盾构机掘进工程简介
盾构工程概况方案
盾构工程概况方案本文将围绕盾构工程的概况方案展开介绍，包括盾构工程的定义、历史发展、工程特点、工程流程、技术创新等多个方面，以期为读者提供详尽的了解与参考。
一、盾构工程的定义盾构工程是指利用盾构机械在地下进行隧道开挖和施工的工程。
盾构机械是一种用于地下隧道工程中的重大特种设备，由盾构机、推进系统、控制系统、土压平衡系统、地面系统、支撑系统等组成。
盾构机械是一种专门用于地下隧道或者管道开挖的设备，它通常包括有盾构壳体和刀盘两个部分，盾构壳体主要用于承受土压力，而刀盘则是用于开挖土壤。
盾构机可以在地下进行安全、高效、高质量的施工，与传统的开挖方法相比，盾构机械可以降低对地表的干扰，减少对周围环境的影响，保证地下结构的安全和稳固。
二、盾构工程的历史发展盾构技术最早起源于19世纪下半叶，最初是用于给伦敦排水系统进行隧道开挖。
20世纪初，盾构技术逐渐发展起来，被应用到了各种地下隧道的建设中。
随着科学技术的不断进步，盾构技术也得到了长足的发展，出现了各种不同类型的盾构机械。
在20世纪60年代，随着计算机技术及控制技术的发展，盾构机械得到了进一步的改进，实现了自动化和数字化的控制系统，从而大大提高了施工的效率和质量。
21世纪以来，盾构技术得到了广泛的应用，不仅在地铁、城市交通建设中，也在水利工程、污水处理工程等领域得到了广泛的应用。
三、盾构工程的工程特点1. 工程量大：盾构工程通常需要进行大量的土方开挖和土方运输工作，需要大量的人工、机械设备和材料投入。
2. 时间短：盾构工程可以在较短的时间内完成大量的隧道开挖和施工工作，因此能够快速的提高城市的交通建设速度和效率。
3. 成本低：盾构工程在施工过程中可以降低对周围环境的影响，减少对周围建筑物和地表责任的占用，从而减少了施工成本。
4. 环保节能：盾构工程在地下进行隧道开挖和施工，可以有效的减少对地表的占用和环境的破坏，从而实现了环境保护和资源节约。
5. 质量稳定：盾构工程在施工过程中可以保证施工质量的稳定，从而保证了地下结构的安全和稳固。
盾构机的讲解
盾构机的讲解盾构机是一种用于地下隧道开挖的专用设备，它采用盾构法施工原理，是现代化隧道工程中不可或缺的重要装备。
盾构机能够有效地降低工程施工风险，提高施工效率，保证工程质量。
本文将从盾构机的工作原理、结构组成、施工流程和应用领域等方面进行详细讲解。
工作原理盾构机主要通过盾构的方式进行地下隧道开挖。
盾构机的工作原理是在盾构机头部安装刀具，由液压系统驱动刀具旋转切削地层，同时通过液压顶推系统推进盾构机整体，形成一个封闭的工作面，在施工的同时支撑土体。
盾构机还会排出隧道开挖时产生的泥浆或者石料。
结构组成1.盾构机主体：包括盾构圆盘、尾部推进装置、作业室等部分。
2.刀具系统：用于切削地层的重要部分，通常采用硬质合金刀具。
3.液压系统：提供动力支撑，驱动盾构机的工作。
4.注浆系统：用于土层稳固，减少地层位移。
5.排土系统：排出隧道开挖时产生的泥浆或者石料。
施工流程1.施工前准备：确定隧道线路、进行现场钻探、安装盾构机等。
2.盾构机施工：盾构机推进、切削、排土、注浆等工作。
3.隧道贯通：完成盾构机开挖后，隧道贯通。
4.隧道衬砌：进行隧道衬砌工作，保证隧道的结构安全。
5.隧道检验验收：对隧道进行检验验收，确保质量合格。
应用领域盾构机在地下管廊、地铁、交通隧道、水利隧洞等工程中得到广泛应用。
盾构机可以开挖各种类型的地下工程，同时由于其施工方式的灵活性和高效性，能够适应不同地层的复杂情况。
结语盾构机作为现代化隧道工程的重要设备，发挥了不可替代的作用。
通过本文的讲解，相信读者对盾构机的工作原理、结构组成、施工流程和应用颁奖都有了更深入的了解。
希望本文能为相关领域的从业人员提供一定的参考和帮助。
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盾构机的工作原理介绍
盾构机是一种用于地下隧道挖掘的特殊机器设备，它的工作原理是通过同时掘进和支护地下隧道的工具。
盾构机在地下工程中起着重要的作用，下面将介绍盾构机的工作原理。
1. 盾构机的基本结构
盾构机主要由盾构壳体、刀盘、推力系统、控制系统和支撑系统组成。
盾构壳体是盾构机的外壳，内部装有刀盘和支撑系统。
刀盘是盾构机的主要工具，通过刀盘旋转挖掘地下土壤和岩石。
推力系统用于推动盾构机前进，控制系统则负责监控和操作盾构机的运行。
2. 盾构机的工作原理
盾构机工作时，首先将机器放入地下隧道的起点位置，然后启动推力系统，使盾构机开始向前推进。
同时，刀盘开始旋转，将土壤和岩石切割成小块并将其推出隧道。
支撑系统则用来支撑隧道周围的土壤和岩石，以防止塌方。
在盾构机推进的过程中，控制系统会根据地下情况调整刀盘的旋转速度和推力的大小，以确保隧道的顺利开挖。
盾构机可以根据需要进行曲线和斜坡的挖掘，以满足工程设计要求。
3. 盾构机的应用范围
盾构机广泛应用于地铁、隧道、管道等地下工程领域。
由于其高效、安全和精密的特点，盾构机在城市地下工程中得到越来越广泛的应用。
盾构机的工作原理使其可以适应不同地质条件下的隧道开挖，提高了工程的质量和效率。
总的来说，盾构机的工作原理是通过刀盘切割土壤和岩石，同时支撑隧道周围的结构。
盾构机在地下工程中扮演着重要的角色，为城市发展和基础设施建设提供了重要支持。
盾构机简介介绍
盾构机发展历程
盾构机技术起源于19世纪中叶的英国，最初用于铁路隧 道施工。
20世纪初，日本开始在地下工程中应用盾构机技术，并 研制出第一台真正意义上的现代盾构机。
随着技术的不断发展，盾构机逐渐应用于各种地下工程 ，包括地铁、水务、电力、通讯等。
特点
敞开式盾构机适用于软至流塑性地层的掘进，但 需要解决对周围地层扰动较大的问题
复合式盾构机
适用地质
适用于多种地层条件
工作原理
同时具备泥水式和土压平衡盾构机的功能，能够根据不同的地层条 件进行掘进
特点
复合式盾构机适用范围广Байду номын сангаас能够根据不同的地层条件进行掘进，但需 要解决不同地层条件下掘进设备的协调问题
在16号线的建设中，盾构机被广 泛应用于地下隧道的挖掘和衬砌 作业。
主要使用了直径为6.4米的土压平 衡盾构机和直径为8.3米的泥水平 衡盾构机。
线路简介 盾构机应用 工程特点 盾构机型号
北京地铁16号线是北京市地铁的 一条重要线路，连接了海淀区和 昌平区，全长约49.8公里，共设 29座车站。
北京地铁16号线在建设过程中面 临着复杂的地理环境和地质条件 ，如上软下硬的土质、高水位等 。
盾构机简介介绍
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目录
• 盾构机概述 • 盾构机种类及应用 • 盾构机关键部件及功能 • 盾构施工过程及优缺点 • 盾构技术的发展趋势及前景 • 盾构机案例介绍
01
盾构机概述
Chapter
盾构机定义
盾构机是一种专门用于地下工程挖掘 的机械设备，它可以将挖掘、支护、 出土等作业集成在一起，实现高效、 安全、快速的施工。
隧道掘进机介绍
隧道掘进机介绍概述隧道掘进机是一种用于挖掘隧道的工程机械设备。
它广泛应用于交通隧道、水利工程、矿山建设等领域。
本文将介绍隧道掘进机的工作原理、主要组成部分以及应用场景。
工作原理隧道掘进机采用盾构法进行隧道的挖掘。
其工作原理是通过在地下将土壤或岩石掘进到隧道的一侧，然后将掘进面加固，以保证隧道的稳定性。
隧道掘进机通过旋转的刀盘和挖斗将土壤或岩石掘进并打入输送系统，然后经过输送系统将掘进物料运出隧道。
主要组成部分隧道掘进机主要由以下几个组成部分构成：1. 刀盘：刀盘是隧道掘进机的核心部件，用于掘进土壤或岩石。
它通常由刀片、盾构壳和刀盘齿组成。
2. 输送系统：输送系统将通过刀盘挖掘的土壤或岩石运出隧道。
它通常由输送带、输送机和排泥装置组成。
3. 推进系统：推进系统用于推动隧道掘进机前进。
它通常由液压油缸、链条和传动装置组成。
4. 加固系统：加固系统用于加固掘进面，保证隧道的稳定性。
它通常由螺栓、锚杆和喷浆装置组成。
应用场景隧道掘进机在以下领域具有广泛应用：1. 交通隧道：隧道掘进机被广泛应用于地铁、高铁等交通隧道的挖掘。
2. 水利工程：隧道掘进机被用于挖掘水利隧洞，如输水隧道、排水隧道等。
3. 矿山建设：隧道掘进机被用于矿山的掘进工作，提高工作效率，降低劳动强度。
总结隧道掘进机是一种用于挖掘隧道的重要工程机械。
它通过盾构法进行隧道的挖掘，主要由刀盘、输送系统、推进系统和加固系统组成。
隧道掘进机广泛应用于交通隧道、水利工程、矿山建设等领域，提高了工程施工的效率和质量。
盾构工程施工机械
盾构工程施工机械盾构机是一种用于隧道掘进的先进工程机械，它广泛应用于地铁、公路、水利、城市地下管道等领域。
盾构机的工作原理是在地面上设置一个工作坑，通过盾构机在地下进行掘进，同时将土体推进管道中，形成一条完整的隧道。
盾构机具有自动化程度高、施工速度快、对地面环境影响小等优点，成为现代隧道工程的重要施工手段。
盾构机的主要组成部分包括刀盘、驱动系统、土体输送系统、通风系统、支护系统等。
刀盘是盾构机的关键部件，负责切割土体，刀盘的形状和数量根据地质条件进行选择。
驱动系统用于驱动刀盘旋转，推动盾构机前进。
土体输送系统将切割下来的土体通过管道输送出去，一般采用螺旋输送机或皮带输送机。
通风系统为盾构机提供新鲜空气，保证施工人员的呼吸。
支护系统用于稳定隧道周围的土体，防止塌方事故发生。
在盾构机的施工过程中，土体支护是关键环节。
由于盾构机在地下掘进，周围的土体会受到扰动，容易发生塌方。
因此，在盾构机前进的同时，需要进行土体支护，以确保隧道的安全稳定。
常用的土体支护方法包括预加固、注浆、锚杆等。
预加固是在盾构机掘进前，对土体进行加固处理，提高土体的强度和稳定性。
注浆是在盾构机掘进过程中，向土体中注入浆液，填充土体的空隙，提高土体的支护能力。
锚杆是通过钻孔将钢筋锚杆固定在土体中，形成一种网格状的支护结构，提高土体的稳定性。
此外，盾构机在施工过程中还会遇到各种各样的技术难题，如地质条件复杂、隧道曲线半径小、地下水丰富等。
为了解决这些问题，盾构机不断进行技术创新和改进。
例如，针对地质条件复杂的情况，可以采用多刀盘、可变刀盘等设计，提高盾构机的切割能力。
针对曲线半径小的情况，可以采用灵活的盾构机控制系统，实现盾构机的精确转弯。
针对地下水丰富的情况，可以采用防水措施，如防水隔离层、排水泵站等，确保隧道施工的安全。
总之，盾构工程施工机械在现代隧道工程中发挥着重要的作用。
盾构机具有自动化程度高、施工速度快、对地面环境影响小等优点，成为隧道施工的重要选择。
《盾构掘进机概述》PPT课件
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内容提纲
一、隧道盾构工法的发展概述 二、盾构机的种类
三、盾构机的主要组成
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盾构机的种类
现有的盾构类型：
网格半挤压式盾构掘进机 网格式水力出土盾构掘进机 多刀盘泥水平衡盾构掘进机 全断面硬岩隧道掘进机 复合式盾构掘进机 泥水加压平衡式盾构掘进机 土压平衡式盾构掘进机 土压平衡式双圆盾构掘进机
（1）从巴基斯坦水利工程中引进了美国罗宾斯公司的盘 形滚刀技术，清华大学、铁道西南研究所、上海煤机研究所等 单位开始对盘形滚刀的破岩机理、结构、材料等进行系统研究；
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一、隧道盾构工法的发展概述
（2）岩石全断面隧道联合掘进机组研制热潮遍及：铁路、煤 矿、有色金属矿、水电站、国防、城市交通； （3）较为成功的研制企业有杭州水工机械厂、上海水工机械 厂以及广州市革委会691办公室，其中： 上海水工机械厂研制的直径5.5m、6.8m岩石全断面隧道联 合掘进机组分别在云南下关西洱河水电站、贵州猫跳河水电站 成功掘进了输水隧道； 广州市革委会691办公室研制的直径4m、2.5m岩石全断面 隧道联合掘进机组分别在国防工程、三线铁路隧道隧道导洞中 应用。
以上。
1.5衬砌管片由铸铁材料发展到采用钢筋混凝土（钢纤维混
凝土）材料。
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一、隧道盾构工法的发展概述
2 国内隧道盾构工法的发展
2.1 上世纪50年代，北京、上海已开始研究盾构工法，1953 年采用人工掘进式盾构修建了直径2.6m的疏水巷道。 2.2 上世纪60年代，北京地铁动工建设，研制了试验性盾构。 2.3 上世纪60年代末，我国出现了岩石全断面隧道联合掘进 机研制热潮：
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一、隧道盾构工法的发展概述
盾构隧道掘进机
盾构隧道掘进机1 基本简介盾构隧道掘进机，简称盾构机。
是一种隧道掘进的专用工程机械，现代盾构掘进机集光、机、电、液、传感、信息技术于一体，具有开挖切削土体、输送土碴、拼装隧道衬砌、测量导向纠偏等功能，涉及地质、土木、机械、力学、液压、电气、控制、测量等多门学科技术，而且要按照不同的地质进行“量体裁衣”式的设计制造，可靠性要求极高。
盾构掘进机已广泛用于地铁、铁路、公路、市政、水电等隧道工程。
2 发展历程盾构机问世至今已有近180年的历史，其始于英国，发展于日本、德国。
近30年来，通过对土压平衡式、泥水式盾构机中的关键技术，如盾构机的有效密封，确保开挖面的稳定、控制地表隆起及塌陷在规定范围之内，刀具的使用寿命以及在密封条件下的刀具更换，对一些恶劣地质如高水压条件的处理技术等方面的探索和研究解决，使盾构机有了很快的发展。
盾构隧道掘进机据不完全统计，目前国外盾构机的主要制造厂有18家，集中在日本和欧美，如日本的三菱重工、川崎重工、小松制作所、日立造船、石川岛播磨重工，德国的海瑞克公司、维尔特公司，美国的罗宾斯公司，加拿大的罗法特公司等。
各个厂家可以根据不同的地质条件和不同的工程对象，以及使用单位的不同要求，设计、生产出不同直径、不同类型、以及有特殊要求的盾构机，以满足用户的需要，其工艺和设备先进。
（一）日本三菱重工（MitsubishiHeavyIndustries,Ltd.）日本三菱是一家具有100多年历史的企业集团，目前的经营范围除保持传统的造船业、汽车制造业和化工业外，还涉及金融领域，近些年来并涉足核能源、宇宙航天、生态环境和深海开发等尖端技术领域；其属下的直系企业有29家，三菱重工是其中的一家，为世界各地提供软、硬土盾构掘进设备的建设机械部是三菱重工旗下神户造船所的一个分支。
从1939年制造日本第一台手掘盾构机起，至2003年神户造船所就一共制造了1608台盾构机，其中包括土压平衡、泥水平衡、双圆、三圆、MMST等各种类型，数量和种类可谓世界第一，技术居国际之首。
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盾构机掘进工程简介
1.1 工程概况
某轨道交通三号线省博物馆站～文化宫站盾构区间拟采用2台小松盾构机施工，由文化宫站下井组装调试向省博物馆站始发掘进，在省博物馆站解体、吊出退场，盾构区间平面位置图见图 1.1-1。
区间线路右线起讫里程为YDK14+710.325～YDK15+845.944，右线全长1135.619m。
左线起讫里程为ZDK14+710.325～ZDK15+845.944，左线全长1130.577m（短链5.042m）。
本区间在YDK15+290.00处设一处带废水泵房的联络通道。
区间轨顶标高1860.104～1869.653m，地面标高为1890.17～1891.87m，南太桥盘龙江河底标高1886.5m，近日隧道路面标高1885.4m，盾构覆土厚度为19.2～27.7m。
区间线间距13-17m，平面由R=420m及R=450m的曲线及直线构成，区间线路坡度右线为-0.2%、-1.5%、-0.3%、1.1%、0.2%，左线为-0.2%、-1.5%、-0.3%、1.1%、0.2%。
在YDK15+290处设置一座联络通道（带排水泵房）。
图1.1-1 盾构区间平面位置图
1.2 工程地质
根据本区间《某市轨道交通3号线省博物馆站至文化宫站区间岩土工程勘察报告》，本工程场地勘探范围内的土层划分为新生代第四系全新统人工堆积层（Q4ml ），新生代第四系全新统冲洪积层（Q4al+pl ），第四系全新统冲湖积层（Q4al+l ），新生代第四系上更新统冲湖积层（Q3al+l ），寒武系中统陡坡寺组（Є 2d ）五大层。
沿线各地层的结构特征自上而下依次如附表一《地层岩性特征一览表》。
1.1.1本区间下穿地质情况
盾构机主要穿越地层为<9-2>粘土、<9-2-2>粘土、<9-3>
盘龙江
近日隧道
正
义路
粉质粘土、<9-5>粉土、<9-6>粉砂、<9-9>中砂，地质详勘报告揭示围岩自稳力差。
各地层情况描述如下：
<9-2>
粘土
灰、深灰、褐灰、灰褐、灰蓝色，可塑状，局部硬塑，土质较纯，偶夹粉质粘土、粉土、粉、
细砂薄层，具中等压缩性，属Ⅱ级普通土。
<9-2-2>粘
土
灰、灰褐色、灰黑色，软塑状，局部可塑状，偶夹粉质粘土、粉土、粉砂、中砂及淤泥质土薄层，具中高压缩性，属Ⅰ级松土。
<9-3>粉质
粘土
灰、深灰、灰兰色，可塑状，局部硬塑状，土质较纯，偶夹粉土、粘土、粉、细砂薄层，具中等压缩性，属Ⅱ级普通土。
<9-5>粉土
灰、灰褐色、深灰、灰兰色，稍～中密，很湿，夹腐殖物、粉砂、圆砾、粘土、粉质粘土，具中等压缩性，属Ⅰ级松土。
<9-6>粉砂
灰、灰褐色、深灰、灰兰色，稍～中密，饱和，局部夹中粗砂，具中等压缩性，属Ⅰ级松土。
<9-9>中砂
灰兰、灰褐色，稍密，饱和，分选性较差，砂粒成份以砂岩为主，局部含细砂及粉砂，具中等压缩性，属Ⅰ级松土。
具体地层分布详见1.2-1隧道地质纵断面图。
图1.2-1隧道地质纵断面图
本区间沿线共钻设了29个地质勘察孔，对沿线地质、地层及岩层分布情况进行勘察，形成的地质岩层芯状图；地层中各岩层的分布比例图（图1.2-2）；
图1.2-2地层中各岩层的分布比例图
1.1.2 隧道岩土物理力学相关参数表
某市轨道交通三号线省博物馆站-文化宫站
隧道岩土物理力学相关参数表1.2-1表。