1.适用性原则
盾构机的断面形状与外形尺寸适用于隧道断面形状与外形尺寸,种类与性能适用于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。若所选盾构机不能充分满足上述使用条件,应增加适用的辅助工法,如压气工法、注浆工法等,以确保开挖面稳定。
由于盾构机具有较长的合理使用寿命,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择盾构机,以便具有较广泛的适用性。
2.技术先进性原则
技术先进性有两方面含义:一是不同种类盾构机技术先进性不同,二是同一种类盾构机由于设备配置的差异与功能的差异而技术先进性不同。
选择技术先进的盾构机,一方面为了更好地适应建设单位当前及今后的工程施工要求,提高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。
技术先进性要以可靠性为前提,要选择经过工程实践验证、可靠性高的先进技术。
当前,技术最先进的盾构机是土压平衡式与泥水平衡式盾构机,随着设计与制造技术的不断完善与提高,其适用范围愈加广泛,已成为盾构隧道施工使用最多的盾构机。
3.经济合理性原则
经济合理性是指:所选择的盾构机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。
各种盾构机对地质条件的适用性
根据当前盾构机的技术水平,各种盾构机对地质条件的适用性如表2K313022所示。
盾构机对地质条件的适用性一览表 表2K313022
盾构机 土质 |
敞开式 | 密闭式 | ||||||||||
手掘式 | 半机械挖掘式 | 机械挖掘式 | 土压平衡式 | 泥水平衡式 | ||||||||
分类 | 土质 | N值 | 适用性 | 注意点 | 适用性 | 注意点 | 适用性 | 注意点 | 适用性 | 注意点 | 适用性 | 注意点 |
冲积黏性土 | 腐植土 | 0 | × | × | × | △ | 地层变形 | △ | 地层变形 | |||
粉土、黏土 | 0-2 | △ | 地层变形 | × | × | ○ | ○ | |||||
砂质粉土、 砂质黏土 | 0-5 | △ | 地层变形 | × | × | ○ | ○ | |||||
5-10 | △ | 地层变形 | △ | 地层变形 | △ | 地层变形 | ○ | ○ | ||||
洪积黏性土 | 亚黏土、黏土 | 10-20 | ○ | ○ | △ | 泥土堵塞 | ○ | ○ | ||||
砂质亚黏土、砂质黏土 | 15-25 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ||||||
25以上 | △ | 开挖机械 | ○ | ○ | ○ | ○ | ||||||
软岩 | 黏土岩、泥岩 | 50以上 | × | △ | 地下水压 | △ | 地下水压 | △ | 刀具磨损 | △ | 刀具磨损 | |
砂质土 | 混有粉土、黏土的砂 | 10-15 | △ | 地下水压 | △ | 地下水压 | △ | 地下水压 | ○ | ○ | ||
松散砂 | 10-30 | △ | 地下水压 | × | △ | 地下水压 | ○ | ○ | ||||
密实砂 | 30以上 | △ | 地下水压 | △ | 地下水压 | △ | 地下水压 | ○ | ○ | |||
砂砾 、 卵石 |
松散砂砾 | 10-40 | △ | 地下水压 | △ | 地下水压 | △ | 地下水压 | ○ | ○ | ||
固结砂砾 | 40以上 | △ | 地下水压 | △ | 地下水压 | △ | 刀盘与刀具磨损、 地下水压 | ○ | 刀具磨损 | ○ | 刀具磨损 | |
混有卵石的砂砾 | - | △ | 人员安全、 地下水压 | △ | 地下水压、 超挖量 | △ | 刀盘与刀具磨损、 地下水压 | ○ | 刀具磨损 | △ | 刀具选择、送泥对策 | |
卵石、巨砾 | - | △ | 砾石破碎、 地下水压 | △ | 地下水压、 超挖量 | △ | △ | 刀具与螺旋机选择 | △ | 砾石破碎、送泥对策 | ||
注①:表中符号○表示原则上适用;△表示必须进行辅助工法、辅助设备等充分论证后适用;×表示原则上不适用。 注② : 选择敞开式盾构多同时采用压气、注浆等辅助工法,其适用性要经过充分论证。 |