平巷盾構法掘進是指在軟土地層中暗挖巷(隧)道的一種平巷特殊法掘進作業。盾構是地下工程中開挖土方和安裝襯砌結構的施工機械，盾構機械化施工對地面建築物和交通的影響很小，由於技術上的不斷改進，盾構法施工能適應各種地層，因此己廣泛地套用於地下工程的建設。盾構機械化施工是一項綜合性的施工技術，除盾構本身外，它還需要與其他技術相配合，例如地下水的降低，襯砌的防水和堵漏。襯砌與地層間的充填注漿，施工測量，氣壓法施工以及安全防護等。
基本介紹
- 中文名：平巷盾構法掘進
- 外文名：Roadway shield tunneling
- 學科：開採工程
- 領域：能源
- 範圍：地下開採
- 套用：軟土地層
簡介,發展簡史,盾構的結構與組成,擠壓式盾構結構形式,
簡介
平巷盾構法掘進是指在軟土地層中暗挖巷(隧)道的一種平巷特殊法掘進作業。盾構是地下工程中開挖土方和安裝襯砌結構的施工機械，盾構機械化施工對地面建築物和交通的影響很小，由於技術上的不斷改進，盾構法施工能適應各種地層，因此己廣泛地套用於地下工程的建設。盾構機械化施工是一項綜合性的施工技術，除盾構本身外，它還需要與其他技術相配合，例如地下水的降低，襯砌的防水和堵漏。襯砌與地層間的充填注漿，施工測量，氣壓法施工以及安全防護等。
發展簡史
1818年法國人布魯諾爾開始研究盾構法，1825年首次套用後構法在英國泰晤士河下建造一條矩形隧道。1874年英國人格雷脫海特在倫敦城南線施工中創造了比較完整的氣壓式盾構施工下藝，從而奠定了現代化盾構法基礎。20世紀30-40年代。美國紐約採用氣壓式盾構建造19條水底隧道。到60年代，盾構法在日本得到迅速發展，日本研製了技術上較先進的局部氣壓、泥水加壓和土壓平衡等形式的盾構，以適應在各種土層中的施工。
中國阜新煤礦曾用直徑為2.6m的盾構修建疏水巷道。1957年北京市在上水道工程中使用過直徑為2m和2.6m的盾構，1963年以後，上海地區採用盾構法建造各種隧道10餘條，盾構外徑從3.6m、4.2m增大到11m，盾構型式有敞胸式、格線式、格線一閉胸式等、其中有試驗隧道、越江公路隧道、捷運隧道、海底排(取)水隧道。
盾構的結構與組成
盾構的通用外形為圓筒形，也有矩形、馬蹄形或半圓形的。其基本結構包括盾構殼體、推進系統和拼裝系統三大部分。盾構的殼體由切口環、支承環和盾尾組成。切口環用於切入地層並掩護開挖作業，切口環前端設有刀口，以減少切土時對地層的擾動，支承環位於切口環之後，用於支承地層土壓力、盾構前進和盾尾襯砌拼裝等施工荷載，盾尾主要用於掩護隧道襯砌的安裝。盾構約推進系統由液壓設備和結構千斤頂組成，液壓設備由各種操縱閥控制，通過管路使千斤頂按操縱指令動作。拼裝系統的主要設備是以油壓為動力的襯砌拼裝器(俗稱舉重臂)，拼裝器大多裝在支承環上，也有裝在後部車架或平板車上的。
開挖方式與施工工藝盾構分為手掘式、擠壓式、平機械式和機械式等幾種。手掘式盾構開挖面敞開，構造簡單，操作方便，但勞動強度高，效率低，只適用於地質條件較好的工程。
擠壓式盾構結構形式
擠壓式盾構有兩種結構形式:種是將開挖面用胸板封閉起來，可避免地下水和流砂湧入及土體坍塌等危險，並省去多餘工序，另一種是在封閉胸板，局部開孔，當盾構推進時。從孔中擠入盾構，裝車外運。格線式盾構是手掘式盾構和擠壓式後構的一種結合形式。這種盾構在開挖面裝有鋼製的開日格柵，當盾構推進時。土被格線切成條狀，進入盾構後運走，當後構停止工作時，格線可防止開挖面坍塌。與擠壓式盾構一樣，格線式盾構只適用於鬆軟可塑的粘性地層，地層含水時，需採取降水、壓氣等措施。半機械式盾構是在手掘式後構的正面裝上挖土機械來代替人工開挖。機械式盾構是在手掘式盾構的切口部分，裝下與盾構直徑相同的大刀盤，以進行全斷面切削開挖，若地質條件允許，機械式盾構的開挖面也可敞開，若地層較差，則開挖面宜用胸板封閉起來，即採用局部氣壓、泥水加壓或者土壓乎衡的機械式盾構。上述幾種盾構的共同點是：在開胸機械盾構的切口環和支承環之間裝上隔板，使切口環部分形成一個密封艙。不同點是：局部氣壓盾構的密封艙內通入壓縮空氣，以平衡開挖面的壓力，泥水加壓盾構的密封艙內通入泥水(泥漿)。既可支撐開挖面，又可用來輸送切削下來的泥土，而土壓平衡盾溝則裝有一台長筒形螺旋運輸機，運輸機的進土在盾構前端，出土口在盾尾密封艙外，刀盤切削下來的土像壓縮空氣或泥水一樣充滿整個密封艙，並保持一定壓力來平衡開挖面的上壓力。土壓平衡式盾構是一種發展中的最新型機械式盾構。
