡式盾构

　　将开挖的泥砂进行泥浆化，通过控制泥浆的压力以保证作业面的稳定性。该盾构设置有切削围岩的机械、搅拌开挖土砂使其泥浆化的搅拌机械、切削土的排出机械并有能够保证切削土压力的控制机械的盾构型式。又可根据是否具有促进泥浆化的添加材料的注浆装置分为土压盾构和泥土压盾构。土压平衡式盾构如图所示。

a．土压式盾构

　　使用转动刀盘切削围岩，并使作业面和隔板之间充满经过搅拌的土砂。该施工方式通过盾构的推进力给切削土砂加压并使其作用于作业面整体来获取作业面的稳定性，同时通过螺旋式输送器进行排土。

b．泥土压式盾构

　　通过一边注入添加材料一边转动刀盘，强制性地搅拌切削土砂和添加材料使其成为塑性流动化状态。与土压盾构相同，该施工方式也为一边保持作业面的稳定性一边通过螺旋输送器进行排土。

　　②泥水加压式盾构

　　该盾构通过给泥浆一定的压力以保持开挖面的稳定性，并通过循环泥浆将切削土砂以流体方式输送运出。该盾构型式设置有切削围岩的开挖机械，泥浆循环设备，给泥浆施加一定压力的送排泥设备，运出泥浆的分离设备，另外有的泥水加压式盾构还具有保证泥浆性能的调泥和泥水处理设备。

（2）敞开式盾构

　　敞开式盾构与闭胸式盾构的主要不同就是没有设置隔板，开挖面全部或大部分敞开的盾构型式，以作业面能够自立稳定作为前提。对于不能自立稳定的作业面，要通过辅助施方法，使其能够满足自立稳定条件。

①机械式盾构

　　在盾构前部安装有切削刀盘，可用机械连续地开挖土砂的盾构。通过刀盘支撑，可以得到一些挡土效果。

②半机械式盾构

　　敞开式盾构中的半机械式盾构是在盾构的原型—人工开挖式盾构上装上开挖机、装载机或开挖装载两用机等的盾构。为了防止开挖面崩塌，可安装可动式切口环、半月形千斤顶。但由于安装了开挖装置，故实际上难以设置前面千斤顶等挡土装置，大多在开挖过程中开挖面敞开得很大，对开挖面的稳定条件需进行研究。

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