一、為什么地鐵隧道的施工可以使用盾構(gòu)機
1、地鐵施工在城市地下,土壤多為軟土
眾所周知,人類的城市往往建設(shè)在水草肥美,土地肥沃的平原之地,這些城市的泥土多為軟土。
而地鐵大部分是出現(xiàn)在人口密集的大城市,是在城市的地下施工。這些城市地面建筑物較多,交通繁忙,地下建設(shè)地鐵時,必須確保不影響地面人們的工作及生活。
2、地鐵隧道施工用盾構(gòu)法可以提高安全性
在這樣的區(qū)域挖隧道,采用盾構(gòu)機施工無疑是最適宜的。盾構(gòu)隧道施工時,大部分采用機械,安全風(fēng)險性小,可以防止地表沉降。
另外,在施工過程中難免會穿越一些敏感的建筑物,在施工過程中,邊施工邊盾構(gòu)會對地表的建筑物起到保護(hù)的作用。
3、地鐵施工的范圍較小
地鐵大多是單線單洞隧道,對隧道的限界要求較小,施工范圍也相對較小,一般六米直徑的隧道就可以滿足大部分城市選用的B型車。
因此,盾構(gòu)法用在地鐵隧道建設(shè)中是首要選擇。
二、為什么公路隧道和鐵路隧道少用盾構(gòu)機
有人說鐵路隧道的施工不用盾構(gòu)機,這種說法過于絕對,只能說在鐵路隧道的施工中,少用盾構(gòu)機。這是為什么呢?
首先,是施工對象的不同。地鐵隧道是在大城市,施工時,面對的是少有巖石或者沒有巖石的軟土,但是鐵路隧道或者公路隧道大部分位于山區(qū)。
山區(qū)的山體大部分是巖質(zhì)結(jié)構(gòu),巖石很堅硬,盾構(gòu)機在開挖土體時,主要依賴機械前方的刀盤上的刀具進(jìn)行切割,如果開挖巖石,對盾構(gòu)刀具的磨損很大,而更換刀具,一個方面存在一定的風(fēng)險,另一個方面,刀具價格昂貴,也不夠經(jīng)濟。
其次,公路和鐵路的修建對環(huán)境的要求沒有那么嚴(yán)格。大部分公路隧道或者鐵路隧道,由于修建在山區(qū),而山區(qū)的環(huán)境較為簡單,不用過多擔(dān)心地表沉降,這時可以選擇成本較低,技術(shù)成熟的礦山法施工。有時甚至可以采用爆破法。
再者,公路隧道對限寬要求較高,還需要做到通風(fēng)照明。一般情況下,兩車道的公路隧道寬度在十米以上,如果是三車道、四車道最大的開挖寬度可能要超過20米。而國內(nèi)直徑最大的盾構(gòu)機大約在15米左右。這不大適用于公路隧道的建設(shè)。
最后,山地地形較為復(fù)雜,交通不便,運輸盾構(gòu)機是一個難題。一般在山地建設(shè)高速公路或者地鐵隧道時,多采用硬巖掘進(jìn)機,或者用三臂鑿巖機挖掘,挖掘出來的渣石,由渣車隊往外拉,挖掘一段,加固一段,慢慢的就建成了我們所能見到的隧道。
綜上所述,在建設(shè)火車隧道時,如果遇到的是堅硬的巖石,大部分采用礦山法,或者是掘進(jìn)機法進(jìn)行挖掘,當(dāng)然,如果遇到的是軟土?xí)r,也可以采用盾構(gòu)法。
說到底隧道施工方法的選擇是要考慮多個因素的,最終采用的方法一定是經(jīng)過設(shè)計人員不斷論證后確定的最優(yōu)方法,設(shè)計人員一定是從安全、經(jīng)濟、便利等方面進(jìn)行考慮。
所以,盾構(gòu)機大部分用于地鐵隧道的施工,而公路、鐵路,特別是高鐵隧道的施工中,比較少見!