盾构法发展历史
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探讨盾构法隧道施工技术发展盾构法是指利用盾构机进行隧道施工的方法。
随着城市化进程的加快,城市交通压力日益增大,盾构法隧道施工技术的发展变得越发重要。
下面将从技术发展的历程、技术特点及未来发展方向三个方面探讨盾构法隧道施工技术的发展。
盾构法隧道施工技术的发展历程主要经历了以下几个阶段:第一阶段是20世纪60年代至70年代,此时盾构机还处于起步阶段,技术较为简单,施工效率低。
运用盾构法施工的代表性工程——东京地铁新宿线改善工程的成功,为盾构法的发展奠定了基础。
第二阶段是20世纪80年代至90年代,此时盾构机开始大规模应用于隧道施工,同时也出现了多种类型的盾构机。
德国的压平式盾构机、法国的泥水平衡盾构机及日本的开盾式盾构机成为当时三个主要的类型。
随着施工技术的改进,盾构法在混凝土隧道、铁路隧道等多个领域得到了广泛应用。
第三阶段是21世纪至今,此时盾构机的技术已经非常成熟,施工效率大幅提高。
针对不同地质条件和隧道类型,还研发出了多种改进型盾构机,如用于软土地质的土压平衡盾构机、用于岩石地质的液压盾构机等。
这些改进型盾构机在施工中能够更好地适应地质条件,提高施工效率和质量。
盾构法隧道施工技术的特点主要包括以下几个方面:第一,盾构法施工相对于传统的掘进法来说,无需大量的人工劳动,减少了人员伤亡的风险。
第二,盾构机由上万个零部件组成,需要精确的工艺和装配,提高了施工技术的要求。
盾构法能够适应不同的地质条件,包括软土、岩石、河床等,使得盾构法具有很大的适应性。
第四,盾构法施工速度快,能够实现快速施工,缩短工期,减少对交通的影响。
未来盾构法隧道施工技术的发展方向主要有以下几个方面:第一,提高盾构机自动化技术水平,减少人工操作,提高施工效率和质量。
第二,发展更小型、多功能的盾构机,以满足各种特殊地质条件和工程需求。
加强盾构机的环保技术研发,减少对环境的影响,降低施工过程中产生的噪音、振动等对周围居民的影响。
第四,加大对盾构法隧道施工技术的研究与创新,注重与其他领域的结合,推动盾构法在更多领域的应用。
我国盾构技术的发展现状盾构技术是一种在地下开挖隧道的方法,它是一种高效、安全、环保的隧道开挖技术。
随着我国城市化进程的加速,越来越多的城市需要建设地铁、地下通道等基础设施,盾构技术也得到了广泛应用。
本文将从盾构技术的发展历程、技术特点、应用领域等方面,介绍我国盾构技术的发展现状。
一、盾构技术的发展历程盾构技术最早起源于19世纪末的英国,当时主要用于建设水利工程。
20世纪初,盾构技术开始应用于地铁隧道的建设。
20世纪50年代,日本开始大规模使用盾构机建设地铁,盾构技术得到了快速发展。
20世纪80年代,我国开始引进盾构技术,建设了北京地铁1号线和广州地铁1号线。
此后,我国盾构技术得到了快速发展,成为我国地下工程建设的主要技术之一。
二、盾构技术的技术特点盾构技术是一种在地下开挖隧道的方法,它的主要特点如下:1.高效:盾构机可以在地下连续开挖,不需要停工,因此可以大大提高施工效率。
2.安全:盾构机在开挖过程中,可以保持地面的稳定,减少地面塌陷的风险,因此可以保证施工安全。
3.环保:盾构技术可以减少对地面环境的破坏,减少噪音和尘土污染,因此可以保护环境。
三、盾构技术的应用领域盾构技术可以应用于各种地下工程建设,主要包括以下几个方面:1.地铁建设:随着我国城市化进程的加速,越来越多的城市需要建设地铁,盾构技术成为地铁建设的主要技术之一。
2.水利工程建设:盾构技术可以用于建设水利工程,如水库、水渠等。
3.公路隧道建设:盾构技术可以用于公路隧道的建设,如山区公路隧道等。
4.城市地下综合管廊建设:盾构技术可以用于城市地下综合管廊的建设,如电力、通信、自来水等管道的建设。
四、盾构技术的发展趋势随着我国城市化进程的加速,盾构技术的应用领域将会越来越广泛。
未来,盾构技术的发展趋势主要包括以下几个方面:1.技术创新:盾构技术将会不断进行技术创新,提高施工效率和施工质量。
2.智能化:盾构机将会越来越智能化,可以实现自主导航、自动控制等功能。
随着城市化进程的加快和基础设施建设的不断深化,盾构技术在隧道工程中的应用日益广泛。
盾构法施工以其高效、环保、安全等优势,成为地下空间开发的重要手段。
以下是对盾构技术发展历程、关键技术、应用现状及未来展望的总结摘要。
一、盾构技术发展历程盾构技术起源于19世纪末,历经百余年的发展,从最初的单一模式逐步演变为多种类型,如土压平衡盾构、泥水盾构、双模式盾构等。
近年来,随着我国基础设施建设的快速发展,盾构技术取得了显著进步,尤其在超大直径盾构、长距离隧道、复杂地质条件下的施工等方面取得了重要突破。
二、盾构关键技术1. 盾构设备设计:盾构设备是盾构法施工的核心,包括盾构机本体、刀盘、推进系统、驱动系统、导向系统等。
随着技术的不断进步,盾构设备的设计更加注重高效、节能、环保和智能化。
2. 地质勘察与隧道设计:地质勘察是盾构施工的前提,通过地质勘察可以了解隧道所处的地质条件,为隧道设计提供依据。
隧道设计主要包括隧道断面设计、支护结构设计、防水设计等。
3. 盾构施工技术:盾构施工技术主要包括盾构掘进、隧道衬砌、同步注浆、地下连续墙施工等。
其中,盾构掘进技术是盾构施工的关键环节,包括掘进参数控制、掘进速度控制、盾构姿态控制等。
4. 盾构施工信息化技术:随着信息化技术的快速发展,盾构施工信息化技术也得到了广泛应用,如盾构机远程监控、地质实时探测、施工数据管理等。
三、盾构技术应用现状盾构技术在隧道工程中的应用已遍布全球,尤其在地铁、市政、公路、铁路等领域取得了显著成果。
我国盾构技术已达到国际先进水平,在超大直径盾构、长距离隧道、复杂地质条件下的施工等方面具有明显优势。
四、盾构技术未来展望1. 超大直径盾构技术:随着城市化进程的加快,超大直径盾构技术在隧道工程中的应用将更加广泛。
未来,超大直径盾构技术将朝着更高效、更智能、更环保的方向发展。
2. 长距离隧道施工技术:长距离隧道施工技术是盾构技术发展的一个重要方向。
未来,长距离隧道施工技术将注重提高施工效率、降低施工成本、确保施工安全。
189 - 189 -盾构法施工概述盾构法是以盾构为核心在地面以下暗挖隧洞的一种施工方法。
盾构法始于英国,自 1925 年 布鲁诺尔(Brunel)在伦敦泰晤士河下首次用一台矩形盾构开挖水底隧洞以来,已有 170 余年历史。
在一百多年中,世界各国制造了数以千计的各种类型、各种直径的盾构,盾构掘进机从低级发展到高级,从手工操作到计算机监控机械化施工,使盾构掘进机及其施工技术得到了不断发展和完善。
现代盾构已经发展成为集机、电、液、传感、信息技术于一体,具有开挖切削土体、输送土碴、拼装隧洞衬砌、测量导向纠偏等功能的大型的施工机械设备。
● 盾构法作为一种先进的隧洞施工工法具有:(1) 对环境干扰少,对交通及居民生活影响小;(2) 盾构推进、出土、衬砌等工序循环进行,易于管理,施工人员少;(3) 施工不受地形地貌,江河水域等地表环境条件限制;(4) 施工不受天气条件(雨雪等)限制;(5) 出土量少,对周围环境及地表沉降影响小;(6) 在土质差,地下水位高的地方建大埋深隧洞具有优越性。
由于这些优点,盾构法特别适宜于城市隧洞和穿江越海的施工,目前盾构工法已在城市隧洞的构筑中确定了稳固的统治地位。
● 盾构法是一项综合性的施工技术。
构成盾构法的主要内容有:(1) 先在隧洞某段的一端建造竖井或基坑,以供盾构安装就位。
(2) 盾构机主机和配件吊装下井,在预定位置组装成整机并调试使其性能达到设计要求。
(3) 盾构从竖井或基坑的墙壁开口处出发,在地层中沿着设计轴线推进。
盾构推进中所受到的地层阻力,通过盾构千斤顶传至盾构尾部已拼装的预制衬砌,再传到竖井或基坑的后靠壁上。
盾构每推进一环距离,就在盾尾支护下拼装一环衬砌,并及时向盾尾后面的衬砌环外周的空隙中压注浆体,以防止隧洞及地面下沉,在盾构推进过程中不断从开挖面排出适量的土方。
(4) 盾构到达预定终点的竖井或基坑时掘进结束,然后检修盾构或解体盾构运出。
● 盾构是进行土方开挖正面支护和隧洞衬砌结构安装的施工机具,它还需要其它施工技术密切配合才能顺利施工。
探讨盾构法隧道施工技术发展盾构法隧道施工技术是一种现代化的地下工程施工方法,随着城市化进程的加快和交通建设的需求不断增加,盾构法隧道施工技术在城市地下空间开发和交通建设中发挥着越来越重要的作用。
本文将从盾构法隧道施工技术的发展历程、技术特点、应用现状和未来发展趋势等方面进行探讨。
盾构法隧道施工技术起源于19世纪,最早是应用于水利工程的隧道建设。
20世纪70年代以来,随着城市交通建设的快速发展,盾构法隧道施工技术开始在地铁、水利、排水和其他工程领域得到广泛应用。
在国际上,盾构法隧道施工技术也有着较长的发展历史,欧美等发达国家在该领域取得了丰硕的成果。
在中国,盾构法隧道施工技术的发展也经历了从引进到自主研发的过程。
上世纪80年代初,中国开始引进盾构机,但由于缺乏自主研发能力和施工经验,盾构法隧道施工技术的应用一直局限于大型城市和较发达地区。
随着科技进步和技术创新的推动,中国盾构法隧道施工技术不断突破,实现了由跟跑到并跑再到引领的发展历程,成为国际先进水平的一项技术。
二、盾构法隧道施工技术的技术特点1. 高效节能。
盾构法隧道施工采用机械化施工,施工效率高,能减少人力投入和能源消耗,降低施工成本。
2. 安全环保。
盾构法隧道施工避免了传统爆破施工的噪音、震动和空气污染等问题,减少了对周边环境和居民生活的影响,提高了施工安全性。
3. 适应性强。
盾构法隧道施工适用于各种地质条件下的隧道建设,能够应对软土、硬岩、湿地等复杂地质条件,具有较强的适应性和通用性。
4. 施工精度高。
盾构法隧道施工可以在地下隧道中实现精确的定位和控制,可以保证隧道的水平、垂直和弯曲度等方面的精度要求。
5. 施工周期短。
相比传统的隧道施工方法,盾构法隧道施工可以大大缩短工期,提高工程进度,降低工程风险。
盾构法隧道施工技术在城市地下交通建设、地下水利工程和城市排水系统建设等领域得到了广泛应用。
在城市地下交通建设中,盾构法隧道施工技术已成为地铁、轻轨等交通工程的主要施工方法。
第一章盾构技术进展概况1.1 引言盾构实际上是盾构机的简称。
它是一个横断面外形与隧道横断面外形相同、尺寸稍大,内藏挖土、排土机具,自身设有保护外壳的暗挖隧道的机械。
以盾构为核心的一整套完整的隧道施工方法称为盾构工法,概况如图1.1所示。
盾构工法的设想19世纪初产生于英国,至今已有200年的历史。
盾构工法问世以前隧道施工主要靠开挖法。
但就城市隧道施工而言,开挖法存在受地形、地貌、环境条件的限制;开挖法给城市交通带来极大不便;开挖产生的地层沉降较大;施工机械的噪声和振动;施工对环境构成的污染等诸多不利因素。
相对而言,盾构工法不存在这些缺陷,故受到人们的极大重视,并得以迅速发展。
人们不仅开发了软土盾构工法,而且还开发了适于卵石地层等多种其它地层的盾构工法。
此外,还在提高安全性、提高工程质量、缩短工期及降低成本等方面作了精心的研究和开发,并取得了较大的成功。
目前盾构工法在城市隧道施工技术中已确立了稳固的统治地位,且已成为一种必不可少的通用隧道施工技术。
目前隧道科技工作者正在致力于更先进的全机械化的计算机控制的智能化的盾构工法,适于地下大深度的盾构工法及特殊断面、特殊功能的盾构工法的研究和开发。
1.2 盾构法隧道的发展历史和现状18世纪未英国人提出在伦敦地下修建横贯泰晤士河隧道的构想,并对具体的掘削工法和使用机械等问题做了讨论。
到1798年开始着手希望实现这个构思,但由于竖井挖不到预定的深度,故计划受挫。
但横贯泰晤士河隧道的设想与日俱增,4年后Torevix决定由另一地点建造连结两岸的隧道,随后工程再次开工。
施工中克服了种种困难,当掘进到最后30m 时,开挖面急剧浸水隧道被水淹没,横贯泰晤士河的设想再次破灭,工程从开工到被迫终止用了5年时间。
横贯泰晤士河的计划在以后10年中未见显著进展。
1818年Brunel观察了小虫腐蚀木船底板成洞的经过,从而得到启示,在此基础上提出了盾构工法,并取得了专利。
这就是所谓的开放型手掘盾构的原型。