第一课(盾构法隧道施工发展史1205)
- 格式:ppt
- 大小:39.87 MB
- 文档页数:88
盾构法隧道主要内容一、盾构施工技术的进展历史二、盾构施工技术的国内外进呈现状三、盾构机的种类四、盾构施工的技术特点五、盾构机工作原理五、盾构施工的主要工序六、中国承受盾构修建地铁历史及规划八、工程案例一、盾构施工技术的进展历史1盾构施工法的制造1818 年,Brunel 从一种食船虫在船身上打洞一事受到启发,争论出了盾构工法。
历经艰辛,终在1841 年使泰晤士河底隧道贯穿,该隧道自1825 年开工,历时17 年,可充分说明技术的成功是多么的坎坷!2盾构施工法的进展阶段自1818 年诞生进展到现在已有180 多年的历史,概括而言,有四个阶段:(1)初期盾构:以Brunel 盾构为代表;(2)其次代盾构:以机械式、气压式、TBM 及城市盾构工法为代表;(3)第三代盾构:以闭胸式盾构为代表〔泥水式、土压式〕;(4)第三代盾构:以安全、高速、大深度、大断面、断面多样化、异形化为特色。
二、盾构施工技术的国内外进呈现状1国外盾构施工技术现状以欧洲和日本最为兴旺。
美国:纽约自1900 年起用气压盾构就建筑了数十条水底隧道,目前根本是以盾构施工占90%以上;前苏联:莫斯科自1932 年开头承受盾构法施工地铁等地下工程;德国、法国、英国、加坡等也在广泛承受盾构法施工地下工程。
日本:自1917 年在国铁羽越线折渡隧道〔泻县〕的建设中首次承受盾构工法。
日本从盾构施工法正式开头用于城市隧道建设的1964 年至1984 年约20 年间,工研制盾构机超过5000 台。
目前日本已经成为世界上盾构制造技术以及施工技术的大国,占据世界上仅80%的盾构份额。
1917 年——日本国铁隧道建设中首次承受盾构工法1953 年——日本关门隧道承受盾构工法1957 年——日本地铁承受顶盖式盾构施工,这是城市隧道首次承受盾构1960 年——日本名古屋地铁承受盾构施工1962 年——东京下水道承受圆形盾构。
此后,盾构渐渐用于小断面的市政管道建设1964 年——日本下水道工程,最先承受泥水式盾构1974 年——日本独立争论出土压式盾构1975 年——日本争论出砾石泥水式盾构1981 年——日本争论出加气泡盾构2国内盾构施工技术现状国内最早是在1956 年,阜海州露天煤矿承受直径2.66m 的盾构,在砂土层中成功地开掘了一条流水巷道。
1994年10月,南京第一条用盾构法施工的秦淮河治理工程夹江隧道推进。
秦淮河治理夹江隧道工程是南京市府的一项重点工程,位于南京城外西南角,隧道位于长江南岸棉花堤至江心洲之间的水下地层浅处,隧道全长403m,上方覆土层仅7m。
最具风险的是盾构推抵江中段,即钻入全断面粉砂层中,该粉砂层上方没有其它土层与夹江水间隔。
直径6.34m土压平衡盾构掘进机于1995年2月5日顺利进入江心州接收井。
南京夹江直径6.34m盾构掘进机1995年,上海地铁2号线24km区间隧道开始掘进施工,地铁1号线工程所用的七台φ6.34m土压盾构经维修以后,继续用于2号线区间隧道掘进,同时,又从法国FMT公司和上海的联合体购置两台土压盾构,加上隧道股份制造的一台土压盾构,共计十台土压平衡盾构用于隧道施工,并从日本三菱重工引进四台φ6.14m土压平衡盾构。
1995年,上海开始研究矩形隧道技术。
1996年研制一台2.5m³2.5m可变网格矩形隧道掘进机,顶进矩形隧道60m,解决了推进轴线控制、纠偏技术、沉降控制、隧道结构等技术难题。
矩形隧道掘进机第一次工程应用是在上海地铁2号线陆家嘴车站5号出入口通道工程。
该工程位于浦东陆家嘴金融贸易中心区,工作井及接收井分布于延安东路隧道引道段南侧和北侧,设计的两条矩形隧道,长各80m,主要穿越陆家嘴路、延安东路隧道浦东引道段及上水管、煤气管、污水管等。
矩形顶管机根据工程需要,隧道股份设计的矩形掘进机断面为3.8m³3.8m组合式刀盘式土压平衡矩形顶管机。
这台掘进机的特点是刀盘设计新颖,机头正面四个角设有仿形刀,能解决矩形断面四个角的土体切削,既能保持土压的平衡,又能对周围土体的扰动较小。
工程总平面、纵剖面图在实际施工中,我们严格控制顶进轴线,顶进速度控制在15mm/min左右,力求均衡施工。
施工中,对始发推进段的管节上部进行注浆,机头没有发生“背土”现象。
随着隧道掘进的延伸,还是进行持续、均匀压浆,迅速填充掘进机与土层的建筑空隙,保证了顶管管道上部土体的稳定。
3.7我国盾构法隧道的发展历史3.7.1 20世纪80年代前盾构技术的应用1953年,东北阜新煤矿用直径2.6m的手掘式盾构及小混凝土预制块修建疏水巷道,这是我国首条用盾构法施工的隧道。
1957年,北京市下水道工程采用直径2.0m和2.6m的盾构进行施工。
1962年,上海城建局隧道工程公司结合上海软土地层对盾构进行了系统的试验研究。
研制了1台直径4.16m的手掘式普通敞胸盾构,在两种有代表性的地层进行掘进试验,用降水或气压来稳定粉砂层及软黏土地层。
在经过反复论证和地面试验之后,选用由螺栓连接的单层钢筋混凝土管片作为隧道衬砌,环氧煤焦油作为接缝防水材料。
隧道掘进长度68m,试验获得了成功,并采集了大量的盾构法隧道数据资料。
1965年3月,由上海隧道工程设计院设计、江南造船厂制造的2台直径5.8m的网格挤压式盾构,于1966年完成了2条平行的隧道,隧道长660m,地面最大沉降达l0cm。
1966年5月,中国第一条水底公路隧道—上海打浦路越江公路隧道工程主隧道采用由上海隧道工程设计院设计、江南造船厂制造的直径10.22m网格挤压盾构施工,辅以气压稳定开挖面,在水深为16m的黄浦江底顺利掘进隧道,掘进总长度1322m。
打浦路隧道于1970年底建成通车。
此次所用的网格盾构有所改进,敞开式施工可转换为闭胸式施工。
1973年,采用1台直径3.6m的水力机械化出土网格盾构和2台直径4.3m的网格挤压盾构,在上海金山石化总厂修建了1条污水排放隧道和2条引水隧道,共掘进了3926m海底隧道,首创了垂直顶升法建筑取排水口的新技术。
3.7.2 20世纪80年代盾构法技术的进步与发展1980年,上海市进行了地铁1号线试验段施工,研制了1台直径6.412m网格挤压盾构,采用泥水加压和局部气压施工,在淤泥质黏土地层中掘进隧道1130m,1982年,上海外滩的延安东路北线越江隧道工程1476m圆形主隧道采用上海隧道股份设计、江南造船厂制造的直径11.3m网格挤压水力出土盾构施工。