盾构法是隧道暗挖施工法的一种。在地下铁道中采用盾构法施工始于1874年,当时为了在伦敦地下铁道东线的粘土和含水砂层修建内径为3.12m的区间隧道,采用了气压盾构以及向衬砌背后注浆的施工工艺。20世纪40年代起,前苏联采用直径为6.0m~9.5m的盾构先后在莫斯科、列宁格勒等城市修建地下铁道区间隧道,将盾构法施工水平推进到一个新高度。60年代以来,盾构法施工在日本得到迅速发展,在东京、大阪、名古屋、京都等城市的地下铁道施工中都广泛地被采用。
1989年我国上海地下铁道一号线工程正式采用盾构法修建区间隧道,并已于1994年投入运营。广州地下铁道区间隧道的盾构施工已在1996年1月正式开始,1997年完工。深圳地下铁道区间隧道的盾构施工预计2000年正式开始。现结合本人在深圳地铁一期工程初步设计中的工作经历介绍一下盾构法区间隧道的主要施工方法及技术经济分析。
1盾构法施工的适用范围
盾构法施工具有施工速度快、洞体质量比较稳定、对周围建筑物影响较小等特点,适合在软土地基段施工。深圳地铁一期工程初步设计有三处采用盾构法施工,即罗湖-国贸区间,皇岗-福民区间,福民-金田区间。这几处均为软土地段,且具备盾构法施工的基本条件。盾构法施工的基本条件:
(1)线位上允许建造用于盾构进出洞和出碴进料的工作井;
(2)隧道要有足够的埋深,覆土深度宜不小于6m;
(3)相对均质的地质条件;
(4)如果是单洞则要有足够的线间距,洞与洞及洞与其它建(构)筑物之间所夹土(岩)体加固处理的最小厚度为水平方向1.0m,竖直方向1.5m;
(5)从经济角度讲,连续的施工长度不小于300m。
2盾构法施工工艺
2.1施工准备
主要包括修建工作井、盾构基座和支承平台制作、安装以及洞口地层加固。
2.2盾构掘进
为了增加开挖面的稳定性,在盾构未进入加固土体前,就需要适当地向开挖面注水或注入泥浆,因此洞口要有妥善的密封止水装置,以防止开挖面泥浆流失。目前常用的密封止水装置有滑板式和铰链式两种。
盾构拼装出洞的顺序,如图1所示: