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1、北京地層地鐵盾構選型論文.freel~15m)均為泥水盾構,已有直徑14.18m的泥水盾構通過市中心的施工實例問世。4)適于高速化施工。除組裝管片期間停止掘進外,其他工序均可連續(xù)施工。5)適用土質范圍寬。適用的土質范圍為軟粘土層、滯水細砂層、砂礫層、漂礫層、固結淤泥層及含甲烷氣體的特殊地層等等。最適于在洪積層砂性土中掘進。6)掘進中盾構機體的擺動小。由于泥水的浸泡作用,地層對刀盤的掘削阻力小,故盾構機的水平、豎直擺動小。2.1.2泥水盾構的缺點1)成本高。由于設置泥水管理系統(tǒng)、泥水處理系統(tǒng),致使工序、設備復雜,成本高。2)排土效率低。由于通過泥水運出掘削土砂,故出土效率不高。3
2、)地表施工占地面積大并影響交通、市容。由于泥水配制系統(tǒng)、泥水處理(3次處理)系統(tǒng)的存在,致使地表占地面積大增。有時受施工現(xiàn)場條件限制,無法滿足該占地需求。征地費用大,影響交通、市容。4)不適于在硬粘土層中掘進。在粘度大的硬粘土層中掘進時,易出現(xiàn)粘土粘附面板、槽口及出土管道,致使刀盤空轉、槽口及出土管道堵塞,導致地層隆起、沉降。5)不適于在松散卵石層中掘進。對松散的卵石層(孔隙率大、孔隙有效直徑大)而言,因無法形成泥膜,泥水損失量大,致使泥水壓低且不穩(wěn)定,即掘削面不穩(wěn)定。2.2土壓盾構的優(yōu)缺點2.2.1土壓盾構的優(yōu)點1)成本低。因土壓盾構工法無需象泥水盾構那樣的泥水處理系統(tǒng),故設
3、備少、現(xiàn)場占地面積小、成本低。2)出土效率高。因排出的是泥土,故排土效率比泥水盾構工法高。3)適用地層范圍寬。目前土壓盾構工法幾乎對所有地層均可適用。特別是大礫石、含礫率高、高水壓的地層幾乎其他盾構均失效,惟有硅溶膠等泥土盾構可以勝任。2.2.2土壓盾構的缺點1)掘削扭矩大。因添加材的相對密度大(1.4~1.6),故對掘削地層的浸滲作用小,所以掘削摩阻力大,即掘削扭矩大,致使盾構機的裝備扭矩大、功耗大。2)地層沉降大。與泥水盾構工法相比,土壓盾構工法對周圍地層的擾動大,故地層隆起、沉降均較泥水盾構略大。不過近年來隨著監(jiān)測技術的進步,沉降量控制在幾毫米的工程實例也有報道。3)直徑
4、不能過大。由于前兩個缺點的原因,致使土壓盾構的直徑目前最大僅為11m。3北京地層盾構選型選擇盾構機時,必須綜合考慮下列因素:1)滿足設計要求;2)安全可靠;3)造價低;4)工期短;5)對環(huán)境影響小。盾構機機型正確與否是盾構隧道工程施工成敗的關鍵。盾構選型必須嚴守以下幾項原則:1)選用與工程地質匹配的盾構機型,確保施工絕對安全。2)可以輔以合理的輔助工法。3)盾構的性能應能滿足工程推進的施工長度和線形的要求。4)選定的盾構機的掘進能力可與后續(xù)設備、始發(fā)基地等施工設備匹配。5)選擇對周圍環(huán)境影響小的機型。以上原則中以能絕對保證掘削面穩(wěn)定、確保施工安全的機型為最重要。為了選擇合適的盾
5、構機型,除應對土質條件、地下水條件進行勘查外,還應對占地環(huán)境作充分的勘察。下面針對北京地區(qū)的具體地層進行盾構機選型分析。3.1第四紀洪沖積粘土地層因粘土的N值較大,含水率低、掘削面能夠自立。此外,因抗剪力大,變形小,故無需擋土隔板?？蛇x以下的機型:1)全敞式盾構機。在掘削面可以長時間自立的情況下,宜采用手式盾構、半機械式盾構、機械式盾構工法,通常輔以壓氣工法。2)封閉式盾構機。一般全線掘削面都是洪積粘土的情況非常少,很多情況是夾層中有含水砂層,這時應選用封閉式盾構機。3.2砂質土地層就砂質土而言,一般情況下泥水盾構和土壓盾構均可選用。1)泥水盾構。由于北京作為我國的首都及國際化
6、的大都市,地面交通非常繁忙,施工場地很有限,故在繁華市區(qū)一般不易選用泥水盾構。因為泥水配制系統(tǒng)和泥水處理系統(tǒng)使地表占地面積大增,影響交通和市容。在北京郊區(qū)場地開闊,地面交通不太繁忙的情況下可考慮選用泥水盾構。另外當砂層穩(wěn)定性差,隧道直徑過大(在11m以上)時應優(yōu)先考慮泥水盾構。2)土壓盾構。由于北京地區(qū)砂層穩(wěn)定性較好,加上交通量大對市容要求較高,并考慮到費用問題,一般情況下土壓盾構是合理的選擇。3.3砂礫及巨礫層因這種地層的滲水系數(shù)大,故必須選擇封閉式盾構。掘削這種地層與前面介紹過的幾種地層不同,因其礫石粒徑大,若不預先采取粉碎措施直接通過排土設備排出,易發(fā)生排土系統(tǒng)堵塞和磨耗
7、過大兩個新問題。4結語由于近年來土壓盾構技術的飛速發(fā)展,涌現(xiàn)出各種不同特點適用于各種土質的泥土盾構機,這就使土壓盾構的施工占地面積小、適用土質范圍寬、排出泥土處理容易、出土效率高、工期短、成本低等優(yōu)點得以充分發(fā)揮。目前,土壓盾構除大斷面不易都市市區(qū)使用外,大有取代泥水盾構之勢。深信不久的將來,土壓盾構將全面取代泥水盾構。根據(jù)以上分析,對于北京地區(qū)盾構的選型要經(jīng)過充分論證并在工程實踐中不斷總結經(jīng)驗和教訓,綜合考慮施工安全、環(huán)境影響、工程造價、工期要求等各方面的因素,經(jīng)過方案比較選取適合北京地區(qū)
