一、为什么地铁隧道的施工可以使用盾构机
1、地铁施工在城市地下,土壤多为软土
众所周知,人类的城市往往建设在水草肥美,土地肥沃的平原之地,这些城市的泥土多为软土。
而地铁大部分是出现在人口密集的大城市,是在城市的地下施工。这些城市地面建筑物较多,交通繁忙,地下建设地铁时,必须确保不影响地面人们的工作及生活。
2、地铁隧道施工用盾构法可以提高安全性
在这样的区域挖隧道,采用盾构机施工无疑是最适宜的。盾构隧道施工时,大部分采用机械,安全风险性小,可以防止地表沉降。
另外,在施工过程中难免会穿越一些敏感的建筑物,在施工过程中,边施工边盾构会对地表的建筑物起到保护的作用。
3、地铁施工的范围较小
地铁大多是单线单洞隧道,对隧道的限界要求较小,施工范围也相对较小,一般六米直径的隧道就可以满足大部分城市选用的B型车。
因此,盾构法用在地铁隧道建设中是首要选择。
二、为什么公路隧道和铁路隧道少用盾构机
有人说铁路隧道的施工不用盾构机,这种说法过于绝对,只能说在铁路隧道的施工中,少用盾构机。这是为什么呢?
首先,是施工对象的不同。地铁隧道是在大城市,施工时,面对的是少有岩石或者没有岩石的软土,但是铁路隧道或者公路隧道大部分位于山区。
山区的山体大部分是岩质结构,岩石很坚硬,盾构机在开挖土体时,主要依赖机械前方的刀盘上的刀具进行切割,如果开挖岩石,对盾构刀具的磨损很大,而更换刀具,一个方面存在一定的风险,另一个方面,刀具价格昂贵,也不够经济。
其次,公路和铁路的修建对环境的要求没有那么严格。大部分公路隧道或者铁路隧道,由于修建在山区,而山区的环境较为简单,不用过多担心地表沉降,这时可以选择成本较低,技术成熟的矿山法施工。有时甚至可以采用爆破法。
再者,公路隧道对限宽要求较高,还需要做到通风照明。一般情况下,两车道的公路隧道宽度在十米以上,如果是三车道、四车道最大的开挖宽度可能要超过20米。而国内直径最大的盾构机大约在15米左右。这不大适用于公路隧道的建设。
最后,山地地形较为复杂,交通不便,运输盾构机是一个难题。一般在山地建设高速公路或者地铁隧道时,多采用硬岩掘进机,或者用三臂凿岩机挖掘,挖掘出来的渣石,由渣车队往外拉,挖掘一段,加固一段,慢慢的就建成了我们所能见到的隧道。
综上所述,在建设火车隧道时,如果遇到的是坚硬的岩石,大部分采用矿山法,或者是掘进机法进行挖掘,当然,如果遇到的是软土时,也可以采用盾构法。
说到底隧道施工方法的选择是要考虑多个因素的,最终采用的方法一定是经过设计人员不断论证后确定的最优方法,设计人员一定是从安全、经济、便利等方面进行考虑。
所以,盾构机大部分用于地铁隧道的施工,而公路、铁路,特别是高铁隧道的施工中,比较少见!