如何选择盾构施工工法？
文摘
房产
2024-11-14 07:45
江苏
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盾构选型的原则是安全性、技术性、经济性相结合，其首要原则是安全第一，即以确保开挖面稳定为中心；为此，应注意地质条件（种类、强度、渗透系数、细颗粒含有率、砾径）及地下水条件，同时应充分明确场地条件、竖井周边的环境条件、施工线路上的地上及地下建（构）筑物条件、特殊场地条件等所要求的功能，在此基础上，还必须连同技术性和经济性一并考虑，才能选择出合适的盾构机。1、选用与工程地质及水文地质匹配的盾构机型，确保施工的绝对安全；3、盾构的性能应能满足工程推进的施工长度和线形的要求；5、选定的盾构机的掘进能力可与后续设备、始发基地等施工设备匹配。1、在对工程地质、水文地质条件、周围环境、工期要求、经济性等充分研究的基础上选定盾构的类型。根据围岩的自稳定对敞开式、密闭式盾构进行比选；根据地质条件对软土盾构、复合盾构进行比选。2、在确定选用密闭式盾构后，根据地层的粒径、渗透系数、地下水压以及环保、辅助施工方法、施工环境、安全等因素对土压平衡盾构和泥水平衡盾构进行比选。3、在土压平衡盾构和泥水平衡盾构都不能满足开挖面稳定的要求时，则应考虑多模盾构。4、根据详细的地质勘探资料，对盾构各主要功能部件进行选择和计算、设计，并根据地质条件确定盾构的主要技术参数。5、根据地质条件选择与盾构掘进速度相匹配的盾构后配套施工设备。土压平衡盾构简称EPB（earth pressure balance），属封闭式盾构，就是盾构密封舱内始终充满了用刀盘切削下来的土，并保持一定压力平衡开挖面的土压力和地下水压力，即地下水压力+土压力=土舱压力。![]()
对由旋转刀盘切削下来进入密封舱内的土体，通过安装在密封舱内的螺旋输送机以及出口上的滑动闸门或螺旋式漏斗等排土机构进行排土，一面维持开挖面稳定状态，一面将盾构向前推进。盾构机向前推进的同时，螺旋输送机排土，使排土量等于开挖量，即可使开挖面始终保持稳定。排土量通过调节螺旋输送机的转速和出土闸门的开度予以控制。从螺旋输送机出来的渣土通过皮带机输送转运，皮带将渣土卸到下方的渣土车。渣土车通过电瓶车牵引运至盾构隧道竖井，通过地面上的门吊将渣车吊到地面，并将渣土卸在渣坑内，使用挖掘机将渣土装至自卸卡车外运。掘进作业完成后进行管片拼装，管片拼装完成后再进行掘进作业，依次循环，直至完成隧道施工。泥水盾构也称泥水加压平衡式盾构（shurry pressure balance shield），简称SPB盾构。泥水加压式盾构工作面土体是依靠泥水压力对工作面上的水压力发挥平衡作用以求得稳定。泥水压力主要是在掘进中起支护作用。工作面任何一点的泥水压力总是大于地下水压力，从而形成了一个向外的水力梯度，保持工作面稳定。送泥泵从设置在地面上的调浆池抽取泥水（水与膨润土的混合物），经送泥管送入到泥水盾构的泥水舱。在泥水舱内，充满压力的泥水灌入地层若干厘米，使膨润土嵌入到土颗粒间的缝隙，形成一层“泥膜”，从而使开挖面的土层变得稳定和不透水。通过泥水盾构刀盘的旋转，将开挖面的泥膜切削下来，与泥水舱内的膨润土浆液混合后，通过排泥泵和中继泵，经过由排泥管送至地面的泥水分离站，泥水分离站将开挖的渣土从膨润土浆液中分离出来，分离后的泥水进行质量调整后循环使用，再通过送泥泵送入盾构的泥水舱。![]()
在泥水平衡盾构理论中，泥膜的形成是至关重要的，当泥水压力大于地下水压力时，泥水渗入土壤，形成与土壤间隙成一定比例的悬浮颗粒，被捕获并集聚于泥水的接触表面，泥膜就此形成。随着时间的推移，泥膜的厚度不断增加，渗透抵抗力逐渐增强。当泥膜抵抗力远大于正面土压时，产生泥水平衡效果。因为是泥水压力使掘削面稳定平衡，故得名泥水加压平衡盾构，简称泥水盾构。
