盾構法隧道技術(編輯修改稿)
2025-12-04 05:43 本頁面
【文章內容簡介】 并通過土艙下部的螺旋輸送機把土砂送至盾構機后部，見圖 1 所示。通過調整刀盤轉速、推進速度、螺旋機轉速來調整切 削土量和出土量并保持土艙壓力，使之與開挖面水土壓力保持平衡。 圖 1 土壓平衡原理圖 土壓平衡盾構適用于各種粘性地層、砂性地層、砂礫土層。對于風化巖地層、軟土與軟巖的混合地層，可采用復合型的土壓平衡盾構。在砂性、砂礫、軟巖地層采用土壓盾構掘進施工，應在土艙、螺旋機內以及刀盤上注入潤滑泥漿或泡沫，以改良土砂的塑流性能。 我國土壓盾構的引進和消化吸收 1985 年，上海芙蓉江路排水隧道工程引進日本川崎重工制造的一臺 Φ 小刀盤土壓盾構，盾構前端設有 3 只小刀盤切削開挖面土體，切削土砂經螺旋輸送機運 至土箱。開挖面土壓平衡，以減小對周圍土體的抗壓影響。芙蓉江路排水隧道掘進長度 1450m，這是我國引進的首臺簡易式土壓盾構用于隧道工程，其施工性能和掘進速度均優(yōu)于以往的網格擠壓型盾構。 1987 年，上海隧道工程公司在消化吸收國外土壓平衡盾構機理和設計制造技術的基礎上，研制了國內首臺 Φ 加泥式土壓平衡盾構掘進機，見圖 2。盾構的主要技術指標見表 1。 表 1 Φ 土壓平衡盾構主要工作參數(shù) 盾構本體 外徑 4350mm 盾尾內徑 4240mm 盾構長度 6900mm 最大推力 24000kN 推進速度 2cm/min 切削刀盤 扭矩 1700kNm 轉速 01r/min 螺旋輸送機 扭矩 排土量 73m3/h 拼裝機 回轉速度 01r/min 回轉角度 177。 185176。 提升重量 3t 提升行程 650mm 平移行程 1100mm Φ 土壓平衡盾構用于市南站過江電纜隧道。隧道總長度 534m，在黃浦江底掘進，隧道埋深 21m～ 30m，穿越土層主要為砂質粉土。隧道掘進順利解決了高水壓情況下的密封和砂性土的加泥塑流技術難題，該臺盾構還用于福 州路過江電纜隧道、上海污水治理 1 期工程等多項工程，掘進總長度達 4km。 1990 年以后，上海隧道工程公司又自行陸續(xù)設計制造了 10 余臺Φ ～Φ 土壓平衡盾構，用于取排水隧道和地鐵隧道工程。 1993 年制造 1 臺Φ 土壓盾構，用于南京市夾江排水 11 隧道工程，穿越粉砂地層，掘進長度 1294m。 上海地鐵工程Φ 土壓盾構掘進施工 1990 年，上海地鐵一號線開工建設，雙線區(qū)間隧道選用土壓平衡盾構掘進，經國際招標， 7臺Φ 土壓盾構由法國 FCB 公司、上海市 隧道工程公司、上海市隧道工程設計院、上海滬東造船廠聯(lián)合體中標，利用法國混合貸款 億法郎。第 1 臺Φ 土壓盾構于 1991 年 6 月始發(fā)推進， 7 臺盾構掘進總長度 ， 1993年 2 月全線貫通，掘進施工期僅 20 個月，每臺盾構的月掘進長度達 200～ 250m。掘進施工穿越市區(qū)建筑群、道路、地下管線等，地面沉降控制達＋1cm～－ 3cm。Φ 土壓平衡盾構見圖 3 所示，其主要技術性能見表 2。 1995 年上海地鐵二號線 區(qū)間隧道開始掘進施工，地鐵一號線工程所用的 7 臺 Φ 土壓盾構經維修 以后，繼續(xù)用于二號線區(qū)間隧道掘進，同時又從法國 FMT 公司和上海的聯(lián)合體購置 2 臺土壓盾構，上海隧道工程股份有限公司制造 1 臺土壓盾構，共計 10 臺土壓盾構用于隧道施工。 于 2020 年開工興建的上海地鐵明珠線二期工程區(qū)間隧道仍使用這 10 臺Φ 土壓平衡盾構施工。 2020 年，向日本三菱重工購置 4 臺Φ 土壓平衡盾構，共計 14 臺盾構掘進施工。 廣州地鐵工程Φ 復合型土壓盾構掘進施工 1996 年，廣州地鐵一號線工程中有 區(qū)間隧道采用 3 臺Φ 盾構掘進施工，其中1 臺為復合型土 壓平衡盾構， 2 臺為泥水加壓盾構，均為日本川崎重工制造，由青木建設承包施工。烈士陵園站→農講所站→公園前站 2970m 區(qū)間隧道采用復合型土壓盾構，其刀盤上設置了兩種刀具，切削粘土的割刀和切削風化巖石的盤形滾刀。刀盤邊緣還將有 10cm 的超挖刀。盾構為鉸接型，由前后兩節(jié)組成，機身長 ，便于轉彎糾偏，左右可糾轉 176。，上下可糾轉 176。盾構最大推力為 32340kN，刀盤扭矩 3430kN/m。廣州地鐵首次采用盾構施工，也是我國在風化巖地層中首次使用盾構，隧道的掘進速度、工程質量、施工安全均優(yōu)于采用鉆爆礦山法施 工的地鐵隧道。 2020 年，廣州地鐵二號線工程海珠廣場站至江南新村站 3423m 區(qū)間隧道選用 2 臺由上海隧道工程公司改制的Φ 復合型土壓盾構掘進施工。盾構從珠江底穿越，埋深 16～ 28m，掘進地層為含水豐富的弱風化巖、強風化巖和中風化巖。為解決因刀盤面板的粘結引起的進土不暢、推進速度慢、刀盤扭矩大的問題，在刀盤上加裝了先行刀。 2020 年，廣州地鐵工程購置 4 臺Φ 德國海瑞克公司制造的復合型土壓盾構，掘進速度 8m/d，最快達 20m/d。 其它城市地鐵的土壓盾構應用情況 北京地鐵五號線于 2020年引進 1臺Φ ，用于試驗段工程，其穿越土層為粘土、砂土、含礫砂土。為解決土砂的塑流，在土艙內添加泡沫劑，掘進速度已達8m/d。
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