土壓平衡盾構(gòu)機(EPB盾構(gòu)機)在多種地質(zhì)條件下都能發(fā)揮作用,但在以下情況下,EPB盾構(gòu)機可能不適用或需要特別考慮,以下幾種情況土壓平衡盾構(gòu)機可能不太適用:
1. 硬巖地層:EPB盾構(gòu)機主要設(shè)計用于軟土和中等硬度的地層。在非常堅硬的巖石地層中,如花崗巖、玄武巖等,EPB盾構(gòu)機的刀盤和切削工具可能會迅速磨損,導(dǎo)致效率低下和高昂的維護成本。在這種情況下,通常會選擇使用敞開式盾構(gòu)機或者巖石隧道掘進機(TBM)。
2. 大塊礫石和漂石地層:當(dāng)?shù)貙又泻写罅看髩K礫石或漂石時,EPB盾構(gòu)機的排土機構(gòu)可能會被堵塞,影響正常作業(yè)。此外,大塊礫石可能會損壞刀盤和盾殼。
3. 高滲透性地層:在高滲透性的砂礫層或含水層中,EPB盾構(gòu)機可能難以有效控制地下水的涌入,特別是在沒有足夠黏土成分的情況下,難以形成穩(wěn)定的土壓平衡狀態(tài)。
4. 高地下水壓:在高地下水壓的環(huán)境下,EPB盾構(gòu)機可能需要額外的防水措施,如預(yù)先進行地層加固或采用冷凍法等,以確保施工安全。如果這些措施實施困難或成本過高,EPB盾構(gòu)機可能不是最佳選擇。
5. 空間限制:在非常狹窄或有限的空間內(nèi),EPB盾構(gòu)機的尺寸可能成為限制因素,尤其是在城市中心或已有建筑物的下方施工時。
6. 長距離、大直徑隧道:對于長距離、大直徑的隧道工程,尤其是硬巖或混合地層,可能更傾向于使用專為這些條件設(shè)計的TBM或其他類型的盾構(gòu)機,如:隧道直徑大于15 米時,土壓平衡盾構(gòu)機的設(shè)計和施工難度會顯著增加,此時可能其他盾構(gòu)形式或施工方法更為合適。
7. 經(jīng)濟性考量:在一些情況下,如果隧道的長度較短或者地質(zhì)條件較為簡單,使用EPB盾構(gòu)機可能不是最經(jīng)濟的解決方案。其他傳統(tǒng)的挖掘方法,如明挖法或鉆爆法,可能在成本上更有優(yōu)勢。
在決定是否使用EPB盾構(gòu)機之前,需要綜合考慮地質(zhì)條件、工程規(guī)模、成本預(yù)算、工期要求以及環(huán)境保護等多方面因素。在某些特殊情況下,可能需要對EPB盾構(gòu)機進行特殊設(shè)計或與其他施工方法結(jié)合使用,以確保項目的順利進行。