對地下結構施工技術的介紹

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[摘 要] 隨著中國的城市化發(fā)展，城市人口急劇膨脹所帶來的生存空間擁擠、交通阻塞、環(huán)境惡化等問題已凸顯，如果聽任城市無限制地蔓延擴張，將會嚴重危害中國土地資源。地下空間的發(fā)展正式緩解這一危害的重要途徑，而盾構、頂管、沉井、爆破、TBM等是地下結構施工的重要技術。本文對這幾種方法作詳細的介紹。

[關鍵詞] 地下結構的發(fā)展、地下結構施工技術、盾構、頂管、沉井、爆破、TBM   地下結構的發(fā)展概況 人類從利用天然洞穴，到人工構筑地下洞室，從觀察、體驗和推理中，逐步對地下結構的工作特性有所了解。由洞室承受上部的巖柱重量發(fā)展為普氏或泰沙基理論．進而用有限元等方法計算洞室圍巖的穩(wěn)定和應力應變狀態(tài)。從實際工程上來講，建成了廣布全球的鐵路隧道，實藏了各類水電站洞室和地下廠房。鐵路隧道的斷面比較定型，水電站洞室和地下廠房通常選擇在較堅硬的巖體之中，設計和施工相對比較成熟。鐵路隧道常遇到的問題是當穿越軟弱巖層或地層擴 帶時如何加固或改良地層的問題，水電站洞室和地下廠房通常涉及的是對斷 一、盾構法 盾構法(Shield Method)是暗挖法施工中的一種全機械化施工方法，它是將盾構機械在地中推進，通過盾構外殼和管片支承四周圍巖防止發(fā)生往隧道內的坍塌，同時在開挖面前方用切削裝置進行土體開挖，通過出土機械運出洞外，靠千斤頂在后部加壓頂進，并拼裝預制混凝土管片，形成隧道結構的一種機械化施工方法。 　盾構施工方法由以下幾個步驟組成：   盾構法施工概貌 　　第一，在置放盾構機的地方打一個垂直井，再用混泥土墻進行加固；  　　第二，將盾構機安裝到井底，并裝配相應的千斤頂；  　　第三，用千斤頂之力驅動井底部的盾構機往水平方向前進，形成隧道；  　　第四，將開挖好的隧道邊墻用事先制作好的混泥土襯砌加固，地壓較高時可以采用澆鑄的鋼制襯砌加固來代替混泥土襯砌。  盾構法施工中，其隧道一般采用以預制管片拼裝的圓形襯砌，也可采用擠壓混凝土圓形襯砌，必要時可再澆筑一層內襯砌，形成防水功能好的圓形雙層襯砌。  盾構法施工的優(yōu)缺點 優(yōu)點 　　1、安全開挖和襯砌，掘進速度快；  　　2、盾構的推進、出土、拼裝襯砌等全過程可實現(xiàn)自動化作業(yè)，施工勞動強度低。  　　3、不影響地面交通與設施，同時不影響地下管線等設施；  　　4、穿越河道時不影響航運，施工中不受季節(jié)、風雨等氣候條件影響，施工中沒有噪音和擾動；  　　5、在松軟含水地層中修建埋深較大的長隧道往往具有技術和經濟方面的優(yōu)越性。  　　盾構法施工的點  缺點 　　1、斷面尺寸多變的區(qū)段適應能力差；  2、新型盾構購置費昂貴，對施工區(qū)段短的工程不太經濟。   盾構法的歷史和發(fā)展   盾構法 用盾構法修建隧道已有 150余年的歷史。最早進行研究的是法國工程師M.I.布律內爾，他由觀察船蛆在船的木頭中鉆洞，并從體內排出一種粘液加固洞穴的現(xiàn)象得到啟發(fā)，在1818年開始研究盾構法施工，并于1825年在英國倫敦泰晤士河下，用一個矩形盾構建造世界上第一條水底隧道(寬11.4米、高6.8米)。 在修建過程中遇到很大的困難，兩次被河水淹沒，直至1835年，使用了改良后的盾構，才于1843年完工。其后P.W.巴洛于1865年在泰晤士河底,用一個直徑2.2米的圓形盾構建造隧道。1847年在英國倫敦地下鐵道城南線施工中，英國人J.H.格雷特黑德第一次在粘土層和含水砂層中采用氣壓盾構法施工，并第一次在襯砌背后壓漿來填補盾尾和襯砌之間的空隙，創(chuàng)造了比較完整的氣壓盾構法施工工藝，為現(xiàn)代化盾構法施工奠定了基礎，促進了盾構法施工的發(fā)展。20世紀30～40年代，僅美國紐約就采用氣壓盾構法成功地建造了19條水底的道路隧道、地下鐵道隧道、煤氣管道和給水排水管道等。從1897～1980年，在世界范圍內用盾構法修建的水底道路隧道已有21條。德、日、法、蘇等國把盾構法廣泛使用于地下鐵道和各種大型地下管道的施工。1969年起，在英、日和西歐各國開始發(fā)展一種微型盾構施工法，盾構直徑最小的只有1米左右,適用于城市給水排水管道、煤氣管道、電力和通信電纜等管道的施工。