地下长距离管沟、隧道施工技术

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(1)盾构法。是一种在地下进行机械化暗挖作业的隧道施工方法,它靠盾构头部掘土,或用大刀盘切削土体,然后拼装预制的混凝土管片建成隧道环。边前进边建环,环环相接,最终形成长距离的隧道,施工既快速又安全​。

我国1963年开始在上海试验性地采用盾构法掘进隧道,最初为直径仅4.2m的敞胸干挖法,后逐步发展为干出土的网格式盾构和水力出土的盾构施工法。20世纪60年代末,北京也试验用盾构法建造地铁,以直径7m的半机械化盾构成洞78m长,后由于北京有条件采用明挖法,从经济上考虑而停止试验。1991年上海地铁一号线引进7台加泥式土压平衡盾构,采用大刀盘开挖、螺旋输送机排土,同时备有同步压浆、计算机控制系统等,性能比较完善。利用这7台盾构机完成了18.5km长的隧道施工,建成上海地铁一号线隧道。其直径为5.5~6.2m,衬砌混凝土块,厚度0.35m,每环6 块,环宽1m,单块最大重3.75 t,盾构进尺为4~6m/d,最高达18m/d,地面沉降控制在10~30 mm。在上海繁华闹市地段南京路、西藏路地下施工时,地面上没有感觉。可以说,我国的盾构法施工技术达到了国际先进水平。

(2)顶管法。是用千斤顶将预制的钢筋混凝土管道分节顶进,并利用最前面的工具头进行挖土的一项地下掘进技术。以往对直径较小的地下管道可采用顶管法施工,目前随着技术的进步,直径较大的管道也可以用顶管法施工,甚至可与盾构法媲美。在上海黄浦江上游引水工程中,直径3.5m的钢管一次顶进1743m,创世界之最。目前,顶管技术最先进的国家是德国。

(3)沉管法。是在干船坞内或大型驳船上先预制钢筋混凝土管段或全钢管段,将其两头密封,然后浮运到指定的水域,再进水沉埋到设计位置固定,建成需要的过江管道或大型水下空间。沉管法是正在发展中的施工技术,国内外都有许多施工实例,香港过海隧道、广州珠江隧道都采用这种方法施工。珠江隧道工程为我国大型沉管工程开创了成功的先例。

(4)冻结法。是在含水土层内先钻孔打入钢管,导入循环的液氮,使周边的地层冻结,形成坚硬的冻土壳。它不仅能保证地层稳定,还能起隔水作用,可以进行深基坑的挖土。我国一些煤矿井筒工程用此法施工较多,已有300多个井用此法施工完成,最长达500m。近年来,此法已推广到其他土木工程中。20世纪70年代北京地铁施工中,遇流砂曾用冻结法解决;90年代上海延安东路越江隧道盾构在浦西段出口处,遇有大量城市管网,也采用冻结法保护周边环境及施工安全。

 

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