盾构掘进过程中既有隧道反应分析分析

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1、第一章绪论天津地区城市建设的加快，带动了城市交通的大力发展，地铁改造和新建工程多位于城市主要干道，平行单线盾构隧道设计会受到地形条件或征地范围的限制，要求两条隧道的间距尽可能减小，有时甚至远小于规范限制的最小间距。预测并监控在盾构掘进中土体受施工扰动的变形位移和地表沉降，研究各项已建工程构筑物与已建隧道的相互影响，进而对盾构设计、施工中主要参数进行有效控制，达到防治的要求，是一项当务之急。针对天津市土质特点的双线盾构近接施工影响研究，对于指导我市在地下铁道及其它地下工程中应用盾构掘进技术有重大意义，课题研究成果将直接应用我市

2、地铁建设中，一方面可以指导我市进行地下隧道设计和盾构施工时考虑多种复杂情况时能够正确制定考虑盾构掘进对这些建(构)筑物和管线的影响的掘进参数及保护措施和控制方法。同时也将促进我市地下工程向更深的空间发展，加大对地下空间的开发利用有重大意义。1．2盾构技术发展现状盾构法是在软土地层中修建隧道的一种施工方法，是利用一个既可以支承地层压力又可以在地层中推进的活动钢筒结构进行隧道的掘进。该方法最早是由法国工程师布鲁诺尔1818年发明的。格雷塞德于1874年在修建伦敦城南线地铁时，第一次采用气压盾构在粘土层和含水砾石中进行施工，并第一

3、次开始在衬砌背面进行压浆，因此格氏应为现代盾构法施工的首创者。盾构法施工经过180余年的发展已日趋成熟，能适用于任何水文地质条件下的施工，无论是松软的、坚硬的、有地下水的、无地下水的，都可以用盾构法进行施工。因此，盾构法施工在地下工程中被广泛采用。除了城市地下工程发展的需要外，还由于它具有突出的优越性：(1)可在盾构设备的掩护下安全地进行土层开挖与衬砌的支护工作。(2)施工时可不影响地面交通。(3)振动和噪声小，对施工地区附近居民几乎没有干扰。(4)采用气压盾构或土压平衡盾构及泥水盾构等施工时，由于不降低地下水位，如严格控制

4、正面超挖，加强衬砌背面与地面间空隙的填充，则可控制地表沉降，减少对地下管线及地面建筑物影响。(5)用盾构法进行水底隧道施工，可不影响航道通航。因其具有对周围环境的影响较小等独特优点而在隧道施工领域独树一帜。进入二十世纪以后，盾构施工法在美、英、德、苏、法、日开始广泛应用和第一章绪论推广，施工范围很广泛，包括公路隧道、地下铁道、上下水道以及其他市政公用设施管道等。从60年代开始，盾构法在日本得到迅速发展，除了大量用在东京、大阪、名古屋等城市的地下铁道建设之外，还用在下水道等市政公用设施管道建设之中。70年代，日本及德国等国家针

5、对在城市建设区的软弱含水地层中由于盾构施工所引起的地层沉陷、预制高精度钢筋混凝土管片衬砌防水等技术问题，研制了各种新型的衬砌和防水技术及局部气压式、泥水加压式和土压平衡式等新型盾构及相应的工艺和配套设备。80年代开始，日本、德国等技术先进国家着手研制高精度全自动计算机控制的现代化盾构，现代化盾构从传统注重保持工作面稳定的问题中解放出来，满足了城市隧道建设的多样化，现已开发出适合于深层地下空间、特殊地质条件的双心圆、三心圆、多圆形盾构，异形断面盾构，超大型断面盾构，球体盾构和微型盾构等多种类型。在我国盾构法施工起步较晚。最早是

6、将盾构用于东北阜新煤矿直径为2．6m的疏水巷道建设，之后于1963年上海在第四纪软弱含水地层中进行巾4．2m盾构隧道工程试验，盾构掘进为手掘式。1969年，采用直径lOm的盾构及单层钢筋混凝土管片建成了上海市第一条黄浦江越江道路隧道，1984年采用直径为11．32m的大型盾构机建成了上海市第二条黄浦江水底公路隧道。1985年又在上海的芙蓉江路采用盾构建成了内径为3．6m的下水道总管，开始把盾构法推广到市政公用设施工‘程中。自20世纪90年代起，上海地铁从国外引进盾构机进行地铁隧道的掘进施工。9台由法[]FCB公司和上海隧道股

7、份公司联合制造的土压平衡盾构成功地用于上海地铁1号线、2号线区间隧道建设。盾构直径6．34m，隧道埋深在11-、．15m，所处的地层为淤泥质粘土、淤泥质粉土和粉砂等，盾构掘进速度在5～lOm／d。由于城市轨道交通工程的发展，盾构法在我国各城市的地铁区间隧道施工中均在采用，取得了很大发展。至今盾构已成功应用于道路、铁路、立交桥、民宅厂房和地下管线等多项重点隧道工程，如广州地铁二号线海珠广场站至市二宫站区间采用了用泥水盾构改造的复合式盾构施工，南京地铁一号线钓鱼台盾构工作井至三山街站南端头井区间采用日本三菱公司生产的直径为634

8、0mm土压平衡铰接式盾构机施工，南水北调中线工程穿黄工程、西气东输工程通过长江均采用泥水加压式盾构施工。随着我国经济建设的发展，特别是城市建设的发展，盾构施工法的应用具有广阔的前景。目前用盾构法修筑隧道多限于沿海地区的软土环境，如上海、广州、深圳、北京、南京、天津等地，其中尤以上海为最多，