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创造多样化的隧道断面--MF盾构工法

字号:T|T时间:2010年06月09日  来源:《土木施工》   作者:   点击率:20358

1、工法概要

MF(Multi-circular Face)盾构工法,是将几只圆形盾构机的切削刀盘,按前后错开、并使一部分重叠的盾构机,以此构筑多圆形断面的隧道工法。通过将圆形作各种各样的组合,可以构筑成多种多样断面的隧道面的。

2、工法的特征

(1)以圆形为基本使用MF盾构工法提供的构筑物,是以圆形作为基本,那是由于圆形所持有的力学上的优越性,在构筑上是稳定的。

此外,把圆形断面的掘削作为基本,由此持有简易而独立的掘削机构,对照相应的土质条件,周边环境,可以选择作为以往盾构工法已有实绩的泥水式,土压式盾构机。

(2)提高选线计划的自由度将二连型、三连型的园和大小不同的园,在横方向、竖直向重叠组合,可以提供除却单圆形以外的多样化断面的构筑物。在狭窄的道路下,由于受到用地的限制,可以在竖向作重叠,建造出上、下的隧道,占有宽度就会变小,或则是由于原有构物的存在,受到上下方向的的制约,则可以通过在横向水平方向连在一起的MF盾构构机,以筑造出所需要的断面隧道。

3、盾构机和管片衬砌

(1)盾构机MF盾构可以采用泥水式、土压式两种类型的掘削方式,按照开挖面的地质情况进行掘削管理,利用切削可以控制盾构机的位置状态。

作为重叠图形的一部分断面掘削型式,可以选择前后开挖面型和前后独立开挖面型。在选择前后独立开挖面型的场合下,由于密闭舱是独立的、可以成为按照地质分布情况进行上下或者左右的开挖面的掘削管理。此外,可以自由地变换各自的切削器的旋转方向、旋转速度的组合,利用切削反力、可以控制盾构位置的变化。

(2)管片衬砌

在MF盾构工法中所使用的管片衬砌是由A型管片、K型管片(翼形管片)和中柱三种类别构件组成。并且,翼形管片的接头面是分别向着圆心的,可以可靠地传递轴力和剪切力。此外,把左右不对称的管片在每一环中按逆向配置,由此可期待错缝拼装的效果。 

 4、MF盾构工法的应用

(1)铁路隧道

铁路隧道由于是根据建设限界来决定利用断面的,对于圆形断面而言,在隧道的上下方和侧腰部位产生了不需空间等原因,形成了不经济的缺点。横向2连型MF盾构隧道,比起用于复线隧道来,不需要的断面要少得多,可以降低掘削断面积和减少仰拱混凝土的填充量。

除此以外,在地下铁道的车站部分,通常的做法是采用明挖法施工,和采用顶板盾构工法,对两条明挖施工隧道之间土体进行扩挖,而在覆土较大时,可采用3连型MF盾构机来替代明挖施工有困难的地铁车站施工,一次性就可安全地构筑起地铁车站。

(2)下水道隧道

下水道隧道基本上是按照自然排放为基本方式的,在线形上,特别是对纵断坡度方面、有着严格的控制。在原有的地下构筑物云集密布、覆盖土很薄、圆形盾构施工感到困难的场所,为了确保所要求的纵断面,可以采用横向2连型MF盾构机施工,就可能保证所要求的流量顺利地排放。此外,在地面上宽度受到制约的地方,则可掘削成不同直径的圆,在竖直方向上组合成卵形的断面,可以确保占用少量的空间,获得较大的断面积。

(3)共同沟

对于能收容多种用途管线,如上水、下水、电力电缆和通信电缆等不同设施的共同沟来说,要按照这些不同大小、各自用途所确保必要的空间,往往是需要因地制宜地设置隔墙来断开。此外,对于用地受到宽度和原有构筑等限制,显得极为紧凑的地下空间来说,使用MF盾构工法,是可以成为适当收容设施特点的共同构建方式的。

(4)道路隧道

市区地下高速道路隧道,成为只要单边为两车道的一个方向的隧道断面,而掘削外径要大到14m,有时会产生并列圆形单线隧道占用宽度过大,而形成构筑上的难题。

可是,通过采用MF盾构工法,就可以顺利地解决用地宽度的问题,更为有利的是在防灾方面,能够保证有避难通道的空间。

责任编辑:weiyun

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