学士论文-理工科类-盾构隧道排水通风

学士 论文 政研论文下载论文大学下载论文大学下载关于长拳的论文浙大论文封面下载 -理工科类-盾构隧道排水通风 采用盾构为施工机具，在地层中修建隧道和大型管道的一种暗挖式施工方 法。施工时在盾构前端切口环的掩护下开挖土体，在盾尾的掩护下拼装衬砌 （管片或砌块）。在挖去盾构前面土体后，用盾构千斤顶顶住拼装好衬砌，将 盾构推进到挖去土体空间内，在盾构推进距离达到一环衬砌宽度后，缩回盾构 千斤顶活塞杆，然后进行衬砌拼装，再将开挖面挖至新的进程。如此循环交 替，逐步延伸而建成隧道。 历史和发展 用盾构法修建隧道已有150余年的历史。最早进行研究的是法国工程师 M.I.布律内尔，他由观察船蛆在船的木头中钻洞，并从体内排出一种粘液加固 洞穴的现象得到启发，在1818年开始研究盾构法施工，并于1825年在英国伦敦泰晤士河下，用一个矩形盾构建造世界上第一条水底隧道（宽11.4米、高6.8米）。在修建过程中遇到很大的困难，两次被河水淹没，直至1835年，使用了改良后的盾构，才于1843年完工。其后P.W.巴洛于1865年在泰晤士河底，用一个直径2.2米的圆形盾构建造隧道。1847年在英国伦敦地下铁道城南 线施工中，英国人J.H.格雷特黑德第一次在粘土层和含水砂层中采用气压盾构 法施工，并第一次在衬砌背后压浆来填补盾尾和衬砌之间的空隙，创造了比较 完整的气压盾构法施工工艺，为现代化盾构法施工奠定了基础，促进了盾构法 施工的发展。20世纪30～40年代，仅美国纽约就采用气压盾构法成功地建造 了19条水底的道路隧道、地下铁道隧道、煤气管道和给水排水管道等。从 1897～1980年，在世界范围内用盾构法修建的水底道路隧道已有21条。德、日、法、苏等国把盾构法广泛使用于地下铁道和各种大型地下管道的施工。 1969年起，在英、日和西欧各国开始发展一种微型盾构施工法，盾构直径最小 的只有1米左右，适用于城市给水排水管道、煤气管道、电力和通信电缆等管 道的施工。 中国于第一个五年计划期间，首先在辽宁阜新煤矿，用直径2.6米的手掘式盾构进行了疏水巷道的施工。中国自行设计、制造的盾构，直径最大为 11.26米，最小为3.0米。正在修建的第二条黄浦江水底道路隧道，水下段和 部分岸边深埋段也采用盾构法施工，盾构的千斤顶总推力为108兆牛，采用水力机械开挖掘进。在上海地区用盾构法修建的隧道，除水底道路隧道外，还有 地铁区间隧道、通向河海的排水隧洞和取水管道、街坊的地下通道等。 盾构法的优越性 盾构法施工得到广泛使用，因其具有明显的优越性： ?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； ?地下施工不影响地面交通，在河底下施工不影响河道通航； ?施工操作不受气候条件的影响； ?产生的振动、噪声等环境危害较小； ?对地面建筑物及地下管线的影响较小。 盾构法施工准备工作 采用盾构法施工时，首先要在隧道的始端和终端开挖基坑或建造竖井，用 作盾构及其设备的拼装井（室）和拆卸井（室），特别长的隧道，还应设置中 间检修工作井（室）。拼装和拆卸用的工作井，其建筑尺寸应根据盾构装拆的 施工要求来确定。拼装井的井壁上设有盾构出洞口，井内设有盾构基座和盾构 推进的后座。井的宽度一般应比盾构直径大1.6～2.0米，以满足铆、焊等操作的要求。当采用整体吊装的小盾构时，则井宽可酌量减小。井的长度，除了满 足盾构内安装设备的要求外，还要考虑盾构推进出洞时，拆除洞门封板和在盾 构后面设置后座，以及垂直运输所需的空间。中、小型盾构的拼装井长度，还 要照顾设备车架转换的方便。盾构在拼装井内拼装就绪，经运转调试后，就可 拆除出洞口封板，盾构推出工作井后即开始隧道掘进施工。盾构拆卸井设有盾 构进口，井的大小要便于盾构的起吊和拆卸。 盾构法施工工序 主要有土层开挖、盾构推进操纵与纠偏、衬砌拼装、衬砌背后压注等。这 些工序均应及时而迅速地进行，决不能长时间停顿，以免增加地层的扰动和对 地面、地下构筑物的影响。 土层开挖 在盾构开挖土层的过程中，为了安全并减少对地层的扰动，一般先将盾构 前面的切口贯入土体，然后在切口内进行土层开挖，开挖方式有： ?敞开式开挖。适用于地质条件较好、掘进时能保持开挖面稳定的地层。 由顶部开始逐层向下开挖，可按每环衬砌的宽度分数次完成。 ?机械切削式开挖。用装有全断面切削大刀盘的机械化盾构开挖土层。大 刀盘可分为刀架间无封板的和有封板的两种，分别在土质较好的和较差的条件 下使用。在含水不稳定的地层中，可采用泥水加压盾构和土压平衡式盾构进行 开挖。 ?挤压式开挖。使用挤压式盾构的开挖方式，又有全挤压和局部挤压之 分。前者由于掘进时不出土或部分出土，对地层有较大的扰动，使地 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 隆起变 形，因此隧道位置应尽量避开地下管线和地面建筑物。此种盾构不适用于城市 道路和街坊下的施工，仅能用于江河、湖底或郊外空旷地区。用局部挤压方式 施工时，要根据地表变形情况，严格控制出土量，务使地层的扰动和地表的变 形减少到最低限度。 ?网格式开挖。使用网格式盾构开挖时，要掌握网格的开孔面积。格子过 大会丧失支撑作用，过小会产生对地层的挤压扰动等不利影响。在饱和含水的 软塑土层中，这种掘进方式具有出土效率高、劳动强度低、安全性好等优点。 推进操纵与纠偏 推进过程中，主要采取编组调整千斤顶的推力、调整开挖面压力以及控制 盾构推进的纵坡等方法，来操纵盾构位置和顶进方向。一般按照测量结果提供 的偏离设计轴线的高程和平面位置值，确定下一次推进时须有若干千斤顶开动 及推力的大小，用以纠正方向。此外，调整的方法也随盾构开挖方式有所不 同：如敞开式盾构，可用超挖或欠挖来调整；机械切削开挖，可用超挖刀进行 局部超挖来纠正；挤压式开挖，可用改变进土孔位置和开孔率来调整。 衬砌拼装 常用液压传动的拼装机进行衬砌（管片或砌块）拼装。拼装方法根据结构 受力要求，可分为通缝拼装和错缝拼装。通缝拼装是使管片的纵缝环环对齐， 拼装较为方便，容易定位，衬砌圆环的施工应力较小，但其缺点是环面不平整 的误差容易积累。错缝拼装是使相邻衬砌圆环的纵缝错开管片长度的1/2～1/3. 错缝拼装的衬砌整体性好，但当环面不平整时，容易引起较大的施工应力。衬 砌拼装方法按拼装顺序，又可分为先环后纵和先纵后环两种。先环后纵法是先 将管片（或砌块）拼成圆环，然后用盾构千斤顶将衬砌圆环纵向顶紧。先纵后 环法是将管片逐块先与上一环管片拼接好，最后封顶成环。这种拼装顺序，可 轮流缩回和伸出千斤顶活塞杆以防止盾构后退，减少开挖面土体的走动。而先 环后纵的拼装顺序，在拼装时须使千斤顶活塞杆全部缩回，极易产生盾构后 退，故不宜采用。 衬砌背后压注 为了防止地表沉降，必须将盾尾和衬砌之间的空隙及时压注充填。压注后 还可改善衬砌受力状态，并增进衬砌的防水效果。压注的方法有二次压注和一 次压注。二次压注是在盾构推进一环后，立即用风动压注机通过衬砌上的预留 孔，向衬砌背后的空隙内压入豆粒砂，以防止地层坍塌；在继续推进数环后， 再用压浆泵将水泥类浆体压入砂间空隙，使之凝固。因压注豆粒砂不易密实， 压浆也难充满砂间空隙，不能防止地表沉降，已趋于淘汰。一次压注是随着盾 构推进，当盾尾和衬砌之间出现空隙时，立即通过预留孔压注水泥类砂浆，并 保持一定的压力，使之充满空隙。压浆时要对称进行，并尽量避免单点超压注 浆，以减少对衬砌的不均匀施工荷载；一旦压浆出现故障，应立即暂停盾构的 推进。 盾构法施工时，还须配合进行垂直运输和水平运输，以及配备通风、供 电、给水和排水等辅助设施，以保证工程质量和施工进度，同时还须准备安全 设施与相应的设备。