3.6.1盾构机选型、施工条件与现场布置
1.盾构机选型
目前常用的盾构机类型分为土压平衡式和泥水平衡式两种。
按盾构的断面形状划分,有圆形和异型盾构两类,其中异型盾构主要有多圆形、马蹄形、类矩形和矩形,目前在国内轨道交通建设中,已有矩形和类矩形盾构应用。
2.盾构选型依据与原则
盾构选型与配置应适用、可靠、先进、经济,配置应包括刀盘、推进千斤顶、主驱动系统管片拼装机、螺旋输送机、钱接装置、泥水循环系统或渣土改良系统、注浆系统等。
1)选型依据
盾构选型依据应包括下列内容:
(1)工程地质和水文地质勘察报告。
(2)隧道线路及结构设计文件。
(3)断面大小。
(4)施工安全、工程环境风险因素、场地条件、环保要求。
(5)施工环境及其保护要求。
(6)工期条件。
(7)辅助施工方法。
(8)类似工程施工经验。
2)选型的基本原则
(1)适用性原则
盾构的断面形状与外形尺寸适用于隧道断面形状与外形尺寸,种类与性能要适用工程地质与水文地质条件、隧道埋深、地下障碍物、地下构筑物与地面建筑物安全需要、地表隆沉要求等使用条件。若所选盾构不能充分满足上述使用条件,应增加相应的辅助工法,如压气工法、注浆工法等。由于盾构具有较长使用寿命,可用于多项施工工程,因此应根据使用寿命期内预计的常用使用条件或最不利使用条件选型,以便具有较广泛的适用性。
(2)技术先进性原则
选择技术先进的盾构,一方面可以更好地适应建设单位当前及今后的工程施工要求,提升施工单位的市场竞争力;另一方面在合理使用寿命期内保持技术先进性,从而更加安全、高效的施工。
(3)经济合理性原则
经济合理性是指所选择的盾构及其辅助工法用于工程项目施工,在满足施工安全、质量标准、环境保护要求和工期要求的前提下,其综合施工成本合理。
(4)盾构选型考虑的其他因素
盾构选型除了上面的原则外,在具体实施时,还需要解决理论的合理性与实际的可能性之间的矛盾,且必须考虑环保、地质和安全因素。
3.盾构法施工条件与现场布置
1)施工准备
(1)前期调查
①施工前,应对施工地段的工程地质和水文地质情况进行调查,必要时应补充地质勘察。
②对工程影响范围内的地面建(构)筑物应进行现场踏勘和调查,对需加固或基础托换的建(构)筑物应进行详细调查,必要时应进行鉴定,并应提前作好施工方案。
③对工程影响范围内的地下障碍物、地下构筑物及地下管线等应进行调查,必要时应进行探查。
④根据工程所在地的环境保护要求,应进行工程环境调查。
⑤盾构设备用电引入条件调查。
(2)技术准备
隧道施工前,应具备下列资料:
①工程地质和水文地质勘察报告。
②隧道沿线环境、建(构)筑物、地下管线和障碍物等的调查情况。
③施工所需的设计图纸资料和工程技术要求文件。
④工程施工有关合同文件。
⑤施工组织设计。
⑥拟使用盾构的相关资料。
(3)工作井位置和施工方法选择
采用盾构法施工时,一般需在盾构掘进的始端和终端设置工作井,按工作井的用途,分为盾构始发工作井和接收工作井,而在竣工后多被用作地铁车站、排水、通风等永久性结构。
(4)工作井断面尺寸
确定始发工作井平面尺寸应根据盾构安装的施工要求来确定。井壁上设有盾构始发洞口,井内设有盾构基座和反力架。接收工作井的平面内净尺寸应满足盾构接收、解体和调头的要求。