《土木工程机械课件第九章》主要探讨了隧道施工中的两种主要方法——明挖法和暗挖法,以及其中的盾构法和全断面掘进机的应用。本章内容详细解析了隧道建设的关键技术和设备。
明挖法是一种从地表开始向下挖掘的施工方法,适用于地表允许大规模开挖的情况。它涉及到使用挖掘机、桩工机械等设备进行土石方作业,先挖去隧道上方的地层,然后建造衬砌结构,最后回填覆盖。这种方法直观明了,但可能对周围环境造成较大影响。
暗挖法则包括钻爆法、盾构法和掘进机法。钻爆法是传统的矿山开采技术在隧道施工中的应用,包括钻孔、装药、爆破、通风、排渣、支护等多个步骤,适用于较硬的岩石地层。盾构法和掘进机法则更为先进,尤其适用于软土地层,如城市地铁和穿河隧道建设。这两种方法结合了开挖、支护和衬砌过程,确保隧道在挖掘的同时保持稳定性。
盾构机是暗挖法中的核心设备,它由一个大型的圆形容器(盾壳)构成,内部设有开挖、运输、拼装衬砌的机械设备。盾构机在前进过程中同时支撑前方的隧道壁,保护作业安全。盾构施工法在软土地层中尤其适用,因为它可以防止地层坍塌,并有效处理地下水问题。
全断面掘进机(TBM)是另一种重要的隧道开挖设备,特别适合硬岩地层。TBM配备了旋转刀盘,能直接破碎岩石,连续推进并完成隧道开挖。这种方式效率高,减少了对周围地质结构的影响,广泛应用于铁路、公路隧道、引水隧洞和地铁等大型工程项目。
盾构施工的种类可以根据其开挖方式和挡土方式进一步分类,如手掘式、半机械式、机械式以及开敞式和封闭式等。这些分类反映了不同工况下的技术适应性和施工策略。
本课件深入浅出地介绍了隧道施工的关键技术和机械设备,对于理解和掌握现代土木工程机械在隧道建设中的应用具有重要意义。通过学习这些知识,我们可以更好地理解城市基础设施建设背后的复杂工艺和技术挑战。