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我國應用盾構法修建隧道始于20世紀50~60年代的上海。初是用于修建城市地下排水隧道,采用的是比較老式的盾構機(如網格式、壓氣式、插板式等),80年代末、90年代初開始采用土壓式、泥水式等現代盾構修筑地鐵區間隧道。盾構法具有、可靠、快速、環保等優點,目前,該方法已經在我國的地鐵建設中得到了迅速的發展。我國各城市地鐵采用的盾構機大多是土壓平衡盾構機型。
隨著盾構法研究的深入、工程應用的增多,盾構法施工技術以及盾構機修造配套技術也得到了發展提高:上海地鐵隧道基本全部采用盾構法修建,除區間單圓盾構外,目前正在使用雙圓盾構一次施工兩條平行的區間隧道,此外還試驗采用了方形斷面盾構修建地下通道;采用直徑11.2m的泥水盾構建成了大連路越江道路隧道,這也是目前我國 直徑的盾構機。廣州地鐵采用具有土壓平衡、氣壓平衡和半土壓平衡模式的新型復合式盾構機成功應用于既有軟土、又有堅硬巖石以及斷裂破碎帶的復雜地層的地鐵區間隧道修筑,大大拓展了盾構法的應用范圍。深圳、南京、北京、天津等城市雖然地質、水文條件各不相同,但采用盾構法修建區間隧道均取得了成功。
盾構法的主要優點:除豎井施工外,施工作業均在地下進行,既不影響地面交通,又可減少對附近居民的噪聲和振動影響;盾構推進、出土、拼裝襯砌等主要工序循環進行,施工易于管理,施工人員也比較少;土方量少;穿越河道時不影響航運;施工不受風雨等氣候條件的影響;在地質條件差、地下水位高的地方建設埋深較大的隧道,盾構法有較高的技術經濟優越性。
掘進機法在埋深較淺、但場地狹窄和地面交通環境不允許 震動擾動,又不適合盾構法的松軟破碎巖層情況下采用。該法主要采用臂式掘進機開挖,受地質條件影響大。
新奧法城市軌道交通線路穿越基巖地段時,圍巖具有一定的自穩能力,一般采用新奧法施工,即以噴射混凝土和錨桿作為主要支護手段,同時發揮圍巖的自身承載作用,使其和支護結構成為一個完整的隧道支護體系,并可采用信息設計,即根據施工監測的數據隨時調整原設計,使設計更趨合理。(zi8v8kra)
新奧法即新奧地利隧道施工方法的簡稱, 原文是New Austrian Tunnelling Method 簡稱 NATM,新奧法概念是奧地利學者拉布西維茲(L. V. RABCEW ICZ) 教授于 50 年代提出的,它是以隧道工程經驗和巖體力學的理論為基礎,將錨桿和噴射混凝土組合在一起作為主要支護手段的一種施工方法,經過一些 的許多實踐和理論研究,于60年代取得 權并正式命名。之后這個方法在西歐、北歐、美國和日本等許多地下工程中獲得極為迅速發展,已成為現代隧道工程新技術標志之一。六十年代NATM 被介紹到我國,七十年代末八十年代初得到迅速發展。至今,可以說在所有重點難點的地下工程中都離不開NATM。新奧法幾乎成為在軟弱破碎圍巖地段修筑隧道的一種基本方法。
清孔鉆孔的深度、直徑、位置和孔形直接關系到成裝置量與樁身曲直。為此,除了鉆孔過程中密切觀測監督外,在鉆孔達到設計要求深度后,應對孔深、孔位、孔形、孔徑等進行檢查。在終孔檢查完全符合設計要求時,應立即進行孔底清理,避免隔時過長以致泥漿沉淀,引起鉆孔坍塌。對于摩擦樁當孔壁容易坍塌時,要求在灌注水下混凝土前沉渣厚度不大于30cm;當孔壁不易坍塌時,不大于20cm。對于柱樁,要求在射水或射風前,沉渣厚度不大于5cm。清孔方法是使用的鉆機不同而靈活應用。通常可采用正循環旋轉鉆機、反循環旋轉機真空吸泥機以及抽渣筒等清孔。其中用吸泥機清孔,所需設備不多,操作方便,清孔也較徹底,但在不穩定土層中應慎重使用。其原理就是用壓縮機產生的高壓空氣吹入吸泥機管道內將泥渣吹出。
灌注水下混凝土清完孔之后,就可將預制的鋼筋籠垂直吊放到孔內,定位后要加以固定,然后用導管灌注混凝土,灌注時混凝土不要中斷,否則易出現斷樁現象。全套管施工法的施工順序。其一般的施工過程是:平場地、鋪設工作平臺、安裝鉆機、壓套管、鉆進成孔、安放鋼筋籠、防導管、澆注混凝土、拉拔套管、檢查成樁質量。全套管施工法的主要施工步驟除不需泥漿及清孔外,其它的與泥漿護壁法都類同。壓入套管的垂直度,取決于挖掘開始階段的5~6m深時的垂直度。因此應該隨使用水準儀及鉛垂校核其垂直度。水下混凝土強度一般為標號的上一級,既水下C25=C30,也就是強度值需要達到30以上。
混凝土的抗壓強度是通過試驗得出的,我國 標準C60強度以下的采用邊長為100mm的立方體試件作為混凝土抗壓強度的標準尺寸試件。按照《普通混凝土力學性能試驗方法標準》GB/T50081-2002,制作邊長為150mm的立方體在標準養護(溫度20±2℃、相對濕度在95%以上)條件下,養護至28d齡期,用標準試驗方法測得的極限抗壓強度,稱為混凝土標準立方體抗壓強度,以fcu表示。按照GB50010-2010《混凝土結構設計規范》規定,在立方體極限抗壓強度總體分布中,具有95%強度保證率的立方體試件抗壓強度,稱為混凝土立方體抗壓強度標準值(以MPa計),fcuk表示。
灌注樁系是指在工程現場通過機械鉆孔、鋼管擠土或人力挖掘等手段在地基土中形成樁孔,并在其內放置鋼筋籠、灌注混凝土而做成的樁,依照成孔方法不同,灌注樁又可分為沉管灌注樁、鉆孔灌注樁和挖孔灌注樁等幾類。鉆孔灌注樁是按成樁方法分類而定義的一種樁型。灌注樁的施工工藝是:平整場地→泥漿制備→埋設護筒→鋪設工作平臺→安裝鉆機并定位→鉆進成孔→清孔并檢查成孔質量→下放鋼筋籠→灌注水下混凝土→拔出護筒→檢查質量。施工順序施工準備包括:選擇鉆機、鉆具、場地布置等。鉆孔機的安裝與定位,安裝鉆孔機的基礎如果不穩定,施工中易產生鉆孔機傾斜、樁傾斜和樁偏心等不良影響,因此要求安裝地基穩固。對地層較軟和有坡度的地基,可用推土機推平,在墊上鋼板或枕木加固。埋設護筒。(zi8v8kra)
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