盾构机的种类PPT课件
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《盾构知识精讲》PPT课件

广泛的应用
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盾构机的种类
敞口式盾构机 半敞口式盾构机 封闭式盾构机
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盾构机的种类
传统型 盾构机
敞口式盾构机
半机械型 盾构机
机械型 盾构机
半敞口式盾构机
网格挤压式盾构机
泥水型 盾构机
封闭式盾构机
土压型 盾构机
整理ppt
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泥水盾构与土压平衡盾构的比较
泥水盾构机压力平衡图
泥水平衡式盾构机是在泥水舱
送机中填满了土壤和土壤调节剂 。
✓进行封闭式开挖时,刀盘在充满了弃土的情况下旋转时,在砂砾地层上
尤其需要很高的扭矩,这样对刀具和刀盘的磨损就会很大 。
✓如果土壤调节剂不够,则需要高扭矩,且刀具和刀盘的磨损度很大 。
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土压平衡式盾构机各部分的功能描述
土压平衡盾构机由主机及后配套辅助系统构成。 主机包括:盾壳、刀盘、刀盘驱动系统、推进系 统、螺旋输送机、管片安装器、盾尾密封装置和人 行闸室。 后配套辅助系统包括:出碴系统、碴土改良系统、 管片运输系统、隧道导向系统、数据采集和处理系 统、同步注浆系统、液压泵站、注脂系统、控制系 统、供电系统、压缩空气系统、冷却水系统、通风 系统等。
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土压平衡式盾构机各部分的功能描述
一、盾壳
前体、中体和与之焊在一起的承压隔板作为刀盘驱动的支承,压力 通过前盾作用到开挖面以稳定开挖面。前体同时也起到平衡由刀盘作用 于土层而产生的力。
土仓用于存放切削下来的岩土,并由承压隔板将土仓与盾构机内 部隔开。土仓内设有搅拌棒,以便于对注入土仓内的泡沫、膨润土等添 加剂进行充分搅拌,对渣土进行改良。在土仓下部,有供螺旋输送机叶 片进入的开口,在保养和维修螺旋输送机时,螺旋输送机可从开口退出, 开口用卡门密封,以保证盾构机的密封和开挖面的稳定。
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盾构机的种类
敞口式盾构机 半敞口式盾构机 封闭式盾构机
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盾构机的种类
传统型 盾构机
敞口式盾构机
半机械型 盾构机
机械型 盾构机
半敞口式盾构机
网格挤压式盾构机
泥水型 盾构机
封闭式盾构机
土压型 盾构机
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泥水盾构与土压平衡盾构的比较
泥水盾构机压力平衡图
泥水平衡式盾构机是在泥水舱
送机中填满了土壤和土壤调节剂 。
✓进行封闭式开挖时,刀盘在充满了弃土的情况下旋转时,在砂砾地层上
尤其需要很高的扭矩,这样对刀具和刀盘的磨损就会很大 。
✓如果土壤调节剂不够,则需要高扭矩,且刀具和刀盘的磨损度很大 。
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土压平衡式盾构机各部分的功能描述
土压平衡盾构机由主机及后配套辅助系统构成。 主机包括:盾壳、刀盘、刀盘驱动系统、推进系 统、螺旋输送机、管片安装器、盾尾密封装置和人 行闸室。 后配套辅助系统包括:出碴系统、碴土改良系统、 管片运输系统、隧道导向系统、数据采集和处理系 统、同步注浆系统、液压泵站、注脂系统、控制系 统、供电系统、压缩空气系统、冷却水系统、通风 系统等。
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土压平衡式盾构机各部分的功能描述
一、盾壳
前体、中体和与之焊在一起的承压隔板作为刀盘驱动的支承,压力 通过前盾作用到开挖面以稳定开挖面。前体同时也起到平衡由刀盘作用 于土层而产生的力。
土仓用于存放切削下来的岩土,并由承压隔板将土仓与盾构机内 部隔开。土仓内设有搅拌棒,以便于对注入土仓内的泡沫、膨润土等添 加剂进行充分搅拌,对渣土进行改良。在土仓下部,有供螺旋输送机叶 片进入的开口,在保养和维修螺旋输送机时,螺旋输送机可从开口退出, 开口用卡门密封,以保证盾构机的密封和开挖面的稳定。
《盾构机分类及选型》课件

《盾构机分类及选型》PPT课 件
本课件将介绍盾构机的分类和选型,帮助您更好地了解和选择适合用于隧道掘进的特种土木工程机械设备。
作用: 盾构机通过推进的方式在地下隧道掘进过程中同时完成支撑和爆破土层的工 作。
结构和组成部件: 盾构机由主体结构、推进系统、导轨系统、排土系统、液压系统等部件组成。
优缺点: 矩形盾机具有适应性强、施工环境控制较好的优点,但刀盘转动较为复杂,构造复杂度较高。
开式盾构机
开式盾构机是一种常见的盾构机结构形式。
基本结构: 开式盾构机由盾体、刀盘、推进室等部分组成,前部没有闭合的壳体。
工作原理: 开式盾构机通过刀盘的旋转挖掘土层,同时进行支撑和排土工作。
适用工程特点和范围: 开式盾构机适用于软弱土层、沉积层等多种地质条件下的隧道掘进工程。
优缺点: 圆盾机具有掘进速度快、施工效率高的优点,但在硬岩地层中的适用性较差。
矩形盾机
矩形盾机是另一种常见的盾构机类型。
基本结构: 矩形盾机由盾体、刀盘、推进室等部分组成。
工作原理: 矩形盾机通过刀盘的旋转和前铰链的作用挖掘土层,同时推进室内进行支护,实现隧道的掘进。
适用工程特点和范围: 矩形盾机适用于较硬的地层,如岩石、玄武岩等,能够应对不同地质条件下的隧道工程。
盾构机的分类
盾构机可按照不同的方式进行分类。
按推进方式分类: 圆盾机和矩形盾机。
按盾构机构型分类: 开式盾构机和封闭式盾构机。
圆盾机
圆盾机是一种常见的盾构机类型。
基本结构: 圆盾机由盾体、刀盘、推进室等部分组成。
工作原理: 圆盾机通过刀盘的旋转挖掘土层,同时推进室内进行支护,实现隧道的掘进。
适用工程特点和范围: 圆盾机适用于软弱土层、淤泥层、砂质土层等多种地质条件下的隧道掘进工程。
本课件将介绍盾构机的分类和选型,帮助您更好地了解和选择适合用于隧道掘进的特种土木工程机械设备。
作用: 盾构机通过推进的方式在地下隧道掘进过程中同时完成支撑和爆破土层的工 作。
结构和组成部件: 盾构机由主体结构、推进系统、导轨系统、排土系统、液压系统等部件组成。
优缺点: 矩形盾机具有适应性强、施工环境控制较好的优点,但刀盘转动较为复杂,构造复杂度较高。
开式盾构机
开式盾构机是一种常见的盾构机结构形式。
基本结构: 开式盾构机由盾体、刀盘、推进室等部分组成,前部没有闭合的壳体。
工作原理: 开式盾构机通过刀盘的旋转挖掘土层,同时进行支撑和排土工作。
适用工程特点和范围: 开式盾构机适用于软弱土层、沉积层等多种地质条件下的隧道掘进工程。
优缺点: 圆盾机具有掘进速度快、施工效率高的优点,但在硬岩地层中的适用性较差。
矩形盾机
矩形盾机是另一种常见的盾构机类型。
基本结构: 矩形盾机由盾体、刀盘、推进室等部分组成。
工作原理: 矩形盾机通过刀盘的旋转和前铰链的作用挖掘土层,同时推进室内进行支护,实现隧道的掘进。
适用工程特点和范围: 矩形盾机适用于较硬的地层,如岩石、玄武岩等,能够应对不同地质条件下的隧道工程。
盾构机的分类
盾构机可按照不同的方式进行分类。
按推进方式分类: 圆盾机和矩形盾机。
按盾构机构型分类: 开式盾构机和封闭式盾构机。
圆盾机
圆盾机是一种常见的盾构机类型。
基本结构: 圆盾机由盾体、刀盘、推进室等部分组成。
工作原理: 圆盾机通过刀盘的旋转挖掘土层,同时推进室内进行支护,实现隧道的掘进。
适用工程特点和范围: 圆盾机适用于软弱土层、淤泥层、砂质土层等多种地质条件下的隧道掘进工程。
盾构机工作原理幻灯(使用)

4.1、抵挡周围土体压力的功能
• 抵挡周围土体压力的功能是由盾构机前壳 体、中壳体和盾尾壳体完成。 盾构机主机壳体是用钢板焊接而成的园型 筒体,在内部 焊有筋板、环板等一些加强 板,具有足够的耐土压、水压的强度和刚 度。
参数
• (1)盾构机外径 6340 mm • (2)盾构机内径 6260 mm • (3)盾尾间隙 30 mm (单侧) • (4)壳体钢板厚 切口环 40 mm (材质 Q235) 支撑环 40 mm (材质Q235) 盾尾环 40 mm (材质Q235) • (5)盾构机主机长 8105mm • (6)盾构机主机壳体分块数 4分块
盾构机工作原理
1.盾构机的发展历史
• 盾构机作为修建地下隧道的一种设备,最早出现 在 1818年,当时是在修建泰晤士河横断隧道,是 由托勒维克斯提出了盾构方案,并取得了专利。 1896年由莱普斯设计出近似于现在的机械式盾构。 现在盾构机广泛使用于地下铁道、公路、电力通 信、上下水道等城市技术设施的建设。根据有关 资料记载,1964至1984年的20年间,日本就制造 了大概5000台盾构机。日本的很多厂家都可以制 造盾构机 象三菱重工、川崎重工、小松、日立等 公司。
皮带机参数
• • • • • 数量一套 皮带宽650mm 速度130m/min长 驱动电机18.5kw 排土量280m3/h
4.5、管片的装卸、运输、拼装功能
• 通过单、双轨梁上的起吊管片的电动环链 葫芦将管片从运输车上吊起运送至拼装机 处,管片拼装由拼装机完成。
4.6、管片衬砌背后环状空隙注浆功 能(同步注浆):
4.10.1、加泥注入系统
• • • • • • •
加泥注入设备安装在后续台车上。 规格: 泵形式:橡胶管挤压式 泵规格: ① 加泥注入泵15kW×2只 ② 气泡注入泵1.5kW×1只 泥箱容量:6.8 m3×1只
海瑞克盾构机介绍PPT

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刀具
目前盾构机刀具按切削原理划分,一般公认有滚刀和切削刀两 种类型(根据隧道围岩性质不同、切削目的不同,这两类刀具还 可进一步细分)。
滚刀的切削原理主要是刀具依靠挤压破岩,一般用于岩石隧道 的掘进。当虽然穿越松散地层但有大粒径的砾石(粒径大于 400mm)、并且含量达到一定比例时,也可采用滚刀型刀具。另 在隧道地质条件复杂多变、岩石(强度不算太高)与一般土体(或 粘土或砂土)交错频繁出现的情况,也有可能采用滚刀型刀具, 即在复合式盾构机中采用。
2008年至今先后在广州和深圳及南昌等城市参与地 铁施工,两台盾构机于2015年1月至9月运抵公司广 州盾构维修中心由中船重工公司进行全面维护保养, 该土压平衡盾构机整机长度约75米,盾体长度8.2米, 最小转弯半径200米,总重量约为429吨,总装机功 率约为1660kw,变压器容量2000kVA。
中盾处有20个分为4组的推进千斤顶,为盾 构机前进提供推力,千斤顶可以分组控制也 可以单独控制,可实现盾构机上、下、左、 右不同方向的调节。
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人仓 中盾上安装有一个双舱的人仓结构,人仓的作用是
提供一个密闭的与土仓压力一致的施工环境,可在 施工过程中根据需要进行刀具的检查更换和土压传 感器的检修等工作,也为进入盾构机前方的施工人 员提供休息的空间。 人仓内的作业可分为常压和带压,开仓作业是有很 高风险的施工,需编制专项施工方案以及做好充足 的安全保障准备和人员、技术准备。
每一环的砂浆注入量通过计算得出,但是理论注入 值不一定能满足实际需要,因此需要根据实际情况 的变化,及时进行二次补浆。
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2号台车
2号台车左侧为膨润土罐及膨润土泵、泡沫泵及泡 沫箱,可以理解为该部分为渣土改良剂部分,针对 不同地层条件,注入对应的渣土改良剂,降低施工 风险,保证设备安全及施工进度。
刀具
目前盾构机刀具按切削原理划分,一般公认有滚刀和切削刀两 种类型(根据隧道围岩性质不同、切削目的不同,这两类刀具还 可进一步细分)。
滚刀的切削原理主要是刀具依靠挤压破岩,一般用于岩石隧道 的掘进。当虽然穿越松散地层但有大粒径的砾石(粒径大于 400mm)、并且含量达到一定比例时,也可采用滚刀型刀具。另 在隧道地质条件复杂多变、岩石(强度不算太高)与一般土体(或 粘土或砂土)交错频繁出现的情况,也有可能采用滚刀型刀具, 即在复合式盾构机中采用。
2008年至今先后在广州和深圳及南昌等城市参与地 铁施工,两台盾构机于2015年1月至9月运抵公司广 州盾构维修中心由中船重工公司进行全面维护保养, 该土压平衡盾构机整机长度约75米,盾体长度8.2米, 最小转弯半径200米,总重量约为429吨,总装机功 率约为1660kw,变压器容量2000kVA。
中盾处有20个分为4组的推进千斤顶,为盾 构机前进提供推力,千斤顶可以分组控制也 可以单独控制,可实现盾构机上、下、左、 右不同方向的调节。
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人仓 中盾上安装有一个双舱的人仓结构,人仓的作用是
提供一个密闭的与土仓压力一致的施工环境,可在 施工过程中根据需要进行刀具的检查更换和土压传 感器的检修等工作,也为进入盾构机前方的施工人 员提供休息的空间。 人仓内的作业可分为常压和带压,开仓作业是有很 高风险的施工,需编制专项施工方案以及做好充足 的安全保障准备和人员、技术准备。
每一环的砂浆注入量通过计算得出,但是理论注入 值不一定能满足实际需要,因此需要根据实际情况 的变化,及时进行二次补浆。
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2号台车
2号台车左侧为膨润土罐及膨润土泵、泡沫泵及泡 沫箱,可以理解为该部分为渣土改良剂部分,针对 不同地层条件,注入对应的渣土改良剂,降低施工 风险,保证设备安全及施工进度。
《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
盾构法课件

管片结构设计
管片内径的确定 主要取决于地下结构的限界,同时还要考虑施工误差、测 量误差、线路拟合误差及不均匀沉降等其他因素。 国内地铁区间隧道的建筑限界一般为直径5200m的圆形。
隧道内经一般有两种方案5400mm和5500mm。 5400内径主要用于地基承载力较高的地区如北京、深圳。 5500mm主要用于地基承载力较小的地区,如南京、上海
水土分算法中,作用于衬砌结构上水压力有径向水压和均布水压两种 径向水压更接近真实情况。
地层抗力
隧道结构产生变形向土体挤压时产生的被动抗力根据Winkler假
定计算 K K:地层弹性抗力系数 :相应点的位移
影响盾构隧道侧向抗力的最主要因素有: ①土层的软硬程度,含水量等和盾构隧道的埋置深度②土层的 先期固结状态,盾尾间隙填充物的填充质量③盾构推进时对地 层的剪切、挤压、纠偏等引起的土体的扰动④土体扰动以后, 土层的主固结和次固结⑤土体的流变效应
片环的整体的抗弯刚度,以处理接头处的情况。当采用错缝拼接
时出现弯矩传递现象混凝土管片产生附加弯矩(1+ )M(M为计 算弯矩值);接头设计的弯矩为(1- )M以此来评价管片环的弯 矩设不计均的匀轴分力配值,仍通为常计算0轴.6力≤ 值≤;0.当8,采0用.3通≤ 缝 拼≤0接.5时, = 0。
盾构区间结构设计
一、盾构机类型与选型介绍及 优缺点
二、计算荷载
三、计算模型
四、管片结构设计
盾构机分类——主要3种分
类方法
一、按隧道掘进机形状分类 矩形盾构、双圆形盾构、三圆形盾构和圆形盾构
二、按地层类型分类
1.对于完整的岩石地层,不必对开挖面进行支护,隧 道掘进机可以是敞开的即敞开式盾构机;对于坚硬岩 层或裂隙岩层要采用护盾式隧道掘进机。 2.对于软粘土层通常采用土压平衡式盾构;对于砂性 土层通常采用泥水平衡式盾构。
《盾构机实用知识》幻灯片

用半自动或手动模式。 • 操作司机根据盾构机综合参数如刀盘扭矩、土压及
出碴情况等,可对泡沫剂和空气的流量进展手动调 节,当掘进完毕时停顿泡沫系统。
g. 盾尾油脂密封操作
• 一般情况下进展自动注脂 • 当盾尾油脂密封在手动位时,可以对各个位置的注
掘进完毕
8. 盾构操作原那么
掘进根本参数
10. 联锁保护
1. 操作人员要求
• 盾构操作人员是掘进施工的核心,必须具有极强 的责任心;
• 盾构操作人员必须经过专业培训; • 盾构机操作人员必须经过平安培训 ;
2. 系统参数设定
• a. 泡沫系统参数设定 • b. 报警温度设定 • c. 盾构状态参数设定 • d. 盾尾密封油脂参数设定 • e. 注浆压力值设定
《盾构机实用知识》幻灯 片
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第一章 盾构机
一. 盾构分类
二. 盾构施工
三. EPB盾构主机构造
四. 螺旋输送机
五. 管片安装机
六. 后配套
七. 辅助设备
八. 导向系统
一. 盾构分类
• 全敞开式 • 手掘式、半掘式、机械式 • 半敞开式 • 挤压式〔网格式〕 • 密闭式 • 泥水式、土压式
c. 盾构状态参数设定
• 刀盘最小转速,当刀盘小于此转速时推进系统不能工作; • 主驱动最大工作压力,当到达此压力时刀盘自动停顿转动。
刀盘脱困时设定得高一些; • 超挖刀伸出角度和缩回角度,由土木工程师确定; • 铰接油缸最小和最大行程,当到达最小行程时盾构掘进自
动停顿,铰接油缸应放松,当到达最小行程时,铰接油缸 应收回; • 螺旋输送机后门的最小开度; • 螺旋输送机的最大工作压力,当到达此压力时螺旋输送机 停顿工作。
出碴情况等,可对泡沫剂和空气的流量进展手动调 节,当掘进完毕时停顿泡沫系统。
g. 盾尾油脂密封操作
• 一般情况下进展自动注脂 • 当盾尾油脂密封在手动位时,可以对各个位置的注
掘进完毕
8. 盾构操作原那么
掘进根本参数
10. 联锁保护
1. 操作人员要求
• 盾构操作人员是掘进施工的核心,必须具有极强 的责任心;
• 盾构操作人员必须经过专业培训; • 盾构机操作人员必须经过平安培训 ;
2. 系统参数设定
• a. 泡沫系统参数设定 • b. 报警温度设定 • c. 盾构状态参数设定 • d. 盾尾密封油脂参数设定 • e. 注浆压力值设定
《盾构机实用知识》幻灯 片
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第一章 盾构机
一. 盾构分类
二. 盾构施工
三. EPB盾构主机构造
四. 螺旋输送机
五. 管片安装机
六. 后配套
七. 辅助设备
八. 导向系统
一. 盾构分类
• 全敞开式 • 手掘式、半掘式、机械式 • 半敞开式 • 挤压式〔网格式〕 • 密闭式 • 泥水式、土压式
c. 盾构状态参数设定
• 刀盘最小转速,当刀盘小于此转速时推进系统不能工作; • 主驱动最大工作压力,当到达此压力时刀盘自动停顿转动。
刀盘脱困时设定得高一些; • 超挖刀伸出角度和缩回角度,由土木工程师确定; • 铰接油缸最小和最大行程,当到达最小行程时盾构掘进自
动停顿,铰接油缸应放松,当到达最小行程时,铰接油缸 应收回; • 螺旋输送机后门的最小开度; • 螺旋输送机的最大工作压力,当到达此压力时螺旋输送机 停顿工作。
盾构机的种类PPT课件

2、盾构工法的一些基本概念
(1)竖井
竖井是用于盾构设备的运入、运出、组装、解体,施工材料的运入、出 渣,施工人员的出入,供电、给排水、通风等作业坑道。
(2)衬砌
衬砌是用于承受盾构隧道周围的土压力、水压力,以确保隧道净空的结 构物。衬砌分为一次衬砌和二次衬砌,盾构隧道中一次衬砌通常采用装配式 管片环,二次衬砌是在一次衬砌内侧现浇的混凝土。地铁盾构隧道通常采用 一次衬砌即可。
用于粒径小于400mm的砂、卵石、粘土等松散体地层。 滾刀:在纯硬岩地层掘进时,采用滚刀破岩。滚刀破岩的原理是依靠刀
具滚动产生冲击压碎和剪切碾碎的作用达到破碎岩石的目的。穿越地层有 大粒径的砾石(粒径大于400mm)、且含量达到一定比例时,也可采用滚刀 型刀具。滚刀分为齿形(球齿、楔齿)滚刀和盘形滚刀
构
椭圆形盾构
隧
道
马蹄形盾构
断
矩形盾构
面
形
双圆搭接形盾构
状
三圆搭接形盾构
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三、按盾构机横截大小分
微型盾构(超小型盾构) Φ<1m
盾
构
小型盾构
3.5m>Φ>1m
断
面
中型盾构
6m>Φ>3.5m
大
小
大型盾构
14m>Φ>6m
超大型盾构
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Φ>14m
四、按掘削面的敞开程度分
不 同
全敞开式
敞
能直接看到全部掘削面状况的形式。
(4)盾构在地层中沿着 设计轴线掘进,同时不断 出土和安装管片环,并及 时向盾尾空隙内注浆,防 止地层下沉; (5)盾构进入到达竖井 后拆除。
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盾构掘进
盾构机掘进主要包含:刀盘旋转掘削土体、渣土排出、管片 拼装、脱环及盾尾注浆等过程。
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目前,我国盾构技术主要应用于城市地铁隧道、越江海 隧道,以及越岭隧道和引水隧洞。
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在城市地铁中的应用:
➢北京地铁; ➢上海地铁; ➢广州地铁; ➢深圳地铁;
➢成都地铁; ➢天津地铁; ➢杭州地铁; ➢西安地铁;
➢南京地铁; ➢武汉地铁; ➢沈阳地铁; ➢。。。。。
在越江海隧道中的应用:
➢ 重庆主城区排水隧道:采用Φ6.6m泥水盾构施工, 已建成; ➢ 南水北调穿黄工程引水隧道:采用Φ8.8.m泥水盾构 施工,在建中;
7
1964年英国人摩特、安德森等申请了泥水加压平衡盾构的 专利;1967年第一台用刀盘切削土体和水力出碴的泥水盾构在 日本投入使用,这台盾构由三菱公司制造,其直径为3.1m。
1963年,日本Sato Kogyo公司首先开发出土压平衡盾构。 1974年第一台土压平衡盾构在日本东京使用。
到20世纪80年代,盾构工法已经得到长足发展,形成并完善 了圆形断面的各种平衡方式的盾构工法——挤压盾构(网格盾 构)、压气盾构、土压盾构、泥土加压盾构、泥水盾构等,但 以泥水盾构和土压盾构工法为主。
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我国盾构技术概况
➢ 1953年,我国首次采用手掘式盾构修建了直径2.6m的疏水巷道。 ➢ 1966年,首次采用直径10.22m网格挤压盾构,修建了第一条水底公路 隧道——上海打浦路越江公路隧道工程主隧道。 ➢ 1986年,研制出半断面插刀盾构,并用于修建北京地铁复兴门折返线。 ➢ 1987年,研制成功了我国第一台4.35m加泥式土压平衡盾构。 ➢ 1996年,从日本引进了直径为11.22m泥水加压平衡盾构,并用于上海 延安东路隧道南线工程。 ➢ 2004年,我国首台具有自主知识产权的国产地铁盾构“先行号”投入上 海地铁工程建设。 ➢。。。。。。。
2004年建成的格雷恩哈特隧道采用了当时世界上最大的泥水 盾构( Φ14.87m ),该盾构由法国迈通公司设计制造。
。。。。。
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目前盾构工法的发展具有以下特点:
➢ 泥水、土压盾构工法得到全世界范围内的普及和推广, 技术细节不断完善、改进和提高。 ➢ 特种盾构工法相继问世,如双圆盾构、三圆盾构、矩形 盾构、马蹄型盾构、球体盾构、母子盾构、ECL盾构等。 ➢ 大深度、大口径、长距离、高速施工、高水压等各种施 工措施及方法的成功应用。 ➢ 特种施工技术,如盾构地中对接技术、隧道竖井一体化 施工技术、盾构直接进出井技术等。
Brunel 注册专利的盾构(1806年) 3
1818年,布鲁诺尔完善了盾构结构的机械系统,设计成用 全断面螺旋式开挖的封闭式盾壳,衬砌紧随其后。
1825年,布鲁诺尔第一次在伦敦泰晤士河下用一个断面高 6.8m,宽11.4m的矩形盾构修建了第一条盾构法隧道。
布鲁诺尔矩形盾构由12个邻接的框架组成,每一个框架分成3个工作舱,每 个舱可容纳一个工人独立工作并对工人起到保护作用。每个工作舱都牢固地装 在盾壳上,当掘进完一段隧道后,由螺杆将鞍型框架向前推进,紧接着后部砌 砖。由于开始时,没有掌握抵制泥水涌入隧道的方法,隧道施工因被淹而停工。 1828年1月12日,第一次出现洪水停工,伦敦地下铁道公司的Callodam曾向布 鲁诺尔提出采用压缩空气的建议,然而布鲁诺尔未采纳。在经历了五次特大洪 水后,直到1843年才完成了这条全长458m的隧道。
以盾构为核心的一整套完整的建造隧道的施工方法称为盾
构工法(简称盾构法) ,采用盾构法修筑的隧道称为盾构法隧道
或盾构隧道。
2
1806年,法国工程师布鲁诺尔(Brunel)在伦敦从蛀虫 在船板上钻孔并用分泌物涂在孔的四周中得到启示,最早提 出了盾构掘进隧道的原理并注册了专利。
布鲁诺尔专利盾构 由不同的单元格组成, 每一个单元格可容纳一 个工人独立工作并对工 人起到保护作用。所有 的单元格牢靠地装在盾 壳上。当一段隧道挖完 后,由液压千斤顶将整 个盾壳向前推进。
1874年,格瑞海德开发了液体支撑隧道工作面的盾构源自通过 液体流,土料以泥浆的形成排出。
格瑞 海德 泥浆 盾构
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1886年,格瑞海德在伦敦地下施工中首次将压缩空气方法 与盾构掘进相结合使用。 1876年英国人荻克英森.布伦敦和姬奥基.布伦敦申请了第 一个机械化盾构专利; 1896年,德国人哈姬在柏林为第一台 德国盾构申请了专利。
12
➢ 武汉长江隧道(Φ11.38m泥水盾构 ):2004年开 工,为万里长江首条越江交通隧道。
➢ 南京长江隧道(Φ14.96m泥水盾构 ):长3.8km,双向 六车道,已开工。
➢上海崇明岛隧道:隧道外径达15.2m,长8.95km,双向六 车道
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20世纪80年代以来,盾构工法发展极快,代表性工程有:
日本采用泥水平衡式盾构(Φ14.14m)东京湾横断公路隧道, 该隧道采用双层衬砌,管片外径为13.9m,内径为12.6m, 厚度 为65cm, 内侧现浇35cm厚的二次衬砌。
英、法两国在汇聚了英、法、德、日、美等国先进盾构施工技 术基础上,联合建造了英吉利海峡隧道,该隧道全长48.5km, 海底段长37.5km,最大埋深100m,管片衬砌承受的最大水压为 1.0MPa。
第一讲
盾构工法的起源及基本构造
1
一、盾构法隧道的起源与发展
盾构机(Shield Machine)(简称盾构) 是一种用于软土 隧道暗挖施工,具有金属外壳,壳内装有整机及辅助设备,在其 掩护下进行土体开挖、土碴排运、整机推进和管片安装等作业, 而使隧道一次成形的机械。盾构是一种既能承受地层压力、又能 在地层中掘进的隧道专用工程机械,现代盾构集机、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。盾构已广泛用于地铁、铁路、公路、 市政、水电隧道工程。
1866年,莫尔顿申请“盾构”专利。盾构最初称为cell 或cylinder,在莫尔顿专利中第一次使用了“盾构” (shield)这一术语。
4
Brunel 螺旋盾构(1818年)
5
涌水情况
盾构的发展
1869年,英国人格瑞海德首次开发了圆形盾构,并第一次 采用了铸铁管片。格氏圆形盾构后来成为大多数盾构的模型。
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在城市地铁中的应用:
➢北京地铁; ➢上海地铁; ➢广州地铁; ➢深圳地铁;
➢成都地铁; ➢天津地铁; ➢杭州地铁; ➢西安地铁;
➢南京地铁; ➢武汉地铁; ➢沈阳地铁; ➢。。。。。
在越江海隧道中的应用:
➢ 重庆主城区排水隧道:采用Φ6.6m泥水盾构施工, 已建成; ➢ 南水北调穿黄工程引水隧道:采用Φ8.8.m泥水盾构 施工,在建中;
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1964年英国人摩特、安德森等申请了泥水加压平衡盾构的 专利;1967年第一台用刀盘切削土体和水力出碴的泥水盾构在 日本投入使用,这台盾构由三菱公司制造,其直径为3.1m。
1963年,日本Sato Kogyo公司首先开发出土压平衡盾构。 1974年第一台土压平衡盾构在日本东京使用。
到20世纪80年代,盾构工法已经得到长足发展,形成并完善 了圆形断面的各种平衡方式的盾构工法——挤压盾构(网格盾 构)、压气盾构、土压盾构、泥土加压盾构、泥水盾构等,但 以泥水盾构和土压盾构工法为主。
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我国盾构技术概况
➢ 1953年,我国首次采用手掘式盾构修建了直径2.6m的疏水巷道。 ➢ 1966年,首次采用直径10.22m网格挤压盾构,修建了第一条水底公路 隧道——上海打浦路越江公路隧道工程主隧道。 ➢ 1986年,研制出半断面插刀盾构,并用于修建北京地铁复兴门折返线。 ➢ 1987年,研制成功了我国第一台4.35m加泥式土压平衡盾构。 ➢ 1996年,从日本引进了直径为11.22m泥水加压平衡盾构,并用于上海 延安东路隧道南线工程。 ➢ 2004年,我国首台具有自主知识产权的国产地铁盾构“先行号”投入上 海地铁工程建设。 ➢。。。。。。。
2004年建成的格雷恩哈特隧道采用了当时世界上最大的泥水 盾构( Φ14.87m ),该盾构由法国迈通公司设计制造。
。。。。。
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目前盾构工法的发展具有以下特点:
➢ 泥水、土压盾构工法得到全世界范围内的普及和推广, 技术细节不断完善、改进和提高。 ➢ 特种盾构工法相继问世,如双圆盾构、三圆盾构、矩形 盾构、马蹄型盾构、球体盾构、母子盾构、ECL盾构等。 ➢ 大深度、大口径、长距离、高速施工、高水压等各种施 工措施及方法的成功应用。 ➢ 特种施工技术,如盾构地中对接技术、隧道竖井一体化 施工技术、盾构直接进出井技术等。
Brunel 注册专利的盾构(1806年) 3
1818年,布鲁诺尔完善了盾构结构的机械系统,设计成用 全断面螺旋式开挖的封闭式盾壳,衬砌紧随其后。
1825年,布鲁诺尔第一次在伦敦泰晤士河下用一个断面高 6.8m,宽11.4m的矩形盾构修建了第一条盾构法隧道。
布鲁诺尔矩形盾构由12个邻接的框架组成,每一个框架分成3个工作舱,每 个舱可容纳一个工人独立工作并对工人起到保护作用。每个工作舱都牢固地装 在盾壳上,当掘进完一段隧道后,由螺杆将鞍型框架向前推进,紧接着后部砌 砖。由于开始时,没有掌握抵制泥水涌入隧道的方法,隧道施工因被淹而停工。 1828年1月12日,第一次出现洪水停工,伦敦地下铁道公司的Callodam曾向布 鲁诺尔提出采用压缩空气的建议,然而布鲁诺尔未采纳。在经历了五次特大洪 水后,直到1843年才完成了这条全长458m的隧道。
以盾构为核心的一整套完整的建造隧道的施工方法称为盾
构工法(简称盾构法) ,采用盾构法修筑的隧道称为盾构法隧道
或盾构隧道。
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1806年,法国工程师布鲁诺尔(Brunel)在伦敦从蛀虫 在船板上钻孔并用分泌物涂在孔的四周中得到启示,最早提 出了盾构掘进隧道的原理并注册了专利。
布鲁诺尔专利盾构 由不同的单元格组成, 每一个单元格可容纳一 个工人独立工作并对工 人起到保护作用。所有 的单元格牢靠地装在盾 壳上。当一段隧道挖完 后,由液压千斤顶将整 个盾壳向前推进。
1874年,格瑞海德开发了液体支撑隧道工作面的盾构源自通过 液体流,土料以泥浆的形成排出。
格瑞 海德 泥浆 盾构
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1886年,格瑞海德在伦敦地下施工中首次将压缩空气方法 与盾构掘进相结合使用。 1876年英国人荻克英森.布伦敦和姬奥基.布伦敦申请了第 一个机械化盾构专利; 1896年,德国人哈姬在柏林为第一台 德国盾构申请了专利。
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➢ 武汉长江隧道(Φ11.38m泥水盾构 ):2004年开 工,为万里长江首条越江交通隧道。
➢ 南京长江隧道(Φ14.96m泥水盾构 ):长3.8km,双向 六车道,已开工。
➢上海崇明岛隧道:隧道外径达15.2m,长8.95km,双向六 车道
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20世纪80年代以来,盾构工法发展极快,代表性工程有:
日本采用泥水平衡式盾构(Φ14.14m)东京湾横断公路隧道, 该隧道采用双层衬砌,管片外径为13.9m,内径为12.6m, 厚度 为65cm, 内侧现浇35cm厚的二次衬砌。
英、法两国在汇聚了英、法、德、日、美等国先进盾构施工技 术基础上,联合建造了英吉利海峡隧道,该隧道全长48.5km, 海底段长37.5km,最大埋深100m,管片衬砌承受的最大水压为 1.0MPa。
第一讲
盾构工法的起源及基本构造
1
一、盾构法隧道的起源与发展
盾构机(Shield Machine)(简称盾构) 是一种用于软土 隧道暗挖施工,具有金属外壳,壳内装有整机及辅助设备,在其 掩护下进行土体开挖、土碴排运、整机推进和管片安装等作业, 而使隧道一次成形的机械。盾构是一种既能承受地层压力、又能 在地层中掘进的隧道专用工程机械,现代盾构集机、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。盾构已广泛用于地铁、铁路、公路、 市政、水电隧道工程。
1866年,莫尔顿申请“盾构”专利。盾构最初称为cell 或cylinder,在莫尔顿专利中第一次使用了“盾构” (shield)这一术语。
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Brunel 螺旋盾构(1818年)
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涌水情况
盾构的发展
1869年,英国人格瑞海德首次开发了圆形盾构,并第一次 采用了铸铁管片。格氏圆形盾构后来成为大多数盾构的模型。