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《創(chuàng)造地下空間的盾構(gòu)工法技術(shù)》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線(xiàn)閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、創(chuàng)造地下空間的盾構(gòu)工法技術(shù)引言 處在海平面以下40m的豎井處,貼耳于井壁上時(shí),可聽(tīng)到逐漸臨近傳來(lái)的盾構(gòu)機(jī)聲音,然后恢復(fù)到寂靜?! 牡仄矫嫦?0m深的豎井內(nèi),φ9.1m的泥水盾構(gòu)始發(fā)推出。日本最大級(jí)別深度的東京煤氣扇島工廠受配管用的海底隧道,在海底下地層中掘進(jìn)了530m長(zhǎng)度后到達(dá)了海底豎井,轉(zhuǎn)瞬間便停止了盾構(gòu)機(jī)?! 〈硕軜?gòu)機(jī)掘進(jìn)工程是在1995年3月6日~同年9月8日的6個(gè)月時(shí)間內(nèi),包括豎井筑造、下沉,盾構(gòu)始發(fā)乃至到達(dá)的防護(hù)等準(zhǔn)備工程,以21個(gè)月、在700KPa的高水壓力下,完成了一條完全不滲漏水的盾構(gòu)隧道,成為日本盾構(gòu)工法技術(shù)處在世界第一流水準(zhǔn)的又一個(gè)佐證?! 《軜?gòu)掘進(jìn)的發(fā)源,
2、是在1818年英國(guó)人M·I布魯湟爾,在倫敦市泰晤士河岸所設(shè)置的深度為21m的工作坑處,采用“盾構(gòu)”推出擋土結(jié)構(gòu),是以工作坑后壁為支承墻,通過(guò)所使用的螺旋千斤頂作為推進(jìn)動(dòng)力,把這個(gè)“擋土式盾構(gòu)”作了推進(jìn)。途中,由于河床土體坍塌、浸水事故而中斷。后來(lái)到隧道貫通時(shí)實(shí)際上是花了20多年的時(shí)間,此時(shí),作為盾構(gòu)機(jī)的創(chuàng)始人布魯湟爾已成了72歲的古稀老人了。發(fā)展到今天的盾構(gòu)工法,乃是這位布魯湟爾的熱情散發(fā)到頂端所至?! 〈撕?,在1887年的南倫敦鐵路隧道工程中,兼用了氣壓施工法的盾構(gòu)推進(jìn),構(gòu)筑了盾構(gòu)工法的基礎(chǔ)?! 〉搅?890年時(shí)代,盡管美國(guó)、德國(guó)、法國(guó)等國(guó)多半也使用了盾構(gòu)工法應(yīng)用于隧道建設(shè)中。還
3、使用了半盾構(gòu)(頂板盾構(gòu))、橢圓形、馬蹄形、矩形等盾構(gòu)?! ≡谌毡?,通過(guò)學(xué)習(xí)歐美的技術(shù),大約在1940年開(kāi)始,采用盾構(gòu)工法在地下鐵道、下水道等建設(shè)中,1970年后又開(kāi)發(fā)了密閉型工法,并有了飛躍的發(fā)展。在1989年時(shí)橫貫英法海峽隧道工程中,是采用了日本制造的土壓式盾構(gòu)機(jī),領(lǐng)先于世界直到如今?! ∫韵?,就盾構(gòu)工法在日本的引進(jìn)、發(fā)展,并對(duì)今后的展望作一試敘。 日本的盾構(gòu)工法 1.盾構(gòu)工法的引進(jìn)和發(fā)展 在日本最初成功的盾構(gòu)工法,是國(guó)鐵關(guān)門(mén)海底隧道工程(1939~1944),在門(mén)司方的不良地基中上行線(xiàn)405m,下行線(xiàn)725m之中,是使用φ7.2m的人工挖掘式盾構(gòu)機(jī),兼用了氣壓施工法和化學(xué)
4、藥液注漿法進(jìn)行了施工。通過(guò)這項(xiàng)工程,可以認(rèn)為是確立了日本的盾構(gòu)工法的技術(shù)。 是在1953年的關(guān)門(mén)公路隧道和1957年的帝都高速交通營(yíng)團(tuán)4號(hào)線(xiàn)永田町2工區(qū)中,使用的是頂板盾構(gòu),再有,是名古屋市的地下鐵道覺(jué)王山隧道中,是兼用氣壓施工法的人工開(kāi)挖盾構(gòu)施工的?! ≡诖艘院?,由于要面向1964年的東京奧林匹克的工程,隨著經(jīng)濟(jì)的高度成長(zhǎng),要求城市設(shè)施建設(shè)工程急劇增加,建設(shè)工程有時(shí)也帶來(lái)的公害明顯化了。人工開(kāi)挖式盾構(gòu)工法的使用就此替代了以往的城市隧道中的明挖工法。在此時(shí)期內(nèi),伴隨著盾構(gòu)掘進(jìn),作為對(duì)付地下水的對(duì)策便是降水工法和氣壓工法,而作為對(duì)付地基沉降等的措施,則是兼用了化學(xué)藥液注漿法等的輔助
5、工法?! ≡谄占岸軜?gòu)工法的同時(shí),希望能開(kāi)發(fā)在縮短工期、省力化、對(duì)付復(fù)雜地基等問(wèn)題上的盾構(gòu)工法,而機(jī)械式掘進(jìn)盾構(gòu)工法是在1963年大阪市上水道大淀輸水管道(φ2.6m,長(zhǎng)度227m)中,是首先使用的新的盾構(gòu)。第二年在大阪市地下鐵道工程中,使用了φ6.97m,掘進(jìn)長(zhǎng)度達(dá)668.4m大斷面機(jī)械掘進(jìn)式看構(gòu)工法,各制造廠方、公司致力于機(jī)械掘進(jìn)式盾構(gòu)機(jī)的開(kāi)發(fā)并推向?qū)嵱没A段?! ?.密閉型盾構(gòu)工法的開(kāi)發(fā) 作為輔助工法的氣壓工法或者是化學(xué)注漿工法使用的結(jié)果,是可能發(fā)生缺氧事故,化學(xué)漿液為害事故或隧道內(nèi)火災(zāi)事故。在摸索這些事故的對(duì)策之中,成為泥水式盾構(gòu)和土壓式盾構(gòu)工法的先后誕生過(guò)程?! ∧嗨蕉?/p>
6、構(gòu)的原理,是在1961年由法國(guó)卡姆諾培羅納篤公司設(shè)想出來(lái)的,而在日本是用于1967年帝都高速交通營(yíng)團(tuán)地下鐵道的9號(hào)線(xiàn)神田川工區(qū)主線(xiàn)工程的引水隧道(φ3.1m、長(zhǎng)度312m)中使用過(guò)泥水盾構(gòu)工法。泥水盾構(gòu)工法是對(duì)原封不作改變的機(jī)械化盾構(gòu)的切削刀盤(pán)部分,用隔墻密閉化、用壓送泥水至開(kāi)挖面上,而用排泥閥按流體方式輸送掘削土碴的。作為大型隧道斷面的使用,是在1969年,日本鐵道建設(shè)公團(tuán)京葉線(xiàn)的羽田隧道,在貫穿森崎運(yùn)河工區(qū)中,采用了φ7.29m、長(zhǎng)度為856m×2線(xiàn)路工程,曾引起國(guó)外有關(guān)人士的較大關(guān)注?! 〈送?,在1974年由日本獨(dú)自開(kāi)發(fā)了土壓式盾構(gòu)。這種盾構(gòu)工法,也還是在機(jī)械化盾構(gòu)機(jī)的切削刀
7、盤(pán)后面設(shè)置了隔墻,采用螺旋輸送機(jī)進(jìn)行排出土碴,將密閉艙內(nèi)掘削土經(jīng)混合攪拌機(jī)構(gòu)攪拌成泥土化,是通過(guò)給予所規(guī)定的壓力來(lái)求得開(kāi)挖面的穩(wěn)定。作為土壓式盾構(gòu)工法的改良型,是在切削器的密閉艙內(nèi)注入添加材料(加泥材料、泥漿材料),開(kāi)發(fā)了藉助攪拌葉輪的混合泥土加壓式盾構(gòu)工法,土壓式盾構(gòu)工法可能應(yīng)用的范圍逐漸地在擴(kuò)展。泥土加壓式盾構(gòu)工法首先采用的是在1976年?yáng)|京都水道局本地區(qū)的水管建設(shè)工程中。作為使所用的添加材料,是使用氣泡、使得掘削土的流動(dòng)性能和止水性能得以提高的氣泡(泡沫)盾構(gòu)工