방패 시공 개요는 그림 1 을 참조하십시오. 방패 구조의 주요 내용은 먼저 터널 세그먼트의 한쪽 끝에 샤프트 또는 기초 구덩이를 건설하여 방패 설치에 사용하는 것입니다. 방패는 샤프트 또는 기초 구덩이 벽의 개구부에서 시작하여 지층의 설계 축을 따라 다른 샤프트 또는 기초 구덩이의 설계 구멍으로 이동합니다. 방패가 추진될 때의 지면 저항은 방패 잭을 통해 방패 꼬리 조립식 터널 정렬 구조로 전달된 다음 샤프트 또는 기초 구덩이 뒷벽으로 전달됩니다. 이런 시공 방법에서 방패는 가장 중요하고 독특한 시공 도구이다. 지층의 압력을 견디고 지층에서 전진할 수 있는 원형, 직사각형 또는 말굽 모양의 강철 튜브 구조입니다. 강통 앞에 각종 지지와 토양을 파는 장치를 설치하고, 강통 중간 원주 링의 내부 표면에 리프트를 설치하는 데 필요한 잭을 설치합니다. 강철 배럴의 꼬리는 하나 또는 두 개의 미리 만들어진 터널 라이닝 링을 조립할 수 있는 공간이 있는 쉘입니다. 방패가 한 바퀴 밀릴 때마다 방패의 버팀목 아래 한 바퀴 정렬을 조립하고, 방패 바로 뒤에 있는 굴착 터널 주변과 정렬 링 주변 사이의 간격에 충분한 장액을 주입하여 터널과 지면이 가라앉는 것을 방지한다. 방패 추진 과정에서 적당량의 토공이 굴착면에서 끊임없이 배출된다.
방패법을 채택하여 시공할 때, 흔히 토층을 가로지르는 공사 지질과 수문 지질 특징에 근거하여 다른 시공 기술 조치를 보충해야 한다. 주요 내용은 다음과 같습니다.
배수 구동 토양의 지하수 측정;
지층을 안정시키고 터널과 지면의 침하를 방지하는 토양 강화 조치.
터널 라이닝 방수 막힘 기술:
건설 모니터링 기술;
공압 건설 노동 보호 조치:
토공을 발굴하는 운송 및 처리 방법.
그림 1 실드 구조 개요
1- 방패; 2- 차폐 잭 ： 3- 전면 그릴 차폐; 4- 발굴되지 않은 턴테이블; 5- 굴착 벨트 컨베이어; 6 단 조립기;
7 항 8- 그라우팅 펌프; 9- 그라우팅 구멍; 10- 굴삭기; 1 1- 터널 정렬 구조로 구성된 파이프 조각 12- 방패 꼬리 틈새 그라우팅; 13- 지원 세그먼트 14 축.
방패법은 안전하고 효과적인 시공 방법이지만 만능 시공 방법은 아니다. 따라서 방패법 시공의 특징을 충분히 파악할 필요가 있다.
둘째, 방패 방법의 주요 장점
샤프트 시공을 제외하고 시공 작업은 모두 지하에서 진행되며 소음과 진동으로 인한 오염이 적고 지상 교통에 영향을 주지 않으며 소음과 진동이 인근 주민들에게 미치는 영향을 줄입니다.
방패 추진, 발굴, 라이닝 조립 등 주요 공정 순환이 진행되어 시공이 관리가 쉽고, 시공인원이 적고, 노동 강도가 낮고, 생산 효율이 높다.
외운 수량이 적다.
강을 건널 때는 해운에 영향을 주지 않는다.
시공은 비바람 등 기상 조건의 영향을 받지 않는다.
터널의 건설 비용은 복토량의 영향을 받지 않고, 깊이 뒤덮인 터널 건설에 적용된다. 토질이 나쁘고 수위가 높은 곳에 깊은 터널을 건설하는데, 방패법은 비교적 좋은 기술 경제적 우세를 가지고 있다.
터널이 강바닥이나 다른 건물을 통과할 때 시공에 영향을 주지 않는다.
가능한 한 방패 굴착면을 안정시키기만 하면 터널이 깊어질수록 지반이 나빠지고 흙 속에 공사에 영향을 미치는 매몰물이 많아진다. 명파법보다 경제, 시공, 진도에 더 유리하다.
셋째, 방패법의 단점
터널의 곡선 반지름이 너무 작을 때 시공이 더 어려워진다.
육지에 터널을 건설하면 굴착면이 안정되기 어렵고 심지어 시공도 할 수 없다. 그러나 수중에서는 토층이 너무 얕고 방패 시공이 안전하지 않다면 일정한 토층 두께를 보장해야 한다.
축 안에 장기간 소음과 진동이 있으므로 조치를 취하여 해결해야 한다.
방패공사에서 전압법 배수안정지층을 채택할 때 노동보호에 대한 요구가 높고 시공 조건이 열악하다.
방패 터널 위 일정 범위의 지표 침하를 완전히 막기 어렵다. 특히 포화연토층에서는 엄격한 기술적 조치를 취해 침하를 작은 범위로 제한해야 한다. 현재 방패 바로 위를 중심으로 한 토층의 지표 침하를 완전히 막을 수는 없다.
포화수층에서 방패 시공에 사용되는 조립식 라이닝은 전체 구조의 방수 성능을 실현하기 위한 높은 기술적 요구 사항을 가지고 있습니다.
공압공사를 할 때 주변에 산소가 부족하고 마른 우물의 위험이 있으니 반드시 상응하는 조치를 취해야 한다.
섹션 ii 실드 터널 개발 역사
1. 외국 실드 터널 개발 역사
방패 시공 기술은 1823 년 브루너가 영국 런던 템즈강 수중터널 공사 중 창시된 이래 이미 170 여 년의 역사를 가지고 있다. 170 년의 비바람 속에서 여러 세대의 노력 끝에 방패법은 이미 유럽과 미국의 소수의 선진국에서만 응용할 수 있는 특수 기술에서 선진국에서 매우 보편적이고 우리나라 개발도상국에서 점차 응용되는 터널 시공 기술로 발전하였다.
차폐법을 발명한 최초의 아이디어는 발명가의 재미있는 발견이라고 한다. 영국 브루너는 배 한 척의 널빤지에 나방이 있는 것을 발견했는데, 그것은 구멍을 뚫고 자신이 분비한 액체로 구멍 벽을 덮었다. 18 18 년, 시추공에서 영감을 받아 브루너는 먼저 방패법으로 터널을 건설하겠다는 구상을 내놓았고, 영국에서 이런 시공 방법에 대한 특허를 얻었다. 1825 년 브루너는 자신의 생각으로 방패를 만들어 템즈 강에 처음으로 수중 터널을 건설했다. 이 도로 터널의 단면 (1 1.4m×458m) 은 상당히 크다. 공사 중 산사태와 홍수를 만나 터널이 파손되었다. 그때는 진전이 어려운 상태였다. 처음에 진흙이 터널로 유입되는 것을 통제하는 방법을 파악하지 못했기 때문에, 터널은 공사 과정에서 두 번 물에 잠겼다. 이후 동런던 지하철사의 협조로 방패 시공이 개선되어 기압 보조 시공을 통해 6,500 위안을 지출했다.
1865 년, 바로는 처음으로 원형 방패, 주철관을 지하 터널의 라이닝으로 사용했다. 1869 년에 그는 템즈 강 아래 원형 방패로 외경이 2.2 1m 인 터널을 건설했다. 방패가 포화수층을 통과할 때 압축 공기를 가해 분출수를 방지하는 공압방법은 코랜스 경이 1830 년에 발명한 것이다. 1874 년 런던 지하철 남선 점토와 물자갈 지층에 내경이 3. 12m 인 터널을 건설할 때 헨리 대왕 머리 (1844 ~1 1930 년대와 1940 년대에 이들 국가들은 내경 3.0~9.5m 의 지하철도와 강도로 터널을 성공적으로 건설했다. 미국 뉴욕에서만 19 개의 중요한 수중 터널이 기압법으로 건설되었다. 방패 시공의 범위는 도로 터널, 지하철도, 하수도 등 시정 공공관을 포함한다. 1940 년대 초 소련은 모스크바 레닌그라드 등 도시에서 직경 6.0~9.5m 의 방패를 이용해 지하철 터널과 역을 짓기 시작했다.
1960 년대부터 방패법은 일본에서 급속히 발전해 도쿄, 오사카, 나고야 등 도시의 지하철도 건설에서 널리 사용되고 있으며 하수도 등 시정공공시설 건설에도 널리 사용되고 있다. 1970 년대 일본, 연방 독일 등 국가들은 각종 신형 라이닝과 방수 기술, 국부 기압 방패, 진흙 압력 실드, 토압 밸런스 실드, 해당 기술 및 보조 장비를 개발했다. 도시 건설구역의 약한 수층에서 방패 공사로 인한 지표 침하, 사전 제작 고정밀 철근 콘크리트 라이닝 및 이음매 방수 등의 기술적 난제를 해결했다.
흥미롭게도, 일본에서의 shield 의 발전은 주목할 만하다. 일본은 유럽과 미국 외에 처음으로 방패 시공 기술을 도입한 나라이다. 1939 의 폐관터널은 일본 최초의 방패 시공 기술을 채택한 터널 공사다. 전쟁과 전후 어려운 시기로 이 기술은 줄곧 발전하지 못했다. 1957 도쿄 지하철 마루 내선이 방패 시공 기술로 터널을 건설할 때까지 196 1 나고야 지하철은 이런 방법으로 절망산단 터널을 건설하고 만족스러운 효과를 거뒀고, 방패 시공 기술은 일본에서 빠르게 발전했다. 단 20 여 년 만에 * * * 2,000 대 이상의 방패기를 만들어 세계에서 선두를 달리고 있다. 일본의 기계 방패는 손으로 방패를 파는 것과 동시에 발전했다. 1963 은 오사카 상수로 대전수관 공사 (전체 길이 227m) 에서 외경이 2.592m 인 기계 방패 (터널 외경 2.35m) 를 처음으로 적용했다. 1964 오사카 지하철 2 호선 담초공구 구간 터널 (전체 길이 447m) 은 외경이 6.97m 인 대형 단면 기계 실드 (터널 외경 6.8m) 를 사용합니다. 같은 해 도쿄 오수 국 신곡 3 2 구 (전체 길이 668.4m) 는 외경 3.4m 의 기계방패 (터널 외경 9.90m) 를 채택했고, 표준 월공사 진도는 360m·m m, 1967 년 간 외경10.04 에 달했다 특히 작은 단면 방패는 공사 기간을 단축하는 연구 방면에서 큰 진전을 이루었다. 동시에 압착식 방패도 연약 지반에서 발전한다.
영길해협 터널은 1993 에 건설돼 영법 양국을 연결해 전체 길이 48.5km, 해저 길이 37.5km, 터널 가장 깊은 고도 100m 을 연결한다. 이 터널은 전부 방패법으로 시공한다. 영국 측 * * * 은 6 방패, 3 공사 해안단, 3 공사 잠단. 공사 해저단의 방패는 한 방향으로 2 1.2km 을 추진해 항로로 진입하여 프랑스에서 영국으로 추진되는 방패와 도킹해야 한다. 법방 * * * 은 방패 6 대, 공사해안 2 대, 공사 해저 3 대를 사용한다. 해협 터널은 외경이 8.6m 인 단선 철도 터널 두 개와 외경이 5.6m 인 1 보조 터널로 구성되어 있다. 해저 세그먼트의 최대 깊이가 100m 이기 때문에 방패 기계와 조립식 철근 콘크리트 세그먼트 정렬 구조는 모두 10 ATM 을 견뎌야 한다. 방패 추진 속도는 매월 1000m 에 도달해야 3 년 정도 완성할 수 있으므로 방패 구조와 후속 장비는 고품질의 내마모 방부를 사용해야 합니다. 그래서 이 터널의 건설은 방패 시공 기술의 최신 수준을 상징한다.
최근 몇 년 동안 일본은 기계 방패를 개선하여 가압 진흙으로 굴착면을 안정시키는 진흙 압력 방패와 굴착토를 균형 굴착면으로 하는 토압 밸런스 방패를 개발했다.
방패 기계 분류 및 적용 가능한 조건
차폐의 형식은 여러 방면에서 분류할 수 있다.
인공과 기계에 따르면 손파기, 반기계, 기계의 세 가지 범주로 나눌 수 있다.
작업면 옹벽 방식에 따라 개방과 폐쇄로 나뉜다.
기압, 진흙, 토압 균형, 물 추가, 고농도 진흙, 진흙 등 기압과 진흙으로 나뉜다.
1 .. 손으로 방패를 파다. 핸드 쉴드는 방패의 기본 형태이며, 그림 2 와 같이 여전히 핸드 쉴드를 사용하는 프로젝트가 있습니다. 서로 다른 지질 조건에 따라 굴착면을 완전히 열어 인공 굴착을 할 수 있다. 전면 지지대의 전체 또는 일부를 사용하여 굴착면의 토질에 따라 적절하게 층층이 굴착되어 굴착된 가장자리와 함께 지탱할 수도 있습니다. (데이비드 아셀, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 굴착명언) 굴착량은 모든 터널에서 배출되는 토양의 양이다. 이런 방패는 지층을 관찰하고 장애물을 제거하기 쉬우며, 보정하기 쉽고, 간단하고 저렴하지만, 노동 강도가 높고 비효율적이며, 일단 정면이 무너지면 인신과 공사의 안전을 위태롭게 하기 쉽다. 수성 지층에서는 강수, 기압 또는 토양 보강이 필요하다.
이 방패는 위에서 아래로 파내고, 굴착 과정에서 차례로 전면 지지 잭을 교체하고, 파낸 흙은 벨트 컨베이어에 의해 아래쪽에서 굴착차에 적재됩니다. 이런 방패를 채택하는 기본 조건은 굴착면이 적어도 굴착 단계에서 무너질 수 없다는 것이다. 지층을 발굴할 때 방패 앞이 열리기 때문이다.
핸드쉴드는 지층에 적용된다. 핸드쉴드는 굴착면에 대한 지지방식이 다양하다. 모래에서 점성 토층까지 모두 있기 때문에 복잡한 지층에 더 적합하고, 지금까지 시공 사례가 가장 많았다. (데이비드 아셀, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 예술명언) 발굴면에 장애물이 생겼을 때, 이런 형태의 보호막은 앞쪽이 열려 있기 때문에 쉽게 제거할 수 있다. 이런 방패는 원가가 낮고 고장이 적어 가장 경제적이다. 굴착면의 자승성이 떨어지는 지층에서 시공할 때는 풍압, 강수, 화학 그라우팅 등 지층을 안정시키는 보조 시공 방법과 함께 사용할 수 있다.
그림 2 손으로 방패를 파다
2. 보호막을 쥐어짜다. 지질 조건이 좋지 않은 미사, 점토에서 방패를 파헤칠 때 토양이 굴착면에서 방패로 유입되어 굴착면이 무너져 굴착을 계속할 수 없게 된다. 이때 방패 앞에 흉판 폐쇄 전면을 설정하고 발판에 굴착용 작은 구멍을 열어야 합니다. 이러한 형태의 차폐를 압착차폐라고 합니다 (그림 3 참조). 방패가 앞으로 밀릴 때, 페이스트가 노즐에서 돌출됨에 따라 흙은 파낸 구멍에서 방패로 밀려 들어갑니다. 추진 속도에 따라 개방률을 결정하다. 개공률이 너무 크면 굴착량이 증가하면 주변 지층의 침하가 발생할 수 있습니다. 오히려 방패의 절단 저항을 증가시켜 지면을 융기시킬 것이다. 압착식 방패를 사용할 때는 특정 지질 조건에 대해 일정한 개방률을 설정하는 것이 중요합니다.
압착식 방패는 손으로 방패를 파는 가슴판을 폐쇄하여 정면 흙을 막는 것이다. 이 방패는 전체 스쿼시 또는 부분 압착식으로 나눌 수 있으며 소프트 점성 토층에 적합합니다. 방패가 완전히 압착되어 앞으로 밀릴 때, 모든 흉갑은 닫혀 출토할 필요가 없지만 상당한 표면 변형을 일으킬 수 있다. 국부적으로 압착된 방패를 사용할 때는 가슴 판을 부분적으로 열고 배출할 흙을 개구부에서 방패 안으로 압착한 다음 차에 실어 운반해야 한다. 이런 방패 시공은 또한 더 큰 표면 변형을 초래했다.
압착식 방패 적용 지층: 압착식 방패의 적용 범위는 지층의 물리적 역학 특성에 따라 달라집니다. 일본 터널의 사양 (방패) 과 사양 (1977 판) 에서 모래량-점착력 및 액체 지수-점착력 관계에 따라 적용 범위를 결정합니다. 시공 경험에 따르면 응집력이 이 범위를 벗어나더라도 모래량이 적은 지층에도 적용될 수 있다. 지금까지의 시공 경험에 따르면 토양의 모래 함유량이 20% 이하이고, 액체성 지수가 60% 이상이며, 점착력이 0.5kg/cm2 이하일 경우, 방패의 구멍 지름은 보통보다 2 ~ 0.8%, 극약한 지층에서 0.3% 작다. 압착식 방패 시공 지역에서는 이미 화학 그라우팅으로 건물이나 지층을 보강한 기초가 있다면 압착식 방패의 추진에 영향을 미칠 수 있으므로, 방패를 미리 분해시킬 수 있도록 고려해야 한다.
그림 3 스퀴즈 커버
그릴 방패는 상하이의 부드러운 토양 지역에서 자주 사용됩니다. 그것은 모든 터널 유입수에 가깝거나 같은 특성을 가지고 있으며, 종종 국부적으로 압축되는 성질을 가지고 있다. 방패 앞에는 강판 그릴이 장착되어 있어 추진 과정에서 흙을 썰 수 있고, 추진이 중지될 때 굴착면을 안정시킬 수 있다. 플런지된 흙은 그림 4 와 같이 턴테이블, 벨트 컨베이어, 광차 또는 수력기계로 운반할 수 있습니다. 이 방패법이 토질이 적합한 지층에서 세심하게 시공되면 지표 침하는 중간 또는 작은 정도를 조절할 수 있다. 수성 지층에서 시공하려면 배수 조치를 보완해야 한다.
그림 4 그리드 차폐
1- 실드 잭 (실드 추진용); 2- 굴착면지지 잭; 3 중 리프트 암 (조립된 철근 콘크리트 라이닝을 조립하는 데 사용됨)
4- 힙 플랫폼 (실드 아래쪽의 흙덩이가 턴테이블에 의해 들어 올려진 후 힙 플랫폼으로 떨어집니다.) 5- 스크레이퍼 컨베이어, 흙덩이가 쌓인 플랫폼에서 들어와 출력합니다. 6- 철근 콘크리트 라이닝 조립; 7- 차폐 강철 쉘; 8- 굴착면 철망; 9- 턴테이블 10- 토공 로더.
4. 반기계보호막. 반기계적 차폐는 그림 5 에 나와 있습니다. 반기계방패는 손으로 방패를 파는 것과 기계방패 사이의 한 형태이며, 손으로 방패를 파는 것에 더 가깝다. 오픈 방패를 바탕으로 인공노동 대신 기계 발굴 장치를 설치하므로 수월하고 효율적인 특징을 가지고 있습니다. (데이비드 아셀, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 성공명언)
기계 굴착 장치는 앞뒤로, 좌우, 위아래로 움직일 수 있다. 버킷, 커팅 헤드 및 둘 다의 세 가지 형태가 있습니다. 맨 위는 핸드 쉴드와 동일하며 이동 가능한 전면 처마 및 전면 지지 잭이 있습니다.
방패의 기계 설비는 다음과 같은 형태가 있다.
(1) 실드 작업면 아래쪽에는 삽과 컷아웃이 있습니다.
(2) 방패 작업면 윗부분에는 삽이 있고 아랫부분에는 절단머리가 있습니다.
(3) 실드 센터에는 커팅 헤드가 장착되어 있습니다.
(4) 실드 센터에는 삽이 장착되어 있습니다.
양식 1: 실드 작업면의 상반부에는 전면 지지 잭과 작업플랫폼이 있습니다. 작업면의 상반부는 인공적으로 발굴되고, 파낸 흙과 모래가 하반부에 떨어지고, 하반부는 삽과 로더로 발굴되었다.
형식 ②: 방패의 작업면은 삽이나 적재기를 이용하여 파내고, 하작업면은 절단두나 삽을 이용하여 출토한다.
양식 ③: 굴착 및 절단 헤드 굴착.
형식 ④: 발굴 발굴 발굴 발굴 출토.
반기계 방패는 지층에 적용됩니다. 반기계 방패는 손으로 방패를 파는 것보다 좋은 지층에 더 적합합니다. 형식 ① 발굴면 지지가 필요한 지층에 적용되고, 형식 ② ~ ④ 자립할 수 있는 지층에 적용된다. ② 스타일은 점토와 자갈 사이의 중간층에 가장 적합합니다. ③ 스타일은 점성 상부 및 경질 모래 층의 강화에 가장 적합합니다. ④ 유형은 점토와 자갈 혼합층에 가장 적합하다.
그림 5 반 기계적 차폐
5. 흉곽 기계 절단 방패를 엽니다. 현지층은 자립할 수도 있고, 보조조치를 취한 후 자립할 수도 있을 때, 그림 6 과 같이 방패의 절단 부분에 방패 지름에 적합한 큰 칼을 설치해 전단면 기계 절단 굴착을 할 수 있다. 기계적 방패는 굴착면 근처의 회전 칼날을 이용하여 전체 단면을 파내는 일종의 방패이다. 그것은 지속적으로 토층을 파내는 기능을 가지고 있다. 출토하면서 밀고 연속 숙제를 할 수 있다.
기계식 방패의 절삭 매커니즘은 대부분 큰 칼 형태로, 1 축, 이중 회전, 다축 유형 중 1 축이 가장 널리 사용됩니다. 여러 개의 스포크가 있는 노치가 있는 컷헤드는 중심축을 중심으로 회전하고, 컷으로 절단된 토양은 노치에서 외부 원으로 설정된 턴테이블로 들어가 턴테이블에서 누수로 올라간 다음 컨베이어 벨트에서 굴착차로 보내집니다.
기계식 방패의 장점은 작업 환경을 개선하고 노동력을 절약할 수 있을 뿐만 아니라 추진 속도를 크게 높이고 공사 기간을 단축할 수 있다는 것이다. 문제는 방패 비용이 높고 후속 설비가 많아 업무 효율을 높이기 위해 기지 면적이 크다는 것이다. 따라서 터널 길이가 짧으면 경제가 부족하다. 작은 곡률 반지름 조건에서의 시공 및 방패 보정은 핸드쉴드보다 더 어렵습니다.
기계적 방패는 지층에 적용된다. 기계적 방패는 무너지기 쉬운 지층에서 시공할 수 있다. 방패의 큰 칼 자체는 굴착면의 붕괴를 방지하는 역할을 하기 때문이다. 그러나 점성 토층에서 시공할 때 파낸 흙은 턴테이블에 붙기 쉬우며, 압축한 후에는 파내기가 어려울 수 있다. 따라서 기계적 방패는 지질 변화가 크지 않은 사토층에 많이 적용된다.
그림 6 개흉술 기계 절단 커버
국부기압 보호막. 기계식 커버의 지지 링 앞에 칸막이를 설치하여 컷아웃과 칸막이 사이에 밀폐실을 형성합니다. 밀폐 선실은 압축 공기로 가득 차서 굴착면의 토양을 안정시킨다. 이런 식으로 터널 건설업자는 기압 하에서 일하지 않을 것이다. 적절한 지질 조건 하에서, 의심할 여지없이 전압 방패보다 낫다. 그러나 이 방패는 그림 7 과 같이 밀폐실, 방패 꼬리, 파이프 연결부에서 공기가 잘 샌다.
그림 7 로컬 공압 차폐
진흙 압력 보호 커버. 흙탕물 가압 방패는 방패 앞쪽에 칸막이와 지지 고리로 적절한 압력을 가하는 진흙을 밀폐 창고 안에 주입하여 굴착면을 지탱하고 정면에 설치된 큰 칼로 흙을 자르는 것이다. 토양이 진흙과 섞인 후 진흙 펌프와 파이프를 통해 지면으로 운반되어 처리한다 (그림 8 참조).
그림 8 진흙 가압 실드
(a) 독일 스타일 (b) 일본 스타일
구체적으로 흙탕물 가압 방패는 기계식 방패의 큰 칼 뒤에 칸막이를 설치하는 것이다. 칸막이와 큰 칼 사이의 공간은 흙탕물로 쓰이고, 굴착면과 흙탕물 실에는 가압된 흙물이 가득 차 있으며, 가압압축 기구를 통해 굴착면토체의 안정을 보장한다. 방패가 밀릴 때 파낸 흙이 진흙실로 들어간다. 저어주는 장치를 통해 저어주고, 유체수송법으로 저어준 고농도 장액을 지면으로 보내고, 송출된 장액과 물과 흙을 분리한 다음, 분리된 장액을 장액실로 보내며, 장액은 끊임없이 순환압력을 가합니다. 따라서 방패 내부에서는 굴착면을 직접 관찰할 수 없기 때문에, 방패가 추진과 진흙 배출에서 장액 처리에 이르기까지 체계적으로 작동해야 합니다. (데이비드 아셀, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 도전명언) 진흙 압력, 진흙 유량, 진흙 농도 측정을 통해 출토량을 계산하고 중앙 콘솔에서 전체 작업 과정을 종합적으로 관리합니다. 흙탕물 가압 방패는 진흙의 특성을 이용하여 굴착면을 안정시키는데, 진흙은 동시에 다음 세 가지 작용을 한다.
굴착면의 진흙 압력과 수토압력의 균형.
흙탕물이 지층에 작용한 후 물이 스며들지 않는 진흙막이 형성되어 흙탕물에 효과적인 압력이 생기게 한다.
가압 진흙은 지층의 한 영역에 스며들어 이 영역의 굴착면을 안정시킬 수 있다.
진흙의 특성상 농도와 밀도가 높을수록 굴착면의 안정성이 좋아지고 농도와 밀도가 낮을수록 진흙 수송 효율이 높아진다. 따라서 이러한 상황을 감안하여 현재 진흙 관리 기준으로 널리 사용되고 있는 수치는 다음과 같습니다.
(1) 벌크: 1.05 ~ 1.25 (g/cm3) 점토, 벤토나이트 등.
(2) 점도: 20 ~ 40 (s), 깔때기 점도 500/500ml.
(3) 탈수량: q < 200ml, (APL 필터링 실험 3 kg/cm2, 30min).
진흙 압력 방패에는 그림 8 과 같이 일제와 덕제가 있다. 두 가지의 차이점은 독일식 밀폐석에 완충기 기압석이 장착되어 있어 전면 진흙 압력을 수동으로 제어할 수 있고 구조가 간단하다는 점이다. 일본식 밀폐실은 흙탕물로 가득 차 있으니 흙탕물 균형 자동 제어 장치가 있어야 한다. 일반적으로 흙탕물 방패는 지층에 대한 교란이 가장 적고, 지면 침하가 가장 적지만, 비용이 가장 많이 든다.
일본은 1966 에서 처음으로 흙탕물 가압 방패법을 채택했다. 중철경엽선 하네다 터널 1970 이 운하를 관통하는 공사 이후 흙탕물 가압 방패법이 눈길을 끌고 있다. 1974 화학주유액 오염 이후 그라우팅액의 종류를 통제해 화학그라우팅이 없는 흙탕물 가압 방패법에 대한 새로운 평가를 내렸다. 1975 이후 이런 방법으로 시공하는 공사가 급격히 증가하여 흙탕물 압력 방패가 거의 뜨겁다. 198 1 년까지, 흙수가압방패법으로 시공한 공사 수가 방패 시공공사 총수의 1/3 을 차지한다. 대부분의 사람들은 흙탕물 가압 방패가 서로 다른 토층에 적응성이 강하여 자동 관리를 용이하게 한다고 생각한다. 한편, 1983 년 2 월 제 4 회 일본 터널 기술 세미나에서 흙탕물 가압 방패가 다른 토층에 대한 적응성을 부정하고, 적어도 방패는 보조 시공이 없는 소량의 점성토를 함유한 자갈층과 자갈층에서 시공하기에 적합하지 않다고 판단했다. 일반적으로 모래 위주의 충적층에서는 흙탕물 가압 방패를 사용하는 것이 유리하지만 점성토 위주의 충적층에서 시공하려면 더 높은 흙탕물 처리 비용이 필요하다고 생각한다. 흙탕물 가압 방패 시공 후 지표 침강은 10 mm 이내로 통제할 수 있는데, 문제는 어떻게 흙탕물 처리비와 후속 설비비용을 낮출 수 있는가 하는 것이다 (흙물 가압 방패 비용은 토압 방패보다 높다).
흙물 방패는 지층에 적용된다: 흙물 가압 방패는 처음에 점토와 충적사 사이의 특수 지층에 사용되었다. 진흙이 굴착면에 뚜렷한 영향을 미치기 때문에 부드러운 진흙 토층, 느슨한 모래층, 자갈층, 자갈층, 자갈과 단단한 토양의 상호 층이 모두 채택된다. 흙탕물 가압 방패는 지층에서 광범위하게 응용된다. 그러나 느슨한 자갈층과 경토에 흙탕물 가압 방패를 사용하면 누수 현상이 발생하므로 진흙에 일정 접착제를 넣어 막히게 해야 한다. 매우 느슨한 자갈층에서 발굴할 때도 실패할 수 있다. 또한, 단단한 토층에서 발굴할 때 흙은 흙의 질을 떨어뜨릴 뿐만 아니라, 흙은 종종 칼과 노치에 달라붙어 굴착에 어려움을 초래하므로 중시해야 한다.
슬러리 가압 방패의 적용 가능성;
(1) 미세한 토양 (입자 크기 0.074mm 이하) 함량은 입자 크기 누적 곡선의 10% 이상입니다.
(2) 자갈 (입자 크기가 2mm 보다 큼) 함량이 입자 크기 증가 곡선의 60% 를 초과합니다.
(3) 천연 수분 함량은 65438 08% 이상이다.
(4) 200 ~ 30 omm 을 포함하지 않는 거친 자갈.
투자율 계수 k <10-2cm/초.
8.EPB 방패. 토압 방패는 폐쇄형 컷토방패 또는 토압 방패라고도 한다. 전면에는 전체 횡단면 가공 헤드가 있고, 가공 헤드 뒤쪽에는 가공 흙을 보관하는 밀폐실이 있고, 밀폐실 중심선 아래쪽에는 긴 원통형 나선형 컨베이어가 설치되어 있으며, 컨베이어 한쪽 끝에는 입구와 출구가 있습니다 (그림 9 참조). 토압 균형이란 밀폐실의 절토와 흙탕물이 밀폐석으로 가득 차 있어 굴착면의 토압의 균형을 맞추기 위해 적절한 압력을 가하여 토체에 대한 교란을 줄이고 지표 침하를 통제하는 것을 말한다. 이 방패는 진흙 방패에 필요한 진흙 균형과 대량의 진흙 처리 설비 비용을 절약할 수 있으며, 주로 점성토나 점성이 있는 미사에 적용된다. 현재 각종 토층에 적용할 수 있는 새로운 유형의 물이나 흙압 밸런스 방패가 있다.
그림 9 EPB 방패
EPB 방패의 첫 사용은 1974 년이었다. 외경이 3.72m 인 수공 터널 방패로, 나중에 토압 방패 하역기구의 성능 향상으로 각종 기구를 발전시켜 굴착면을 안정시켰다. 1978 부터 일본에서 만든 방패 수가 19865438+ 로 급격히 증가했다.
EPB 방패의 기본 원리는 칼날이 토층을 절단하고, 잘라낸 흙이 토강 (스튜디오) 으로 들어가는 것이다. 토강 안의 흙은 굴착면 압력이 균형을 이루면서 토강 안의 나선형 컨베이어에서 출토되며, 발굴량과 추진량이 균형을 이루는 동안 배수구에 설치된 배토장치가 계속 출토된다. EPB 방패의 제품명은 각기 다르며, 유사한 방패라도 각 회사가 지표 안정을 발굴하는 방법과 덤핑 매커니즘의 개발 과정에 따라 이름이 다르다. 굴착면을 서로 다른 조건에서 안정적으로 유지하는 방패에서 나선형 컨베이어를 통해 토강에서 출토된 방패는 진흙 가압 방패와 구별된다. 토압 밸런스 방패는 네 가지 범주로 나눌 수 있다: 절단 압력, 토압 균형 물, 고농도 진흙 가압, 진흙.
굴착면의 안정화 메커니즘:
지질 조건에 따라 EPB 방패 굴착면의 안정화 메커니즘은 두 가지 유형으로 나눌 수 있습니다. 하나는 내부 마찰각이 작고 흐르기 쉬운 점성 토층입니다. 또 다른 하나는 모래, 자갈 등 모래질층에 적용된다. 내부 마찰각이 커서 흐르기 쉽지 않고 투수성이 높다.
(1) 점성 토층의 굴착면 안정화 메커니즘
실트 점토, 실트, 실트 등 점성 토층에 있다. , 굴착면 안정화 매커니즘의 배토 방식은 칼날이 절삭한 토양이 먼저 흙강으로 들어가는데, 토강 안의 토압과 굴착면의 토압 (점성토, 굴착면의 토압과 수압의 혼합 및 압력 작용) 이 균형을 이루면 발굴된 토양은 나선형 컨베이어에서 후방으로 보내진 다음 굴착문에서 출토된다. 이 메커니즘은 먼저 파낸 흙으로 토강을 채운다. 푹신한 점성 토층에서는 칼날이 잘라낸 토양의 강도가 일반적으로 원상토보다 낮기 때문에 흐르기 쉽다. 접착력이 높은 토층에서도 칼의 교반작용과 스크류 컨베이어의 수송작용이 토양을 교란하고 토양의 유동성을 증가시키므로 토강과 스크류 컨베이어로 채워진 토양의 토압은 굴착면의 토압과 같을 수 있다. 물론 토강과 컨베이어 내부의 흙을 메우는 토압은 굴착면 토압과 같은 경우 나선형 컨베이어에서 배출되어야 하며, 굴착량과 배출량은 균형을 유지해야 합니다. 그러나 현지 층의 모래 함유량이 일정 한도를 초과하면 칼날 절삭의 토양 유동성이 나빠지고 토강 안의 토양이 너무 꽉 차고 고정되면 토양이 압축되어 발굴과 배토가 어려워 추진이 중단된다. 이 경우 일반적으로 사용되는 방법은 벤토나이트, 점토 등을 추가하는 것입니다. 흙구멍에 넣고 섞거나, 물을 뿌리거나, 제트하여 토강 내 토양의 유동성을 증가시킨다.
(2) 모래 층에서의 굴착 표면의 안정성 메커니즘
자갈의 사질토층에서는 토양의 마찰 저항이 크고 지하수가 풍부하며 투수 계수도 높다. 따라서 굴착토의 토압과 제토기구와 굴착면의 압력 (지하수 압력과 토압) 에 의존하는 것은 균형을 이루기 어렵다. 그리고 칼날이 잘라낸 토양의 유동성도 보장할 수 없다. 이런 토층에 대해서는 기계적으로 배토 매커니즘을 통제하는 것만으로는 굴착면을 안정시키기가 어렵다. 따라서 물, 팽윤토, 점토, 고농도의 진흙, 진흙 재료 등의 혼합물. 굴착면에 압력을 가해 혼합재를 계속 섞고 굴착토의 구성비율을 변경하여 토양의 유동성과 물정지성을 확보하여 굴착면을 안정시켜야 한다.
굴착면의 안정화 메커니즘은 다음과 같은 방법으로 나눌 수 있습니다.
1 토압비빔법: 물, 공기 또는 혼합재료를 흙강에 뿌려 토강 내 흙과 모래의 유동성을 보장합니다. 나선형 컨베이어의 배수구에 물을 막을 수 있는 회전 급료기 (회전 밸브 또는 회전 깔때기) 를 설치하면 피더의 격리 작용이 굴착면을 안정시킬 수 있다.
② 물법: 굴착면에 압력수를 추가하여 굴착토의 유동성을 보장하고 압력수와 지하수압력의 균형을 맞추다. 굴착면의 토압은 토강 내 혼합 토양의 압력에 의해 균형을 이룬다. 압력수의 작용을 보장하기 위해 나선형 컨베이어 뒤쪽에 배수구 조정 슬롯을 설치하여 조정 슬롯의 개방도를 제어하여 굴착면을 안정시킵니다.
(3) 고농도 진흙 가압법: 굴착면에 고농도 진흙을 넣고, 진흙과 굴착토의 혼합을 통해 굴착토의 유동성을 보장하고, 고농도 진흙의 압력을 통해 굴착면의 토압과 수압의 균형을 잡는다. 나선형 컨베이어의 배출구에는 회전 급료기가 설치되어 있고, 급료기의 격리 작용은 굴착면을 안정시킨다.
④ 점토형: 점토재와 진흙을 굴착면에 주입하고, 스포크형 나이프와 혼합기구를 통해 굴착을 혼합하여 굴착토를 물정지성과 유동성으로 만든다. 이런 개량토의 토압은 굴착면의 토압 및 수압과 균형을 이루므로 굴착면은 안정적이다.
EPB 방패는 약한 충적토층에서 추진하는 데 더 적합하지만 자갈층이나 사질토층에서 추진할 때는 추가해야 한다.