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盾构施工技术是暗挖法施工中的一种全机械化施工方法。其基本原理是运用钢质组件在隧道设计轴线上利用刀盘在开挖面切削土体向前推进,通过钢质组件外壳和管片支承四周围岩防止发生隧道内的坍塌和渗水。同时,将土渣通过机械设备运出出洞外,拼装预制混凝土管片,同时进行注浆填补管片与周围土体的间隙,形成隧道结构的一种机械化施工方法。
盾构施工设备按照开挖面同工作仓之间的密封状态,主要可分为敞开式盾构、半敞开式盾构、密闭式盾构。主要介绍当代实际工程邻域常用的土压平衡式盾构和泥水平衡式盾构。
(1)土压平衡式盾构
土压平衡式盾构利用储存在土舱内的土体来稳定开挖面的土体水压力,适应在软弱的冲击土层中推进,特别适用于黏性土或有一定黏性的粉砂土。当在砾石层或砂土层中推进时,可通过加进适当的泥土或改良材料来实现安全高效掘进。
(2)泥水平衡式盾构
泥水平衡盾构是通过向密封舱中注入适当压力的泥浆使其在开挖面形成泥膜,用以平衡掘进面前的土压力,并由刀盘切削土体表层泥膜,使其进入密封舱与泥水混合后,由泥浆泵及管道输送到地面处理。
一般认为土压平衡式盾构适用于各种地质条件,但在含水砂层和砾石砂层,尤其在高水压条件下,土压平衡式盾构在开挖面稳定性、控制地面沉降等方面难达到理想效果,泥水平衡式盾构在这方面更具优势。
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