盾構法是一種常用于城市地鐵、鐵路、公路及水下隧道施工的先進隧道施工方法。它通過在地層中使用盾構機進行掘進、支護和襯砌,實現了隧道施工的高效、安全與自動化。以下是詳細介紹:

一、什么是盾構法?
簡單來說,盾構法就是使用一個叫做 “盾構機” 的大型圓柱形鋼制設備,在地下一邊挖掘前方的土體,一邊在尾部拼裝預制的管片來形成隧道襯砌,并依靠千斤頂向前推進的施工方法。
二、盾構法的基本原理
盾構法是利用盾構機在地下推進,邊挖掘土體、邊支護圍巖、邊拼裝襯砌管片,從而形成隧道結構的一種機械化施工方法。
盾構機前端配有刀盤,用于切削土體;中部有盾體支撐土壓,防止地層坍塌;尾部則進行混凝土管片拼裝,形成隧道結構。
三、盾構法施工的優點
1. 安全性高:盾構機自帶鋼質外殼(盾殼),能在開挖的同時支護周圍土體,有效防止塌方。
2. 對環境影響?。菏┕ぶ饕诘叵逻M行,地面沉降可控,適合城市密集建筑群、交通干線下方作業。
3. 自動化程度高:開挖、出渣、管片拼裝等關鍵工序多由機械自動完成,減少人工干預,提升施工效率。
4. 隧道質量好:預制管片精度高,襯砌質量穩定,防水性能好。
四、盾構法施工的缺點:
1. 初期投資巨大:盾構機的設計、制造和采購成本非常高。
2. 適應性有局限:對復雜地質(如孤石、高強度巖層)的適應性較差,需要輔助工法。
3. 曲線半徑限制:無法急轉彎,需要較大的曲線半徑。
4. 斷面形狀單一:通常只能挖掘圓形斷面。
五、盾構法的基本施工流程
1. 盾構始發:在預先修建的“始發井”內組裝盾構機,完成調試后,盾構機刀盤開始切削土體,逐步向地下推進。
2. 隧道開挖與支護:刀盤切削的渣土通過傳送帶輸送至地面(出渣);同時,盾構機尾部的拼裝機構將預制混凝土管片拼接成隧道內壁,形成永久支護。
3. 同步注漿:管片拼裝完成后,向管片與土體之間的縫隙注入漿液,填充空隙、控制地面沉降,并增強隧道穩定性。
4. 盾構接收:當盾構機推進至預設的“接收井”時,完成隧道貫通,隨后拆解并吊出盾構機。
六、盾構法的主要適用場景
① 地層條件:適用于軟土地層(如黏土、粉土、砂層)、軟巖地層,尤其適合無法采用礦山法(爆破開挖)的復雜地質。
② 工程類型:廣泛應用于城市地鐵隧道、越江/越海隧道、公路/鐵路隧道,以及市政地下管廊等工程。
盾構法是一種技術成熟、安全高效的地下空間開發技術。它通過在掘進的同時完成隧道結構的構筑,完美地解決了在軟弱不穩定地層中修建隧道的世界性難題。隨著技術的發展,出現了雙模盾構、矩形盾構等新型設備,使其應用領域不斷拓寬,成為現代城市地下工程建設不可或缺的核心工法。