盾構機是一種使用盾構法的隧道掘進機。盾構的施工法是掘進機在掘進的同時構建(鋪設)隧道之“盾”(指支撐性管片),它區別於 敞開式施工法。
國際上,廣義盾構機也可以用於岩石地層,只是區別於 敞開式(非盾構法) 隧道掘進機。而在我國,習慣上將用於軟土地層的隧道掘進機稱為(狹義)盾構機,將用於岩石地層的稱為(狹義)TBM。
盾構機根據工作原理一般分為手掘式盾構,擠壓式盾構,半機械式盾構(局部氣壓、全局氣壓),機械式盾構(開胸式切削盾構,氣壓式盾構,泥水加壓盾構,土壓平衡盾構,混合型盾構,異型盾構)。南京長江隧道是中國長江流域已建和正在建設的超大型盾構隧道中所經地質條件最複雜、技術難題最多和施工風險最大的工程,是名副其實的“萬里長江第一隧”。長江隧道為雙向6車道,行車時速80公里,工程總投資約33億元人民幣,穿越長江的左右線盾構隧道的總長度為6042米,於2009年5月20日10時貫通,2010年5月28日全線通車運營。
盾構法施工過程
1、在盾構法隧道起始端各修建一個工作井
2、盾構在起始端工作井安裝就位
3、依靠盾構千斤頂將盾構從起始工作井的牆壁開孔處推出
4、盾構在地層中沿設計軸線推進,在推進同時出土和安裝襯砌管片
5、及時向襯砌背後的空隙注漿,防止地層移動和固定襯砌環位置
6、盾構進入終端工作井並被拆除
1.盾構豎井施工方法
施作豎井圍護
方法:擋土牆圍護、沉井
(1)鋼板樁:適用豎井深度<15m,可打入鋼板樁地層
(2)鑽孔灌注樁+水泥土攪拌樁
(3)地下連續牆:深豎井深度H>25m ,地層範圍廣
沉井
類型
沉井一般構造
組成部分有刃腳、井壁、內隔牆、井孔、凹槽、封底混凝土、蓋板。
除土下沉示意圖
2.起始端安裝
盾構機調試
吊裝入始發井
井下組裝
盾構始發技術:
始發端頭加固:
加固方法:深層攪拌法、高壓旋噴法、冷凍法
加固範圍:隧道襯砌輪廓線外左右兩側各3m,頂板以上3m,底板以下2.5m;加固長度按土質而定。
富水地層加固長度>盾構本體長度(刀盤+盾殼)
加固後檢測:鑽孔取芯試驗測強度,取芯試件無側限抗壓強度≥1MPa,內聚力≥0.5MPa;
鑽孔檢測滲水量等。
洞門鑿除:
洞門鑿除前,端頭加固的土體須達到所設計要求的強度、滲透性、自立性後,方可開始洞口鑿除工作。
洞門壁混凝土採取人工用高壓風鎬鑿除。
3.訓練
進洞前鑿除封門
盾構進洞
盾尾進洞
4.管片拼裝、生產、養生
拼裝後成環隧道
5.管片拼裝、壁後注漿
注漿方式:
後方注入式——從數環後方的管片上注入漿液
即時注入式——掘進一環後即注入一環
半同步注入式——注漿孔從尾封層處伸出,在推進同時進行跟蹤注入
同步注入式——在盾構推進過程中進行跟蹤注入(從盾尾直接向尾隙注入)
管片接縫防水
閱讀更多 木子琴真 的文章