盾构法隧道施工设备选型和技术管理精品PPT课件
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《盾构法施工技术》课件
盾构法施工的优缺点及应用范围
优点
• 施工速度快 • 对地面影响小 • 适用于多种地质条件
缺点
• 设备投资大 • 维护和管理成本高 • 对环境保护要求严格
应用范围
• 城市地铁和隧道 • 水利工程 • 交通基础设施
盾构法在城市地下工程中的应用实例
地铁工程
盾构法被广泛应用于城市地铁线路 的施工。
道路隧道
盾构法施工的未来发展趋势
1
智能化技术应用
盾构机与人工智能、无人驾驶技术相结合，
可持续发展
2
提高施工效率和安全性。
注重节能减排和资源回收利用，推动盾构法
施工朝着可持续发展方向发展。
3
新材料和设备
研发新型耐磨材料和高效盾构机，提高施工 质量和效率。
2
安全管理
制定详细的安全计划和操作规程，保障施工人员的安全。系统，提高质量和安全管理水平。
盾构法施工中常见问题及处理方法
1 地层突变
采用合适的处理方法，如先导钻孔和注浆加固。
2 地下水渗漏
采取抗渗措施，如喷射混凝土或安装防渗设备。
3 地质灾害风险
进行地质勘探和风险评估，确保施工过程安全。
《盾构法施工技术》PPT 课件
通过本次PPT课件，我们将详细介绍盾构法施工技术，包括定义、作用以及在 城市地下工程中的应用实例。
盾构机的组成和工作原理
组成
盾构机由刀盘、主轴、推进系统、脱泥系统等部件组成。
工作原理
盾构机利用刀盘旋转挖掘，同时推进壁构件，形成地下隧道。
技术创新
现代盾构机与智能化技术相结合，实现自动驾驶和实时监测。
盾构法可以用于道路隧道的建设， 减少对地面交通的干扰。
水利工程
盾构法隧道施工PPT课件
地铁区间隧道工法系列
第4页/共33页
盾构法系列
第5页/共33页
盾构机的 种类
第6页/共33页
土 压 平 衡 盾 构 机 照 片
第7页/共33页
()
第8页/共33页
第9页/共33页
泥水盾构的工作原理
第10页/共33页
1.2土压平衡盾构工作原理
第11页/共33页
1.3盾构机破岩基本原理
滚刀用于破碎硬岩和软土中的较大石块，其破岩原理如 下： 滚刀的刀刃截面为楔形。在推力作用下，滚刀随着刀盘 的转动和自身的旋转而在开挖面上压切产生出沟槽，每 一个刀刃在岩石上压切出一条沟槽。相邻两条沟槽在半 径方向上的差距B即刀尖距，一般在4～12cm之间随岩石 类型而异。在圆周方向上第二个沟槽的刀刃比第一个刀 刃延迟一定的角度。这样，保证了每两个沟槽之间的岩 石具有一个临空面。 在向沟槽施加压力P、P1、P2的时候，如果侧向剪切分 力Q高到足以使槽间岩石破碎时，由于岩石具有的脆性， 槽间的岩石就形成碎块而掉落。
前体
组装 后体 下部
组装 螺旋机
组装 刀盘
组装 后体 上部
第21页/共33页
第22页/共33页
盾构始发示意图
安装 止水 帘幕
盾构 组装
盾构 调试
凿除 洞门
安装 负环 管片
初始 掘进
第23页/共33页
盾构区间掘进示意图
开挖 同步 注浆
出土 安装 管片
倒土 装管片 装沙浆
列车 返回
下一 循环
泥水
电缆隧道
刮刀的切削原理比较简单，刮刀依靠刀盘传来的推力切 入开挖面上的土体，只要刀盘有足够的扭矩驱动，在切 向力的作用下刮刀即可将土体沿着前刀面切除。
地铁盾构隧道施工技术ppt课件
精选ppt课件
19
2、盾构机选型
2.2 盾构机的适用范围
泥水加压平衡盾构机 泥水加压平衡盾构由盾壳、开挖机构、推进机构、送排泥浆机
构、拼装机构及附属装置组成。是目前各种盾构中最复杂、价格最 贵的一种。
适用范围较大，多用于含水率高的软弱土质中，是一种低沉降、 较安全的施工机械，对稳定的地层优点尤为明显，其工作效率要高 于土压平衡盾构机，但随着土砂百分比的增加，会出现泥水分离难 度增大的不足。
精选ppt课件
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2、盾构机选型
2.4 盾构机选型及定购的依据
土质条件、岩性 开挖面稳定 隧道埋深、地下水位 设计隧道的断面 环境条件、沿线场地 衬砌类型 工期；造价 辅助工法 设计路线、线形、坡度 电气等其他设备条件
精选ppt课件
64
2、盾构机选型 2.4 盾构机选型及定购的依据
[调查项目]
盾构机选型流程图
工期
• 推进 • 衬砌
• 相关措施
综合评价
精方选法pp的t课选件择
67
2、盾构机选型
2.4 盾构机选型及定购的依据
盾构选型与地层关系
（1）少水地层、砂卵石地层 宜选择开敞式网格盾构
少水或无水地层，地层具 有较好的自稳性，降水下沉 量小（如沈阳、成都等地层 ），土体颗粒对刀盘刀具磨 损很大，选择开敞式盾构网 格盾构比较适宜。
砂、土适应性 由于开挖面土体受面板开
（粒径＜15 cm 口影响，进入密封舱内不
）
顺畅，易粘结，易堵塞。
砂卵石适应性 适应性强，必要时可加滚 （粒径＞15cm） 刀。
刀盘扭矩
刀盘扭矩阻力大，需增加 设备能力，造价高。
隧道内刀头更换 由于有面板，在隧道内更
盾构法隧道工程课件
总结词
复杂地质条件下的过江通道
详细描述
该案例探讨了某过江通道盾构隧道工程的施工挑战，包括复杂的地质条件、水文 环境、大断面设计等方面的技术难题，以及相应的解决方案和实施效果。
某大型水利工程盾构隧道工程案例
总结词
水利工程中的盾构隧道应用
详细描述
该案例以某大型水利工程为例，介绍了盾构隧道在水利工程中的应用，涉及水利枢纽、引水工程等方面的盾构隧 道设计和施工要点。
01
03
目前，盾构法隧道施工技术已经广泛应用于全球各地 的地铁、铁路、公路、市政等工程建设领域，成为一
种高效、安全、环保的隧道施工方法。
04
随着科技的不断进步，盾构机械和施工技术也在不断 改进和创新，适应了各种复杂地质和环境条件下的隧 道工程建设需求。
02
盾构法隧道设计
盾构法隧道结构设计
盾构隧道结构设计应考虑地质条 件、埋深、环境因素、使用要求 、施工方法等因素，选择合适的
衬砌与注浆
在开挖后的空隙中安装衬砌环， 并进行注浆充填，以减少地层沉
降。
开挖与推进
控制盾构机向前推进，同时进行 土方开挖和运出。
04
盾构法隧道工程风险与 控制
盾构法隧道工程风险识别
盾构隧道施工风险识别
盾构隧道穿越风险识别
包括地质条件、地下水、周边环境等 因素引起的施工风险。
包括穿越河流、湖泊、建筑物、地下 管线等障碍物时的风险。
防水设计还应考虑排水系统的 作用，合理设置排水沟、集水 坑等设施，防止积水对隧道造 成危害。
03
盾构机与盾构施工
盾构机的种类与特点
土压平衡盾构机
泥水盾构机
通过调整推进系统的压力和螺旋输送机的 转速，使土仓内的土压与前方水土压力平 衡，适用于软土和硬土的开挖。
复杂地质条件下的过江通道
详细描述
该案例探讨了某过江通道盾构隧道工程的施工挑战，包括复杂的地质条件、水文 环境、大断面设计等方面的技术难题，以及相应的解决方案和实施效果。
某大型水利工程盾构隧道工程案例
总结词
水利工程中的盾构隧道应用
详细描述
该案例以某大型水利工程为例，介绍了盾构隧道在水利工程中的应用，涉及水利枢纽、引水工程等方面的盾构隧 道设计和施工要点。
01
03
目前，盾构法隧道施工技术已经广泛应用于全球各地 的地铁、铁路、公路、市政等工程建设领域，成为一
种高效、安全、环保的隧道施工方法。
04
随着科技的不断进步，盾构机械和施工技术也在不断 改进和创新，适应了各种复杂地质和环境条件下的隧 道工程建设需求。
02
盾构法隧道设计
盾构法隧道结构设计
盾构隧道结构设计应考虑地质条 件、埋深、环境因素、使用要求 、施工方法等因素，选择合适的
衬砌与注浆
在开挖后的空隙中安装衬砌环， 并进行注浆充填，以减少地层沉
降。
开挖与推进
控制盾构机向前推进，同时进行 土方开挖和运出。
04
盾构法隧道工程风险与 控制
盾构法隧道工程风险识别
盾构隧道施工风险识别
盾构隧道穿越风险识别
包括地质条件、地下水、周边环境等 因素引起的施工风险。
包括穿越河流、湖泊、建筑物、地下 管线等障碍物时的风险。
防水设计还应考虑排水系统的 作用，合理设置排水沟、集水 坑等设施，防止积水对隧道造 成危害。
03
盾构机与盾构施工
盾构机的种类与特点
土压平衡盾构机
泥水盾构机
通过调整推进系统的压力和螺旋输送机的 转速，使土仓内的土压与前方水土压力平 衡，适用于软土和硬土的开挖。
盾构隧道施工技术培训课件(PPT10)
应急预案制定和演练活动组织
应急预案制定
根据盾构隧道施工特点和可能发生的 突发事件，制定相应的应急预案，明 确应急组织、通讯联络、现场处置等 方面的要求。
应急演练活动组织
定期组织应急演练活动，提高员工的 应急处置能力和协同作战能力。同时， 根据演练结果对应急预案进行修订和 完善，确保其有效性。
06
控制系统
由PLC控制器、人机界面和各种传感器组成， 用于实时监测并调整盾构机各项参数，确 保掘进精度和安全。
刀盘驱动系统
由电机、减速器和刀盘组成，用于驱动刀 盘旋转切削土体。
注浆系统
由注浆泵、注浆管路和注浆嘴组成，用于 向隧道衬砌背后注入浆液，防止地层变形 和渗漏。
管片拼装机
由拼装机头、拼装机架和控制系统组成， 用于在后盾内拼装管片。
针对不合格品产生的原因，制定相应的预防 措施，避免类似问题的再次发生，并持续改 进施工过程中的质量控制措施。
07
总结回顾与展望未来发 展趋势
本次培训重点内容回顾
盾构隧道施工基本原理与工 艺流程
盾构机类型、结构及其功能 特点
02
01
地质条件对盾构施工影响及
应对措施
03
盾构隧道施工中的关键技术 难题与解决方案
管片拼装质量检查
对管片拼装过程中的错台、破损、渗漏等问 题进行检查，确保隧道结构安全。
验收标准明确及执行流程规范
验收标准明确
根据设计文件、施工图纸及相关规范，明确盾构隧道施工的验收标准，包括隧道线形、管片拼装质量、渗漏水等 方面的具体要求。
执行流程规范
制定详细的验收流程，包括验收申请、现场核查、问题整改、复验等环节，确保验收工作的规范化和标准化。
不同地质条件下施工方法选择
盾构法施工技术讲义课件图文并茂(2024)
针对复杂地质条件，采用创新性的盾 构施工技术，并进行优化改进，以提 高施工效率和质量。
施工安全与风险控制
阐述盾构法在该复杂地质条件下隧道 工程中的施工安全措施和风险控制方 法。
06
总结与展望
回顾本次课程重点内容
盾构法施工基本原理
盾构法施工流程
介绍了盾构法施工的基本原理，包括盾构 机的构造、推进系统、出土系统等。
利用盾构机上的导向系统，实时监测掘进方向，通过纠偏装置进 行纠偏，确保隧道轴线精度。
管片拼装与防水措施
管片选型与拼装
01
根据设计要求选择合适的管片类型，按照拼装顺序进行拼装，
形成隧道衬砌。
防水措施
02
在管片拼缝处设置橡胶止水带、嵌缝材料等防水措施，确保隧
道防水效果。
管片背后注浆
03
在管片背后进行注浆，填充管片与地层之间的空隙，提高隧道
对未来盾构法施工技术发展的展望
技术创新
随着科技的不断进步，盾构法施工技术将不断创新，例如 研发更高效的盾构机、优化施工流程等，以提高施工效率 和质量。
智能化发展
未来盾构法施工技术将更加注重智能化发展，例如引入人 工智能、大数据等技术，实现自动化施工和智能化管理。
绿色环保
随着环保意识的提高，未来盾构法施工技术将更加注重绿 色环保，例如减少施工噪音、降低能耗等，以实现可持续 发展。
盾构法施工流程与步骤
施工前准备工作
01
02
03
地质勘察
对施工区域进行详细的地 质勘察，了解地层分布、 岩土性质、地下水位等。
设计方案
根据地质勘察结果，制定 盾构机选型、施工参数、 管片设计等方案。
施工场地准备
平整场地、搭建临时设施 、准备施工材料等。
施工安全与风险控制
阐述盾构法在该复杂地质条件下隧道 工程中的施工安全措施和风险控制方 法。
06
总结与展望
回顾本次课程重点内容
盾构法施工基本原理
盾构法施工流程
介绍了盾构法施工的基本原理，包括盾构 机的构造、推进系统、出土系统等。
利用盾构机上的导向系统，实时监测掘进方向，通过纠偏装置进 行纠偏，确保隧道轴线精度。
管片拼装与防水措施
管片选型与拼装
01
根据设计要求选择合适的管片类型，按照拼装顺序进行拼装，
形成隧道衬砌。
防水措施
02
在管片拼缝处设置橡胶止水带、嵌缝材料等防水措施，确保隧
道防水效果。
管片背后注浆
03
在管片背后进行注浆，填充管片与地层之间的空隙，提高隧道
对未来盾构法施工技术发展的展望
技术创新
随着科技的不断进步，盾构法施工技术将不断创新，例如 研发更高效的盾构机、优化施工流程等，以提高施工效率 和质量。
智能化发展
未来盾构法施工技术将更加注重智能化发展，例如引入人 工智能、大数据等技术，实现自动化施工和智能化管理。
绿色环保
随着环保意识的提高，未来盾构法施工技术将更加注重绿 色环保，例如减少施工噪音、降低能耗等，以实现可持续 发展。
盾构法施工流程与步骤
施工前准备工作
01
02
03
地质勘察
对施工区域进行详细的地 质勘察，了解地层分布、 岩土性质、地下水位等。
设计方案
根据地质勘察结果，制定 盾构机选型、施工参数、 管片设计等方案。
施工场地准备
平整场地、搭建临时设施 、准备施工材料等。
《隧道盾构法施工》课件
3 施工安全性高
盾构法施工相比传统施工方法，能够提供更高的施工安全性，减少人员伤亡和事故发生 的可能性。
盾构法施工的缺点
1 技术要求高，设备成本大
盾构法施工需要高水平的技术和专业设备，投资成本较大。
2 空气质量受污染
盾构法施工会产生粉尘和排放废气等污染物，对施工现场和周边环境的空气质量有一定 影响。
《隧道盾构法施工》PPT 课件
# 隧道盾构法施工 盾构法是一种利用大型盾构机在地下开挖和加固隧道的施工方法。 盾构机通过逐步开挖隧道，并在开挖面区域完成先进的支护和衬砌工作。
什么是盾构法施工
盾构机是一种大型的机械设备，用于在地下建筑中开挖和加固隧道。 盾构法施工利用盾构机来逐步开挖隧道，同时在隧道开挖面区域完成先进的支护和衬砌工作。
盾构法施工的流程
1
盾构机开挖
- 掘进头机尾挖掘法
- 全面挖掘法
2
支护和衬砌工作
- 导向器
- 接头固定钢筋
- 垫圈支撑
- 钢筋网片
- 混凝土浇筑
盾构法施工的优点
1 适用于各种地质条件
盾构法施工适用于各种地质条件，能够应对不同类型的土壤和岩层。
2 施工速度快，效率高
盾构法施工速度快，能够高效地开挖和加固隧道，减少施工时间。
3 施工对环境影响大
盾构法施工会对地下土壤和地下水Hale Waihona Puke 统造成一定的干扰和影响。结论
采用盾构法施工隧道，可以保证工程质量，提高施工效率和安全性。然而，同时必须注意对环境的保护和污染 控制，以及对施工人员的安全保障。
盾构法施工相比传统施工方法，能够提供更高的施工安全性，减少人员伤亡和事故发生 的可能性。
盾构法施工的缺点
1 技术要求高，设备成本大
盾构法施工需要高水平的技术和专业设备，投资成本较大。
2 空气质量受污染
盾构法施工会产生粉尘和排放废气等污染物，对施工现场和周边环境的空气质量有一定 影响。
《隧道盾构法施工》PPT 课件
# 隧道盾构法施工 盾构法是一种利用大型盾构机在地下开挖和加固隧道的施工方法。 盾构机通过逐步开挖隧道，并在开挖面区域完成先进的支护和衬砌工作。
什么是盾构法施工
盾构机是一种大型的机械设备，用于在地下建筑中开挖和加固隧道。 盾构法施工利用盾构机来逐步开挖隧道，同时在隧道开挖面区域完成先进的支护和衬砌工作。
盾构法施工的流程
1
盾构机开挖
- 掘进头机尾挖掘法
- 全面挖掘法
2
支护和衬砌工作
- 导向器
- 接头固定钢筋
- 垫圈支撑
- 钢筋网片
- 混凝土浇筑
盾构法施工的优点
1 适用于各种地质条件
盾构法施工适用于各种地质条件，能够应对不同类型的土壤和岩层。
2 施工速度快，效率高
盾构法施工速度快，能够高效地开挖和加固隧道，减少施工时间。
3 施工对环境影响大
盾构法施工会对地下土壤和地下水Hale Waihona Puke 统造成一定的干扰和影响。结论
采用盾构法施工隧道，可以保证工程质量，提高施工效率和安全性。然而，同时必须注意对环境的保护和污染 控制，以及对施工人员的安全保障。
盾构技术PPT
2 主要结构
土压平衡盾构主要由刀盘及刀盘驱动、盾壳、螺旋输 送机、皮带输送机、管片安装机、推进油缸、同步注浆系 统等组成。见下图。
3 土压平衡盾构的基本配置 3.1 刀盘 土压平衡盾构的刀盘有两种形式： 1）面板式（见下图） 2）辐条式
面板式刀盘在中途换刀时安全 可靠，但刀挖土体进入土仓时易粘 结易堵塞，在刀盘易形成泥饼。
三、土压平衡盾构机施工技术
盾构机组装及调试流程
设置盾构承台 人员、吊装设备、机具准备
前盾整体下井 中盾下井与前盾连接
中前盾整体后移 刀盘下井安装 主机前移至洞门附近 人员仓下井安装 管片拼装机下井安装 螺旋输送机下井存放 尾盾下井贯入保留与中盾距离
螺旋输送机安装 尾盾和铰接连接 盾尾刷焊接及油脂涂抹 后配套拖车机电液压依次连接
主轴承密封
主轴承密封功能是为了能阻止碴土、地下水、 添加剂等侵入主轴承，并能安全承受土仓内的泥土 压力、地下水压力、添加剂注入压力。对安装位置、 排数、滑动速度、润滑油量、加油压力等条件有较 高要求。
推进装置
盾构推进装置主要由液压千斤顶和系统液压阀 组、仪表等组成。根据盾构直径、液压油缸布置实 行分组控制(需要考虑管片的分块形式与撑靴匹配)， 一般分为4或5组(有固定分组和自由分组),推进压 大约在300~400bar之间。
4.2 滚刀 在硬岩中掘进时，采用滚刀进行破岩。
地层构成、地下水位（头）分布、是否存在缺氧 或有害气体；
3、隧道沿线地面周边环境条件
土地利用状况及将来计划、道路种类和交通状况、河川、湖 沼等的状况、地上建筑物及地下埋设物（旧建筑物、临时建 筑）、噪声、地下水利用、施工垃圾处理、水井、废井、文物 等；
4、盾构隧道衬砌类型
隧道管片的环宽、厚度、防水防腐要求、曲线设计 半径、坡度等；
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直径4.35m土压平衡盾构掘进机结构图
国内盾构法隧道发展
年份
2006～ 2009
2009～ 2014
2006～ 2010
2011～
2005～ 2009
2011～ 2014
2011～ 2014
国内大直径盾构法隧道
工程
长度（km） 直径（m）
盾构形式
上海长江隧道
8.95
15.பைடு நூலகம்3 泥水气压平衡式盾构
钱江隧道
国外盾构法隧道的发展
1964年英国摩特·亥和安德森及约翰·巴勒特申请了泥水 加压平衡盾构的专利。但由于英国当时缺乏能适合促 进这种技术的隧道工程，这种技术的发展受到了限制。
1970年日本铁道建设公司在京叶线森崎运河下，羽田 隧道工程中采用了直径为7.29m泥水盾构施工，施工 长度为1712m，施工获得了极大成功，这是当时直径
盾构设备类型的选择
盾构机的分类:
从挖掘的地质条件分：软土盾构机（无岩层）、复合 式盾构机、全断面硬岩盾构机。
从盾构机的工作机理分：敞开式和密闭式；密闭式分为 土压平衡式盾构机、泥水平衡式盾构机（含加气压）。
从直径的大小分：小型盾构机（一般在5米以下）；大型盾构 机（一般在5米以上）；超大型盾构机（一般在14米以上）。
国内盾构法隧道发展
1966年5月，上海隧道建设公司用盾构法设计建造中国第一条水底公路 隧道——打浦路隧道。打浦路隧道全长2.7km，隧道部分长1320m，外 径10m。所用网格盾构有所改进，敞开式施工可转换为闭胸式施工。
直径10.22m盾构掘进机
打浦路隧道工程施工
国内盾构法隧道发展
1982年，上海隧道建设公司承建长1476m的延安东路北线隧道工程， 采用自行设计的直径11.3m网格型水力机械出土盾构掘进机。
盾构法隧道施工设备 选型及技术管理
交流人：姚占虎
汇报内容
1. 盾构法隧道的发展 2. 盾构设备的选型 3. 泥水气压平衡盾构机施工技术 4. 盾构机带压开舱技术
13 盾构法隧道的发展
• 国外盾构法隧道的发展 • 国内盾构法隧道的发展
国外盾构法隧道的发展
1806年，马克·布鲁诺尔提出了盾构掘进隧道的原理并注册了专利。 1825年，马克·布鲁诺尔第一次在伦敦泰晤士河下用一个断面高 6.7m，宽11.3m的矩形盾构修建了第一条盾构法隧道。
特点。
管片衬砌
压力舱
盾构千斤顶
盾
构
泥水气压平衡式盾构机
适用于地下水压大（一般0.25-0.3Mpa以上），土体渗透系数大的地质状 况。依靠泥水在切削面形成泥膜，通过加气压来调整泥水的压力达到切削 面的稳定，其特点是泥水输送系统不参与压力调节。其压力舱由泥水舱 （开挖舱）和气垫舱组成，通过改变气垫舱的压力，间接调整泥水舱的工 作压力，这种控制方式反应灵敏，控制精度高。泥水舱内部的泥水在压力 作用下，能够迅速渗入开挖面形成泥膜。由于泥水输送系统不参与压力调 节，因此，可以选用更大功率的输送泵将开挖的渣土以泥浆的形式泵送至 隧道外，可以选用大管径的输送管，具有作业效率高、环境清洁的特点。 地面需要设置泥水处理系统，以供给适合的泥水，处理切削出的渣土。
土压平衡盾构机
土压平衡式盾构机的基本构成
刀盘
土压计
壁后注浆
主要适用搅拌于翼地下水压力小螺，旋排渗土透器 系数较小的地层。
通过向开挖面注入泡沫、聚合物和膨润土等，可以改
良土体的塑性、流动性和止水性，提外高加剂刀注盘入 的开挖效
率，降低刀具的磨损。土压平衡盾构机具有开挖面稳
定，施工效率高，安全性好，可靠性强、出渣土土外方运便等
Glasgow Harbour road
长度 （m）
460 90 403
10200
580
直径 （m） 11.3х6.7
2.85 2.20
3.10～3.45
5.20
附注
Brunel盾构（矩形） Breach盾构
Greathead盾构 初期用压缩空气
压缩空气
衬砌 砖砌 砖砌 铸铁衬砌 铸铁衬砌 铸铁衬砌
3.05
压缩空气0.6～1.5bar
1907-1911
Elb隧道 Clichy
920
5.95
压缩空气2.0～2.7bar
内填钢与 混凝土
国内盾构法隧道发展
20世纪50年代初，东北阜新煤矿用直径2.6m的手 掘式盾构及小混凝土预制块修建疏水巷道，这是 我国首条用盾构掘进机施工的隧道。
1963年，上海隧道股份结合上海软土地层对盾构掘进机、 预制钢混凝土衬砌、隧道掘进施工参数，隧道接缝防水 进行了系统的试验研究。研制了1台直径4.2m的手掘式 盾构进行浅埋和深埋隧道掘进试验，隧道掘进长度68m。
最大的泥水盾构。
国外盾构法隧道的发展
国外早期盾构法隧道施工（ 1825～1911 ）
年份
1825-1843 1869-1870
18691886-1890 1890-1893
工程
Thames隧道（London） Broadway（New York） Tower Subway（London）
City South Subsay （London）
3.251
15.43 泥水气压平衡式盾构
庆春路隧道 南京纬三路过江隧道
南京长江隧道
1.767 4.135
3.9
11.65 15.02 14.93
泥水气压平衡式盾构 泥水气压平衡式盾构 泥水气压平衡式盾构
扬州瘦西湖隧道
3.6
14.93 泥水气压平衡式盾构
树木岭隧道
12.86
9.33
土压平衡式盾构机
2 盾构设备的选型 • 盾构设备类型的选择 • 泥水气压平衡盾构机设备选型
国外盾构法隧道的发展
1869年，英国人格瑞海德用圆形盾构再次在泰晤士河 底修建了一条外径为2.18m，长402m的隧道，并第一 次采用了铸铁管片。由于隧道基本上是在不透水的粘 土层中掘进，所以在控制地下水方面没有遇到什么困 难。格瑞海德圆形盾构后来成为大多数盾构的模型。
1886年，英国人格瑞海德在伦敦地下施工中将压缩空气方 法与盾构掘进相结合使用。压缩空气在盾构掘进中的使用， 标志着在承压水地层中掘进隧道的一个重大进步，填补了 隧道施工的空白，促进了盾构在世界范围内的进一步推广。
1892-1894 Sewer gallery（Clichy） 465
2.50
压缩空气到2.9bar
铸铁衬砌
1896-1899 Spree road隧道（Berlin） 375
4.00
压缩空气
轧制钢
1898-
Orleans Railway（Paris） 1230
9.75
管片盾构
砖砌
1899-1904 Sewer隧道（Hamburg） 2150
Φ11.3m网格盾构掘进机
盾构掘进机结构示意图
国内盾构法隧道发展
1987年，上海市隧道工程股份有限公司承建市南站过江电缆隧道工程， 成功设计了我国第一台直径4.35m加泥式土压平衡盾构掘进机，能控制正 面土压平衡和减少地面沉降，施工速度快，掘进长度达583m，技术成果 达到80年代国际先进水平，并获得1990年国家科技进步一等奖。1988年1 月开始盾构推进，9月推进结束。
国内盾构法隧道发展
年份
2006～ 2009
2009～ 2014
2006～ 2010
2011～
2005～ 2009
2011～ 2014
2011～ 2014
国内大直径盾构法隧道
工程
长度（km） 直径（m）
盾构形式
上海长江隧道
8.95
15.பைடு நூலகம்3 泥水气压平衡式盾构
钱江隧道
国外盾构法隧道的发展
1964年英国摩特·亥和安德森及约翰·巴勒特申请了泥水 加压平衡盾构的专利。但由于英国当时缺乏能适合促 进这种技术的隧道工程，这种技术的发展受到了限制。
1970年日本铁道建设公司在京叶线森崎运河下，羽田 隧道工程中采用了直径为7.29m泥水盾构施工，施工 长度为1712m，施工获得了极大成功，这是当时直径
盾构设备类型的选择
盾构机的分类:
从挖掘的地质条件分：软土盾构机（无岩层）、复合 式盾构机、全断面硬岩盾构机。
从盾构机的工作机理分：敞开式和密闭式；密闭式分为 土压平衡式盾构机、泥水平衡式盾构机（含加气压）。
从直径的大小分：小型盾构机（一般在5米以下）；大型盾构 机（一般在5米以上）；超大型盾构机（一般在14米以上）。
国内盾构法隧道发展
1966年5月，上海隧道建设公司用盾构法设计建造中国第一条水底公路 隧道——打浦路隧道。打浦路隧道全长2.7km，隧道部分长1320m，外 径10m。所用网格盾构有所改进，敞开式施工可转换为闭胸式施工。
直径10.22m盾构掘进机
打浦路隧道工程施工
国内盾构法隧道发展
1982年，上海隧道建设公司承建长1476m的延安东路北线隧道工程， 采用自行设计的直径11.3m网格型水力机械出土盾构掘进机。
盾构法隧道施工设备 选型及技术管理
交流人：姚占虎
汇报内容
1. 盾构法隧道的发展 2. 盾构设备的选型 3. 泥水气压平衡盾构机施工技术 4. 盾构机带压开舱技术
13 盾构法隧道的发展
• 国外盾构法隧道的发展 • 国内盾构法隧道的发展
国外盾构法隧道的发展
1806年，马克·布鲁诺尔提出了盾构掘进隧道的原理并注册了专利。 1825年，马克·布鲁诺尔第一次在伦敦泰晤士河下用一个断面高 6.7m，宽11.3m的矩形盾构修建了第一条盾构法隧道。
特点。
管片衬砌
压力舱
盾构千斤顶
盾
构
泥水气压平衡式盾构机
适用于地下水压大（一般0.25-0.3Mpa以上），土体渗透系数大的地质状 况。依靠泥水在切削面形成泥膜，通过加气压来调整泥水的压力达到切削 面的稳定，其特点是泥水输送系统不参与压力调节。其压力舱由泥水舱 （开挖舱）和气垫舱组成，通过改变气垫舱的压力，间接调整泥水舱的工 作压力，这种控制方式反应灵敏，控制精度高。泥水舱内部的泥水在压力 作用下，能够迅速渗入开挖面形成泥膜。由于泥水输送系统不参与压力调 节，因此，可以选用更大功率的输送泵将开挖的渣土以泥浆的形式泵送至 隧道外，可以选用大管径的输送管，具有作业效率高、环境清洁的特点。 地面需要设置泥水处理系统，以供给适合的泥水，处理切削出的渣土。
土压平衡盾构机
土压平衡式盾构机的基本构成
刀盘
土压计
壁后注浆
主要适用搅拌于翼地下水压力小螺，旋排渗土透器 系数较小的地层。
通过向开挖面注入泡沫、聚合物和膨润土等，可以改
良土体的塑性、流动性和止水性，提外高加剂刀注盘入 的开挖效
率，降低刀具的磨损。土压平衡盾构机具有开挖面稳
定，施工效率高，安全性好，可靠性强、出渣土土外方运便等
Glasgow Harbour road
长度 （m）
460 90 403
10200
580
直径 （m） 11.3х6.7
2.85 2.20
3.10～3.45
5.20
附注
Brunel盾构（矩形） Breach盾构
Greathead盾构 初期用压缩空气
压缩空气
衬砌 砖砌 砖砌 铸铁衬砌 铸铁衬砌 铸铁衬砌
3.05
压缩空气0.6～1.5bar
1907-1911
Elb隧道 Clichy
920
5.95
压缩空气2.0～2.7bar
内填钢与 混凝土
国内盾构法隧道发展
20世纪50年代初，东北阜新煤矿用直径2.6m的手 掘式盾构及小混凝土预制块修建疏水巷道，这是 我国首条用盾构掘进机施工的隧道。
1963年，上海隧道股份结合上海软土地层对盾构掘进机、 预制钢混凝土衬砌、隧道掘进施工参数，隧道接缝防水 进行了系统的试验研究。研制了1台直径4.2m的手掘式 盾构进行浅埋和深埋隧道掘进试验，隧道掘进长度68m。
最大的泥水盾构。
国外盾构法隧道的发展
国外早期盾构法隧道施工（ 1825～1911 ）
年份
1825-1843 1869-1870
18691886-1890 1890-1893
工程
Thames隧道（London） Broadway（New York） Tower Subway（London）
City South Subsay （London）
3.251
15.43 泥水气压平衡式盾构
庆春路隧道 南京纬三路过江隧道
南京长江隧道
1.767 4.135
3.9
11.65 15.02 14.93
泥水气压平衡式盾构 泥水气压平衡式盾构 泥水气压平衡式盾构
扬州瘦西湖隧道
3.6
14.93 泥水气压平衡式盾构
树木岭隧道
12.86
9.33
土压平衡式盾构机
2 盾构设备的选型 • 盾构设备类型的选择 • 泥水气压平衡盾构机设备选型
国外盾构法隧道的发展
1869年，英国人格瑞海德用圆形盾构再次在泰晤士河 底修建了一条外径为2.18m，长402m的隧道，并第一 次采用了铸铁管片。由于隧道基本上是在不透水的粘 土层中掘进，所以在控制地下水方面没有遇到什么困 难。格瑞海德圆形盾构后来成为大多数盾构的模型。
1886年，英国人格瑞海德在伦敦地下施工中将压缩空气方 法与盾构掘进相结合使用。压缩空气在盾构掘进中的使用， 标志着在承压水地层中掘进隧道的一个重大进步，填补了 隧道施工的空白，促进了盾构在世界范围内的进一步推广。
1892-1894 Sewer gallery（Clichy） 465
2.50
压缩空气到2.9bar
铸铁衬砌
1896-1899 Spree road隧道（Berlin） 375
4.00
压缩空气
轧制钢
1898-
Orleans Railway（Paris） 1230
9.75
管片盾构
砖砌
1899-1904 Sewer隧道（Hamburg） 2150
Φ11.3m网格盾构掘进机
盾构掘进机结构示意图
国内盾构法隧道发展
1987年，上海市隧道工程股份有限公司承建市南站过江电缆隧道工程， 成功设计了我国第一台直径4.35m加泥式土压平衡盾构掘进机，能控制正 面土压平衡和减少地面沉降，施工速度快，掘进长度达583m，技术成果 达到80年代国际先进水平，并获得1990年国家科技进步一等奖。1988年1 月开始盾构推进，9月推进结束。