盾构法施工时,依靠( )将盾构从始发工作井的洞口推入地层。
A 、皮带运输机
B 、管片运输机
C 、螺旋输送机
D 、盾构千斤顶
【正确答案:D】
最早由法国工程师M.l .布律内于1842年发明。
法国工程师M.I.布律内尔由观察船蛆在船的木头中钻洞,并从体内排出一种粘液加固洞穴的现象得到启发,在1818年开始研究盾构法施工,并于1825年在英国伦敦泰晤士河下,用一个矩形盾构建造世界上第一条水底隧道(宽11.4米、高6.8米)。 在修建过程中遇到很大的困难,两次被河水淹没,直至1835年,使用了改良后的盾构,才于1843年完工。其后P.W.巴洛于1865年在泰晤士河底,用一个直径2.2米的圆形盾构建造隧道。
1847年在英国伦敦地下铁道城南线施工中,英国人J.H.格雷特黑德第一次在粘土层和含水砂层中采用气压盾构法施工,并第一次在衬砌背后压浆来填补盾尾和衬砌之间的空隙,创造了比较完整的气压盾构法施工工艺,为现代化盾构法施工奠定了基础,促进了盾构法施工的发展。
盾构机的基本工作原理就是一个圆柱体的钢组件沿隧洞轴线边向前推进边对土壤进行挖掘。该圆柱体组件的壳体即护盾,它对挖掘出的还未衬砌的隧洞段起着临时支撑的作用,承受周围土层的压力,有时还承受地下水压以及将地下水挡在外面。挖掘、排土、衬砌等作业在护盾的掩护下进行。
1、盾构机的掘进:液压马达驱动刀盘旋转,同时开启盾构机推进油缸,将盾构机向前推进,随着推进油缸的向前推进,刀盘持续旋转,被切削下来的碴土充满泥土仓,此时开动螺旋输送机将切削下来的渣土排送到皮带输送机上,后由皮带输送机运输至渣土车的土箱中,再通过竖井运至地面。
2、掘进中控制排土量与排土速度:当泥土仓和螺旋输送机中的碴土积累到一定数量时,开挖面被切下的渣土经刀槽进入泥土仓的阻力增大,当泥土仓的土压与开挖面的土压力和地下水的水压力相平衡时,开挖面就能保持稳定,开挖面对应的地面部分也不致坍坍或隆起,这时只要保持从螺旋输送机和泥土仓中输送出去的渣土量与切削下来的流人泥土仓中的渣土量相平衡时,开挖工作就能顺利进行。
3、管片拼装:盾构机掘进一环的距离后,拼装机操作手操作拼装机拼装单层衬砌管片,使隧道—次成型。
盾构法施工具有不影响交通,在软弱地层亦有较强的适应性,地表沉降易于控制,施工噪音小等优点, 而且还可避免道路两侧管线受干扰。盾构法施工的工序较为复杂且施工精度及技术含量很高,其主要施工步骤为: (1) 在盾构法施工隧道的起始端和终端各建一个工作井,分别称为始发井和到达井(或称拼装室、拆卸室)(2) 盾构在端头井内拼装就位(3) 洞口地层加固(4) 依靠盾构千斤顶推力(作用在已拼装好的衬砌环和工作井后壁上) 将盾构从起始工作井的墙壁开孔处推出(此工序为盾构出洞)(5) 盾构在地层中沿着设计轴线推进,在推进的同时不断出土和安装衬砌管片(6) 及时向衬砌背后的空隙注浆,防止地层移动和固定衬砌环位置(7) 盾构进入终端工作井并被拆除(此工序为盾构进洞),如施工需要,可穿越工作井或盾构过站再向前推进。盾构掘进过程可划分为4 个阶段: ① 负环段掘进(从拼装后靠管片起至盾尾离开出洞井内壁止)② 出洞段掘进(从盾尾离开出洞井内壁至盾尾离开出洞井内壁40 m 止)③ 正常段掘进(从出洞段掘进结束到进洞段掘进开始)④ 进洞段掘进(从盾构切口距进洞井外壁5 倍盾构直径起到盾构入基座止) 。现代的盾构能适用于各种复杂的工程地质和水文地质条件,施工速度快,能有效控制地面沉降等优点。但应指出,盾构法施工需要较多的时间和投资用于盾构与附属设备的设计和制造,以及建造端头井等工程设施,同时其施工技术方案和施工细节对围岩条件的依赖性较其他方法高。这就要求事先做好细致的水文地质勘察工作,并要根据围岩的复杂程度做好各种应变的准备。因此,只有在不宜采用明挖法或矿山法,且地下水发育,围岩稳定性差,隧道很长而又工期要求紧迫的情况下,采用盾构法施工才是经济合理的