第四讲 盾构TBM施工方法
地铁tbm施工方案
地铁TBM施工方案1. 引言地铁盾构机(TBM)是目前一种主流的地铁隧道施工方法，它以其高效、安全的特点在地铁建设中得到了广泛应用。
本文将介绍地铁TBM施工方案，包括其工作原理、施工步骤和注意事项等内容。
2. 工作原理地铁TBM是一种隧道掘进机械，通过不断推进和掘进地面，完成地铁隧道的开挖工作。
其主要由以下几个部分组成：•头部切割装置：由盾构机前部的刀盘和刮板构成，用于切割和移除土层。
•推进装置：提供推动力和支撑作用，使盾构机在地下推进。
•地层支护：在TBM推进过程中，需要进行土层的加固和支护，以保证隧道的稳定性和安全性。
•排泥系统：将切削下来的土层通过管道输送到地面。
地铁TBM的工作原理即通过不断推进和切割土层，完成地铁隧道的开挖和支护。
3. 施工步骤地铁TBM的施工步骤通常包括以下几个阶段：3.1 地质勘察和预处理在开始施工之前，需要进行地质勘察和预处理工作。
通过对地下地质、地下水和地下障碍物等情况进行评估和分析，确定施工方案并采取相应的措施。
3.2 TBM安装和调试在施工现场搭建临时工地，并将TBM运输到施工现场安装。
安装过程中需要对TBM进行各种调试和检测，确保其正常运行和安全使用。
3.3 开挖隧道TBM推进过程中，根据设计要求，按照一定的推进速度和切割深度，完成隧道的开挖工作。
同时，要及时处理地下水和泥浆等问题，确保施工现场的安全和环保。
3.4 地层支护在隧道开挖的同时，需要进行地层支护工作，以保证隧道的稳定性和安全性。
常用的地层支护方式包括预制管片法、螺旋钢管法和泥浆注浆法等。
3.5 完工验收和运维隧道开挖和地层支护完成后，进行工程完工验收和相关设备的运维工作。
同时，还需要进行清理施工现场和相关设备，确保施工环境的整洁和安全。
4. 注意事项在地铁TBM施工过程中，需要注意以下几个方面的问题：•安全问题：地铁施工是一项高风险工作，需要严格按照相关安全规定和操作规程进行，确保施工人员的安全。
第四讲 盾构TBM施工方法 ppt
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1.9 参数探讨
土体的颗粒级配, 渗透系数κ和弃土容重γ是我们已有的岩土工程 勘察报告中比较容易获得的数据, 且易于理解和使用;
土体的粘稠度指标Ic (包括土体的液限,塑限等)的基本概念如下: Ic = 1-IL
IL = (W-WL) / (WL-WP)
IP = WL-WP
Ic – Consistency Index ／粘稠度指数
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上海复兴路双层隧道
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1.7 怎样选择合适的盾构机型？
敞开式适合于稳定地层，无地下水的地质条件且对地表沉降 的要求不高情况下（＜２cm)；
对于土压平衡或泥水平衡盾构，则需要考虑诸多因素的复合 作用，尤其是对混合地层条件下盾构机选型问题，需要特别值得 重视（新加坡DTSS T-05和T-06项目，经验教训值得参考和借鉴）
混合地层是指：土和砂砾石的混合，土岩混合或者岩石强度 差别很大的隧道断面并伴有地下水存在的情况．
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Dr. Herrenknecht 提供的德国常用的土压与泥水平衡盾构选择 应考虑的颗粒尺寸因素
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土体颗粒影响曲线(中文译文)
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盾构选型应考虑的三个重要土层参数： 稠度指数Ic，渗透系数K和容重r
第四讲 盾构/TBM法隧道施工方法
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主要内容
• 与传统盾构法相关的主要参数及问题
• 与TBM法相关的主要参数及问题
• Mixed Face 的相关参数及问题
• 其它问题
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0 前言
盾构 －Shield Driving( Open, EPB, Slurry)
TBM – Tunnel Boring Machine (Shielded)
TBM安装平台施工方法与技术措施
TBM安装平台施工方法与技术措施TBM（土压平衡盾构机）是一种非常常用的隧道施工设备，其安装平台的施工方法和技术措施对整个项目的进度和效果有着重要影响。
以下是关于TBM安装平台施工方法和技术措施的一些详细介绍：一、TBM安装平台施工方法1.场地平整：首先要对TBM安装平台的场地进行平整，确保工作区域能够满足施工需要。
需要进行场地的地质勘探、地质分析和土质平整等工作，以保证安装平台的稳定和安全。
2.基础施工：接着进行基础施工工作，包括地基处理和基础深挖。
地基处理主要是解决场地承载力不足或者土壤不稳定的问题，例如进行填筑加固、地基加固或者地基换土等工作；基础深挖则是针对需要建设较深基础的情况进行，如使用挡土墙或者连续墙进行地下开挖支护。
3.平台搭设：在基础施工完成之后，开始进行平台搭设工作。
平台的搭设需要根据TBM的尺寸和施工需求进行设计，并采用合适的材料进行搭建，如钢结构或者混凝土结构等。
同时还需要考虑平台的施工交通、排水以及通风等问题。
4.支护工程：TBM安装平台的支护工程需要根据具体情况进行设计和实施。
常见的支护措施包括拉索支撑、立方体支撑或者千斤顶等，以确保平台的稳定和安全。
5.安全设施：在进行TBM安装平台施工的过程中，需要设置相关的安全设施。
这包括预防和应急设施，如防护栏、安全网、灭火器和紧急出口等。
同时，还需要对施工人员进行安全培训和交底，提高他们的安全意识和技能。
二、TBM安装平台技术措施1.人员管理：TBM安装平台施工需要有专业的施工人员进行操作，他们需要具备相关的技术和经验。
同时，还需要设置专门的现场管理人员，负责协调施工进度、监督施工质量和安全管理等工作。
2.材料管理：TBM安装平台的施工过程中需要使用大量的材料，包括钢材、混凝土、水泥等。
为了确保材料的质量和及时供应，需要对材料进行统一的采购和管理，并与供应商进行良好的沟通和配合。
3.施工监控：TBM安装平台施工过程中需要进行实时监控，以确保施工的顺利进行和质量的控制。
土压平衡盾构施工工艺
土压平衡盾构施工工艺1. 概述土压平衡盾构（TBM）是一种先进的隧道掘进技术，是目前全球范围内最常用的隧道掘进方法之一。
TBM 的掘进过程是由一个大型的盾构机来实现的，该机器能够将同时围绕着盾构机的土层进行压缩和保证平衡，以确保掘进过程持续稳定进行。
2. 工程准备在进行TBM 施工之前，需要进行一系列的工程准备。
首先需要进行勘探设计，以确定施工的具体方案。
其次，需要选择合适的 TBM 设备，并进行必要的试验和检验。
然后，施工方还需要对隧道工地进行清理和准备工作，将隧道工地的杂物和垃圾清理干净，确保施工现场整洁。
3. 施工方案TBM 施工的主要流程包括：钻进、开挖、支护和撤机。
在进入TBM 施工时，需要进行以下步骤：3.1 钻进TBM 施工的第一步是进行钻进作业。
钻进需要先打井，将 TBM 设备安装在井口处。
待 TBM 设备安装完成后，需要进行贯入试验，验证 TBM 设备的稳定性和准确性。
3.2 开挖在钻进作业完成后，将开始进行开挖作业。
TBM 设备通过旋转推进头，驱动盾构机前进。
同时，通过同步设置的顶板千斤顶或切削力补偿器来控制施工现场的土压平衡，以保持盾构机的稳定运行。
3.3 支护开挖完成后，需要进行支护。
支护是为了防止掘进后的隧道局部塌陷或整个管道系统的坍塌，以保证工地安全和施工质量。
支护直接影响着整个施工的安全和稳定性，因此支护的工作必须得到重视。
3.4 撤机当隧道开挖完成后，需要进行撤机作业。
撤机始于盾构机的后方，将主体部分拆卸下来，然后在逆向方向进行回撤，黏着部位的地基要另行考虑方案并安排实施，最后进行设备拆除和工地清理。
4. 施工优势TBM 施工具有许多优势。
首先，可保持隧道开挖的高度和宽度的一致性，大大提高了施工效率。
其次，TBM 施工的噪音和灰尘要比传统的开挖方法低得多。
此外，TBM 施工能够同时进行多个施工步骤，相对传统施工方式更加快速高效。
5. 施工安全TBM 施工需要进行严格的安全控制。
《盾构施工方法》
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通过盾构施工控制达到五种平衡状态
1、土压力的平衡（开挖过程控制） 2、进尺与出土量的平衡（即时控制） 3、注浆量与建筑孔隙量的平衡（填充控制） 4、盾构掘进参数变化量的平衡（掘进参数控制） 5、盾构与管片两者各项姿态间的平衡（轴线控制）
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开挖面稳定控制
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隧道轴线控制
管理重点：盾构姿态；成环管片姿态；管片选型。 通过施工测量以及盾构设备的自动导向系统，实时取得
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(8) 地下连续墙法施工示意图
地下连续墙法可用于点式、条式地下工程的施工，如上海、广州 大部分地铁车站均采用该法施工。其特点类似于明挖法，但比明挖法 占用场地小，对周围环境影响较小，且造价相对较低。
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(9)TBM法地下结构施工示意图
目前国内,习惯上将用于岩石地层的隧道掘进 机称为TBM,将用于软土地层的隧道掘进机称 为盾构机。归类还是同在掘进机门下。
盾构掘进方向
第一节台车 第二节台车 第三节台车
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反力架的结构型式
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初始掘进 ----掘进前的准备工作
• （1）洞口土体加固 • （2）地面配套设施安装施工 • （3）洞门范围内的钻孔灌注桩凿除 • （4）始法台架安装 • （5）盾构始发轨道铺设 • （6）反力架安装 • （7）洞门橡胶密封圈安装 • （8）盾尾密封刷涂满密封油脂 • （9）盾构机的联动调试满足要求 • （10）临时管片准备就绪 • （11）碴土运输准备工作就绪 • （12）盾构机已准确定位 • （13）自动导向系统安装、测试完毕 • （14）初始掘进范围内的地面监测点已布设完毕并获得初始的数据 • （15）供电系统（含备用电源）、给排水系统、通信系统等正常 • （16）始发反力架和基准环已在始发井地面试拼装，在井下安装时要经过精确定位测量
盾构法(含TBM)施工技术要求
盾构法（含TBM）施工技术要求1一般要求工程所使用的原材料、半成品或成品的质量应符合国家现行的有关标准、设计要求和本规范的规定。
盾构掘进施工必须建立施工测量和监控量测系统。
2前期调查收集了解工程勘察的已有资料，熟悉施域的工程地质、水文地质、地面建（构）筑物、交通流量、地下构筑物及地下管线等情况。
3技术准备3.1 盾构掘进施工前应编制详细的施工组织设计。
3.2 针对特殊地段编制具体施工方案。
3.3 按工程特点和环境条件做好测量及监测的准备工作。
4设备、设施准备盾构及配套设施选型时要充分考虑隧道功能、隧道外径、长度、埋深和地质条件、沿线地形、地面建筑物、地下构筑物、地下管线等环境条件及周围环境对地层变形的控制要求，开挖和衬砌等诸多因素。
5盾构施工测量5.1 盾构施工测量主要内容应包括地面控制测量、竖井联系测量、地下控制测量、掘进施工测量、贯通测量和竣工测量。
5.2 测量工作开始前，应接受和收集相关测量资料，办理测量资料交接手续，并对既有测量控制点进行复测和保护。
5.3 了解盾构结构和自身导向系统的特点、精度，制定科学可行的盾构施工测量方案。
5.4 盾构施工隧道贯通测量中误差应符合以下要求：横向贯通测量中误差（mm）±50高程贯通测量中误差（mm）±256 管片制作6.1 混凝土管片应由具备混凝土预制构件专业承包二级及以上的专业厂家制作完成。
6.2 管片生产厂家应有相应的生产技术标准、健全的质量管理体系及质量控制和质量检验制度。
6.3 管片生产应编制技术方案，并应事先得到审查批准。
6.4 预制成型管片允许偏差应符合相关规范的要求。
7盾构施工7.1 一般规定（1）盾构施工必须根据隧道穿越的地质条件、地表环境等情况，通过试掘进确定合理的掘进参数和碴土改良的方法，确保盾构刀盘前方开挖面的稳定，做好掘进方向的控制，确保隧道轴线符合设计要求。
（2）盾构施工时必须做到：1）盾构掘进中必须确保开挖面土体稳定。
TBM施工方法解析2024
引言概述：TBM（盾构机）施工是一种高效、安全、经济的地下工程施工方法，被广泛应用于城市地下交通设施建设。
本文将深入解析TBM施工方法，探讨其在不同条件下的适用性和优势。
正文内容：一、TBM施工方法的基本原理1.地质勘探和预测：通过地质勘探和勘查，了解地下工程施工中可能遇到的地质条件，为TBM施工的顺利进行提供依据。
2.盾构机的结构和工作原理：介绍盾构机的主要部件和工作原理，包括刀盘、螺旋输送机、土压平衡等，为后续的施工过程提供背景知识。
二、TBM施工方法的适用条件1.地下水位和地下水压力：解析地下水位和地下水压力对盾构机施工的影响，讲述在各种条件下盾构机的应对策略。
2.岩土工程特性：探讨土壤和岩石的不同特性对盾构机施工的影响，分析TBM在不同地质条件下的适用性和限制。
三、TBM施工过程的关键步骤1.准备工作：介绍盾构机施工前的准备工作，包括场地平整、现场设备准备等内容。
2.推进施工：详细阐述盾构机的推进施工过程，包括开挖、土壤处理、蓄水和沉管等步骤，解析每个步骤的作用和操作要点。
3.补偿措施：探讨在TBM施工过程中可能遇到的问题和风险，如地下水突泉、地层变动等，提供相应的补偿措施。
4.管片安装：介绍盾构机施工中管片的安装过程，包括制备和安装步骤，突出安全和质量控制。
四、TBM施工方法的优势和不足1.优势：分析TBM施工方法相比传统施工方法的优势，包括施工速度快、安全性高、对周围环境影响小等。
2.不足：指出TBM施工方法的不足之处，如高成本、维护困难等，为其在实际应用中的考量提供参考。
五、TBM施工方法的发展趋势1.技术改进：介绍TBM施工技术的最新改进，如智能化控制、自动化监测等，展望未来盾构技术的发展方向。
2.项目案例：国内外典型的TBM施工项目案例，包括地铁隧道、水利隧道等，展示TBM施工方法在实际工程中的应用效果与成就。
总结：通过对TBM施工方法的深度解析，我们可以得出结论，TBM施工方法是一种具有较高效率、安全可靠性的地下工程施工方法。
隧道施工方法TBMPPT课件
薛亚东 副教授 地下建筑与工程系
2010年4月28日
E-mail: Mobile:
隧道掘进机（TBM）
是一种开挖地下隧道与洞室的专门设备。它利用破 岩刀具施加的机械力，直接切割破碎岩石，切割下 的碎碴由铲碴装置不停地排出。掘进机上还安装有 支护、衬砌、吸尘、通风、导向等辅助设备，能完 成多种作业，因此又称为联合掘进机。
兴趣是学习的最好老师！
TBM发展
1856年世界上第一台TBM在美国马萨诸塞洲铁路
隧道试验段由John Wilson制造，长6.56km，TBM 只掘进了3 .48m放弃了。
截止20世纪50年代中期，只有15台TBM制造。 此后TBM真正进入发展阶段 目前世界上每年开挖的隧道已有30%-40%是由TBM
You Know, The More Powerful You Will Be
结束语
感谢聆听
不足之处请大家批评指导
Please Criticize And Guide The Shortcomings
讲师：XXXXXX XX年XX月XX日
直径9.03米
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2020/11/21
铲刀16把 滚刀8把
先行刀24把
兴趣是学习的最射混凝土
皮带运输
防水卷材料施工
TBM面临的问题
1. TBM刀具、施工参数及与地层适应性的技术经济分析 2. 复杂地质条件下长大输水隧道设计、施工技术研究 3. TBM施工隧道的支护新材料选择及裂缝控制技术研究 4. 长大输水隧道TBM信息化施工系统的开发与应用 5. 不良地层中TBM隧道施工的动态智能反馈与控制 6. 施工阶段的技术及经济风险分析
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主要内容
• 与Байду номын сангаас统盾构法相关的主要参数及问题 • 与TBM法相关的主要参数及问题 • Mixed Face 的相关参数及问题 • 其它问题
0 前言
盾构 －Shield Driving( Open, EPB, Slurry)
TBM – Tunnel Boring Machine (Shielded)
硬度－岩石抵抗由于压入或刮入而带来的局部（表面）破坏的特性
Fracture toughness – Resistance to fracture propagation
断裂粗糟度－岩石抵抗裂缝扩展的特性
Coefficient of friction – Resistance to sliding of two bodies with planar surface in in contact
1.1 就盾构而言,不论是敞开式, 土压平衡式还是泥水平衡式 盾构, Shielding 是不可或缺的！Segment Lining 是必须的．
1.2 敞开式盾构易于发展异型盾构，而土压平衡式和泥水平 衡式盾构可以发展似圆异型盾构．
1.3 异型盾构能够发挥其特性，从而满足各种不同功能的要求
1.4 异型盾构多发源于日本，我国上海已经成功应用．
顶管－ Pipe Jacking
当前的趋势：盾构和TBM越来越密切结合，特别
是城市地下工程的大力发展，导致Mixed Face 和 Mixshield 的出现已经成为不可避免！顶管工程的最 大直径和最大尺寸问题也已经多次提到议事日程！
1. 盾构 －Shield Driving( Open, EPB, Slurry)
土体颗粒影响曲线(中文译文)
盾构选型应考虑的三个重要土层参数： 稠度指数Ic，渗透系数K和容重r
土层的粘稠度指标Ic 和渗透系数以及弃土土体容重 等参数对盾构机选型的影响(中文译文)
最适合于土压平衡盾构的流塑性土层
1.8 盾构选型应考虑的主要土层参数 1.8.1 土体的颗粒大小分配结果; 1.8.2 土体的粘稠度指标Ic (包括土体的液限,塑限等); 1.8.3 渗透系数κ（实际中应考虑地下水的情况） 1.8.4 弃土容重γ
异型管片
Smart Solution Project in Kuala Lumpur / Malaysia Lime stone strata are the key question to be solved
上海复兴路双层隧道
1.7 怎样选择合适的盾构机型？
敞开式适合于稳定地层，无地下水的地质条件且对地表沉降 的要求不高情况下（＜２cm)；
岩石与矿物地层结构
三种岩石的相互转换示意图
火成岩
岩浆 变质岩
沉积物 沉积岩
2.2 常见火成岩的分类
酸性的
中性的
深成的 半深成的
火山的
碱性的
超碱性的
2.3 常见的沉积岩分类
砾质的 砂质的 粘土质的
钙质的 铁质的
2.4 常见的变质岩分类
角闪岩 石英岩 大理岩 片麻岩 板岩 千枚岩 片岩
长英片麻岩
Deformability – Resistance to change of shape or volume
变形特性 － 岩石抵抗形状或体积改变的特性．
Hardness – Resistance to a local (surface) failure by indentation or scratching
1.5 Smart Solution Project in Kuala Lumpur / Malaysia 是用 圆形盾构解决隧道多功能问题的成功途径！
1.6 EPB & Slurry TBM 是城市地下工程中广泛采用的方式，尤 其是对于愈来愈复杂的城市地下环境而言．
我国上海成功应用异型盾构的例子 异型盾构隧道
1.9 参数探讨
土体的颗粒级配, 渗透系数κ和弃土容重γ是我们已有的岩土工程 勘察报告中比较容易获得的数据, 且易于理解和使用;
土体的粘稠度指标Ic (包括土体的液限,塑限等)的基本概念如下: Ic = 1-IL
IL = (W-WL) / (WL-WP)
IP = WL-WP Ic – Consistency Index ／粘稠度指数 IL -- Liquidation Index／液性指数 IP – Plasticity Index ／塑性指数
2.5 岩体的不连续性
原岩石
节理面
节理(裂隙)化岩体
岩土工程解译
2.6 岩石的基本力学特性指标
Strength – Resistance to (bulk) failure under elementary stresses such as compression, tension or shear
- Effect of confining pressure, temperature， strain rate, pore- liquid pressure, specmen size, etc. on strength properties.
强度 － 单位应力（压缩，拉伸或剪切）作用下岩石抵抗破坏的能力 围压，温度，应变速率，空隙液体压力，试件尺寸等影响强度特性．
对于土压平衡或泥水平衡盾构，则需要考虑诸多因素的复合 作用，尤其是对混合地层条件下盾构机选型问题，需要特别值得 重视（新加坡DTSS T-05和T-06项目，经验教训值得参考和借鉴）
混合地层是指：土和砂砾石的混合，土岩混合或者岩石强度 差别很大的隧道断面并伴有地下水存在的情况．
Dr. Herrenknecht 提供的德国常用的土压与泥水平衡盾构选择 应考虑的颗粒尺寸因素
Ic –粘稠度指数与和IL -- 液性指数与土体状态之间的关系
( IC ≥ 1) ( 1 > IC ≥ 0.75) ( 0.75 > IC ≥ 0.25) ( 0.25 > IC ≥ 0)
( IC < 0)
土体的含水量界限图
2 . TBM – Tunnel Boring Machine
2.1 岩石的基本构成： 火成岩 － Igneous Rocks 沉积岩 － Sedimentary Rocks 变质岩 － Metamorphic Rocks