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我国应用盾构法修建隧道始于20世纪50~60年代的上海。初是用于修建城市地下排水隧道,采用的是比较老式的盾构机(如网格式、压气式、插板式等),80年代末、90年代初开始采用土压式、泥水式等现代盾构修筑地铁区间隧道。盾构法具有、可靠、快速、环保等优点,目前,该方法已经在我国的地铁建设中得到了迅速的发展。我国各城市地铁采用的盾构机大多是土压平衡盾构机型。
随着盾构法研究的深入、工程应用的增多,盾构法施工技术以及盾构机修造配套技术也得到了发展提高:上海地铁隧道基本全部采用盾构法修建,除区间单圆盾构外,目前正在使用双圆盾构一次施工两条平行的区间隧道,此外还试验采用了方形断面盾构修建地下通道;采用直径11.2m的泥水盾构建成了大连路越江道路隧道,这也是目前我国 直径的盾构机。广州地铁采用具有土压平衡、气压平衡和半土压平衡模式的新型复合式盾构机成功应用于既有软土、又有坚硬岩石以及断裂破碎带的复杂地层的地铁区间隧道修筑,大大拓展了盾构法的应用范围。深圳、南京、北京、天津等城市虽然地质、水文条件各不相同,但采用盾构法修建区间隧道均取得了成功。
盾构法的主要优点:除竖井施工外,施工作业均在地下进行,既不影响地面交通,又可减少对附近居民的噪声和振动影响;盾构推进、出土、拼装衬砌等主要工序循环进行,施工易于管理,施工人员也比较少;土方量少;穿越河道时不影响航运;施工不受风雨等气候条件的影响;在地质条件差、地下水位高的地方建设埋深较大的隧道,盾构法有较高的技术经济优越性。
掘进机法在埋深较浅、但场地狭窄和地面交通环境不允许 震动扰动,又不适合盾构法的松软破碎岩层情况下采用。该法主要采用臂式掘进机开挖,受地质条件影响大。
新奥法城市轨道交通线路穿越基岩地段时,围岩具有一定的自稳能力,一般采用新奥法施工,即以喷射混凝土和锚杆作为主要支护手段,同时发挥围岩的自身承载作用,使其和支护结构成为一个完整的隧道支护体系,并可采用信息设计,即根据施工监测的数据随时调整原设计,使设计更趋合理。(zi8v8kra)
新奥法即新奥地利隧道施工方法的简称, 原文是New Austrian Tunnelling Method 简称 NATM,新奥法概念是奥地利学者拉布西维兹(L. V. RABCEW ICZ) 教授于 50 年代提出的,它是以隧道工程经验和岩体力学的理论为基础,将锚杆和喷射混凝土组合在一起作为主要支护手段的一种施工方法,经过一些 的许多实践和理论研究,于60年代取得 权并正式命名。之后这个方法在西欧、北欧、美国和日本等许多地下工程中获得极为迅速发展,已成为现代隧道工程新技术标志之一。六十年代NATM 被介绍到我国,七十年代末八十年代初得到迅速发展。至今,可以说在所有重点难点的地下工程中都离不开NATM。新奥法几乎成为在软弱破碎围岩地段修筑隧道的一种基本方法。
沉管灌注指利用锤击打桩法或振动打桩法,将带有活瓣式桩尖或预制钢筋混凝土桩靴的钢套管沉入土中,然后边浇筑混凝土(或先在管内放入钢筋笼),边锤击或振动边拔管而成的桩。前者称为锤击沉管灌注桩,后者称为振动沉管灌注桩。沉管灌注桩成桩过程为:桩机就位→锤击(振动)沉管→上料→边锤击(振动)边拔管,并继续浇筑混凝土→下钢筋笼、继续浇筑混凝土及拔管→成桩。
水下桩基础施工的方法有:灌注桩,是直接在桩位上就地成孔,然后在孔内安放钢筋笼灌注混凝土而成。灌注桩能适应各种地层,无需接桩,施工时无振动、无挤土、噪音小,宜在建筑物密集地区使用。但其操作要求严格,施工后需较长的养护期方可承受荷载,成孔时有大量土渣或泥浆排出。根据成孔工艺不同,分为干作业成孔的灌注桩、泥浆护壁成孔的灌注桩、套管成孔的灌注桩和爆扩成孔的灌注桩等。灌注桩施工工艺近年来发展很快,还出现夯扩沉管灌注桩、钻孔压浆成桩等一些新工艺。
灌注桩施工-干作业成孔
干作业成孔灌注桩适用于地下水位较低、在成孔深度内无地下水的土质,不需护壁可直接取土成孔。目前常用螺旋钻机成孔。施工工艺流程:场地清理→测量放线定桩位→桩机就位→钻孔取土成孔→孔底沉渣→成孔质量检查验收→吊放钢筋笼→浇筑孔内混凝土。
施工注意事项①开始钻孔时,应保持钻杆垂直、位置正确,防止因钻杆晃动引起孔径扩大及增多孔底虚土。②发现钻杆摇晃、移动、偏斜或难以钻进时,应提钻检查,排除地下障碍物,避免桩孔偏斜和钻具损坏。③钻进过程中,应随时清理孔口粘土,遇到地下水、塌孔、缩孔等异常情况,应停止钻孔,同有关单位研究处理。④钻头进入硬土层时,易造成钻孔偏斜,可提起钻头上下反复扫钻几次,以便削去硬土。若纠正无效,可在孔中局部回填粘土至偏孔处0.5m以上,再重新钻进。⑤成孔达到设计深度后,应保护好孔口,按规定验收,并做好施工记录。⑥孔底虚土尽可能干净,可采用夯锤夯击孔底虚土或进行压力注水泥浆处理,然后快吊放钢筋笼,并浇筑混凝土。混凝土应分层浇筑,每层高度不大于1.5m。螺旋钻孔机是利用动力旋转钻杆,使钻头的螺旋叶片旋转削土,土块沿螺旋叶片上升排出孔外。孔机由主机、滑轮组、螺旋钻杆、钻头、滑动支架、出土装置等组成,用于地下水位以上的粘土、粉土、中密以上的砂土或人工填土土层的成孔,成孔孔径为300mm~600mm,钻孔深度8—12m。配有多种钻头,以适应不同的土层。1一电动机;2一变速器;3一钻杆;4一托架;5一钻头;6一立柱;7一斜撑;8一钢管;9一钻头接头;10一刀板;11一定心尖。
在软塑土层,含水量大时,可用疏纹叶片钻杆,以便较快地钻进。在可塑或硬塑粘土中,或含水量较小的砂土中应用密纹叶片钻杆,缓慢地均匀地钻进。操作时要求钻杆垂直,钻孔过程中如发现钻杆摇晃或难钻进时,可能是遇到石块等异物,应立即停机检查。全叶片螺旋钻机成孔直径一般为300~600mm,钻孔深度8~20m。钻进速度应根据电流变化及时调整。在钻进过程中,应随时清理孔口积土,遇到塌孔、缩孔等异常情况,应及时研究解决。(zi8v8kra)
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