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為什么挖隧道不能像挖地鐵一樣用盾構(gòu)機(jī)挖呢?

 zhuxrgf 2017-06-03

最主要是成本太高,還有就是工作面太少,炸藥才多錢,盾構(gòu)機(jī)TBM多錢,還有就是隧道大部分在山區(qū),哪里來的路,有的工地光是便道就得修好長時間,TBM就那一個工作面一天也掘進(jìn)不了好多,你像一個隧道如



果說只有一個斜井和一個橫洞,在兩條平行隧道的情況下就是8個工作面,還不算是兩頭各有一個工區(qū)就是16個工作面,再比如說,如果說是一條隧道的進(jìn)度比另一個隧道的進(jìn)度快的話,還可以從兩個隧道的橫通道在往兩側(cè)打,那這個工作面的多了。所以說現(xiàn)在打隧道,用的最多的就是光面爆破,也就是打眼放炮。



硬巖隧道一般采用全斷面掘進(jìn)機(jī)(TBM),軟土隧道一般采用盾構(gòu)機(jī)!

盾構(gòu)機(jī)和硬巖TBM的區(qū)別:

1.適用的工程不一樣,TBM用于硬巖,盾構(gòu)機(jī)用于土層的挖掘。

2.兩者的掘進(jìn),平衡,支護(hù)系統(tǒng)都不一樣。

3.TBM比盾構(gòu)技術(shù)更先進(jìn),更復(fù)雜。

4.工作的環(huán)境也不一樣,TBM是硬巖掘進(jìn)機(jī),一般用在山嶺隧道或大型引水工程,盾構(gòu)是軟土類掘進(jìn)機(jī),主要是城市地鐵,及小型管道。

敞開式TBM

隧道施工行業(yè)中我們把隧道掘進(jìn)機(jī)統(tǒng)稱為盾構(gòu)或盾構(gòu)機(jī),而國外則稱之為TBM,TBM是英語名稱的縮寫(T—Tunnel;B—— Boring ;M——Machine)。盾構(gòu)或TBM是泛指,當(dāng)然細(xì)分可分為土壓平衡盾構(gòu)、泥水平衡盾構(gòu)和泥水氣平衡盾構(gòu)等等。

TBM的優(yōu)點(diǎn):

硬巖TBM適用于山嶺隧道硬巖掘進(jìn),代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鉆爆法,在相同的條件下,其掘進(jìn)速度約為常規(guī)鉆爆法的4~10倍,最佳日進(jìn)尺可達(dá)150m;具有快速、優(yōu)質(zhì)、安全、經(jīng)濟(jì)、有利于環(huán)境保護(hù)和勞動力保護(hù)等優(yōu)點(diǎn)

土壓平衡盾構(gòu)機(jī)

土壓平衡盾構(gòu)機(jī)主要應(yīng)用軟土和粘性土的隧道掘進(jìn),它具有掘進(jìn)速度快,地表沉降風(fēng)險下的特點(diǎn)。因為在松軟的地層中掘進(jìn),掏空段周圍的土體會很快塌陷下沉,所以土壓平衡盾構(gòu)機(jī)有堅固的盾體保護(hù)內(nèi)部機(jī)構(gòu)的運(yùn)轉(zhuǎn)。而硬巖掘進(jìn)TBM是在堅硬的巖石里掘進(jìn),掏空段結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,所以TBM不需要長長的盾殼保護(hù)。采用撐靴式硬巖掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行隧道掘進(jìn)時,裝有滾刀的旋轉(zhuǎn)刀盤抵住掌子面,由于滾刀的滾動,將石渣——所謂“巖屑” ——從巖體上切削下來。巖屑由安裝在刀盤上的邊鏟刀接住。在刀盤旋轉(zhuǎn)的同時,巖屑借助重力,通過溜渣槽滑落到機(jī)器中心位置,然后通過漏斗狀的集渣環(huán)落到主機(jī)皮帶機(jī)上。在主機(jī)皮帶機(jī)的末端,巖屑轉(zhuǎn)由后配套皮帶輸送機(jī)或運(yùn)輸車輛最終從隧道運(yùn)出。


明確的說,挖隧道當(dāng)然可以用盾構(gòu)機(jī),只要刀頭能滿足堅硬的需求就可以,而且很多隧道都是用的盾構(gòu)機(jī),有一部分不用,主要是隧道太短,安裝一次盾構(gòu)機(jī)需要很高的成本,只有很長的隧道才用,我們之前采訪過制造國產(chǎn)盾構(gòu)的科學(xué)家。西門子的,和日本的盾構(gòu)每臺要8000萬美金,價格很貴,維護(hù)費(fèi)也很貴,后來經(jīng)過科學(xué)家的努力。制造出了國產(chǎn)盾構(gòu),國產(chǎn)盾構(gòu)價格為3000萬美金,價格便宜很多,第一次投入使用是在建造天津地鐵的時候使用的。效果很好,國外訂單也非常多。盾構(gòu)很怕地址松軟,怕塌陷,目前的盾構(gòu)基本上都可以解決這個問題,堅硬的反而不怕,只是成本和刀頭的問題





因為隧道是在大山掏洞,石頭硬度強(qiáng),盾構(gòu)機(jī)的刀頭達(dá)不到連續(xù)切削石頭的能力,在掘進(jìn)中,更換刀頭是一件非常困難的事,代價還特別高。再有滿足盾構(gòu)機(jī)施工要有一定的條件,在掘進(jìn)中靠千斤頂頂升借力往前,必須有一個著力點(diǎn),在地下掘進(jìn)中一般是安裝混凝土預(yù)制環(huán)作為隧道外殼,也是盾構(gòu)機(jī)的著力點(diǎn)。還有盾構(gòu)機(jī)在始發(fā)前,要為盾構(gòu)機(jī)建始發(fā)井。大山條件特殊,不可能有這種條件,所以隧道只能采取打眼爆破方式掘進(jìn)而不采用盾構(gòu)機(jī)。盾構(gòu)機(jī)只能用在地下軟土層施工。



這個問題問得比較呆萌,首先把隧道和地鐵就對立起來了,通俗的說在城市地下挖出隧道,鋪上鐵軌就是地鐵。在說說挖隧道的方法,如果展開說就是一本一尺厚的書。我也沒這本事說清楚,就是說清楚了,大家也沒興趣看。簡單來說吧,常說的盾構(gòu)是TBM(也就是隧道掘進(jìn)機(jī))的一種,隧道施工除了TBM法以外還有淺埋暗挖法,光面爆破法,眼鏡洞法,礦山法等等。一句話要視地質(zhì)條件選擇不同的施工方法。地鐵也就是軟土隧道,因為通常都是在軟土地基中掘進(jìn),所以現(xiàn)在主流的方法是盾構(gòu)法。


這主要是隧道一般修建在大山之中,地質(zhì)條件復(fù)雜。盾枸機(jī)并不怕巖石有多硬,怕的是流沙,涌水,斷層,特別是喀斯特地貌遍布巨型溶洞和地下河流。更是如此。盾構(gòu)機(jī)只能進(jìn),不能退。試想前方出現(xiàn)丁大溶洞進(jìn)不能進(jìn),退不能退咋辦。所以在開挖隧道中,很少用到盾構(gòu)地。在地質(zhì)條件明確可以使用盾構(gòu)機(jī)的除外。


地鐵隧道也是隧道的一種,盾構(gòu)機(jī)只是各種隧道開挖方法中的一種施工方法,地鐵使用盾構(gòu)越來越多是因為城市施工環(huán)境因素限制,如地面可提供的施工場地、沉降要求、安全性等,因此選用盾構(gòu)工法。山嶺隧道使用的設(shè)備在國內(nèi)叫TBM,也是隧道掘進(jìn)機(jī)的一種而已,有和盾構(gòu)機(jī)相似的開挖支護(hù)理念,但是主要考慮經(jīng)濟(jì)性和安全性,來選擇人工開挖開始TBM開挖,不過現(xiàn)在隨著科技發(fā)展,隧道開挖設(shè)備越來越多,安全性和多樣性也在持續(xù)提高


地形條件允許的情況下,特長隧道是可以使用全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)(TBM)或者說盾構(gòu)法的,而且地鐵也不一定都使用盾構(gòu)法,也經(jīng)常明挖。

隧道施工方法比較多:礦山法、新奧法、明挖法、盾構(gòu)法、沉管法……根據(jù)地形地質(zhì)條件和經(jīng)濟(jì)費(fèi)用比較來選用。

公路鐵路隧道較少采用盾構(gòu)的原因是:

  1. 大部分都在山嶺重丘區(qū),進(jìn)場道路經(jīng)常只有臨時修建的便道,重型的盾構(gòu)設(shè)備進(jìn)場困難,而且受地形影響盾構(gòu)設(shè)備沒有拼裝的場地。

  2. 公鐵路隧道單洞一般不會太長,使用盾構(gòu)不經(jīng)濟(jì)。

  3. 公鐵路在山嶺區(qū)經(jīng)常是隧道群,采用其他方法可以同時開工,對工期有利。

般而言,現(xiàn)在公鐵路隧道較多采用新奧法,城市隧道較明挖法。

另外有一個說法的爭議,有人認(rèn)為全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)(TBM)和盾構(gòu)機(jī)是兩碼事,其實(shí)不如說盾構(gòu)機(jī)是TBM的一種應(yīng)用于軟巖的分支。傳統(tǒng)口頭表述中大家把全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)就俗稱為盾構(gòu)機(jī)了。


一.隧道和地鐵都可以用盾構(gòu)機(jī)挖施工。

二.你所提的問題在實(shí)際工作中多見用盾構(gòu)機(jī)施工地鐵洞;而小見挖隧道(或是你沒見到);也不是沒有道理。我本人的看法主要在于以下幾個方面。1.隧道施工的場合和條件不具備大型盾構(gòu)機(jī)的運(yùn)輸、安裝、調(diào)試、和維護(hù)操作;因盾構(gòu)機(jī)造價很高,在工作中要求具備100%的安全性。2.山體的地質(zhì)結(jié)構(gòu)相對地鐵洞的地值結(jié)構(gòu)相較復(fù)雜,在地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的條件下用盾構(gòu)機(jī)施工會便值構(gòu)機(jī)的工作壽命降低,從而引起施工成本提高,不劃算。



紙上談兵,你知道現(xiàn)在的公鐵路隧道多少錢一米?冒頂,溶洞地下水,用盾構(gòu)機(jī)固然好,一旦水淹救都沒辦法救,還有就是高度,連養(yǎng)孔加上上層砌襯起碼在十六七米,來回移動也不經(jīng)濟(jì)實(shí)用,再有避車洞橫向開挖,盾構(gòu)機(jī)是無用武之地,等等電力,給水,通風(fēng)都是難題,米進(jìn)度起碼要耗資幾萬,那有做虧本生意的老板,相比人工掘進(jìn)會造價低廉得多

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