地下工程施工课件第6章-盾构法施工
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6盾构施工技术
2013年7月11日星期四
《地下工程讲稿》
2
9.1.1 基坑开挖的几种类型
基坑开挖可以分为以下四种类型
无支护开挖
支护开挖
逆作法或半逆作法开挖
其他形式
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《地下工程讲稿》
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图9-1 无支护开挖施工示意图
分为垂直开挖和放坡开挖 特点：不采用支撑、费用低、工期短、首先考虑的开外方式
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国外盾构技术的发展
19世纪末到20世纪初，盾构施工法已在美国、德国、前 苏联、法国、英国等国开始推广。1880～1890年间，在美 国和加拿大间的圣克莱河下用盾构法建成一条直径6.4m，长 1800余米的水底铁路隧道。30～40年代在这些欧美国家已 成功地使用盾构建成内径为3.0～9.5m的多条地下铁道及过 河公路隧道。仅在美国纽约就采用气压法建成了19条重要的 水底隧道。盾构施工的范围很广泛，有公路隧道、地下铁道、 上下水道以及其它市政公用设施管道等。
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《地下工程讲稿》
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盾构在地下穿越，要承受各种压力，推进时，要克服正面 阻力，故要求盾构具有足够的强度和刚度。盾构主要用钢板 （单层厚板或多层薄板）制成，钢板一般采用A3钢。大型盾构 考虑到水平运输和垂直吊装的困难，可制成分体式，到现场进 行就位拼装，部件的连接一般采用定位销定位，高强度螺栓联 接，最后焊接成型。 盾构的基本构造主要由壳体、切削系统、推进系统、出土 系统、拼装系统等组成。简单的手掘式盾构的基本构造如图6-4 所示。
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《地下工程讲稿》
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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
隧道施工方法ppt课件
长沙隧道（双. 线，长714m）
4、20世纪80年代 （1）普遍采用新奥法施工； （2）开挖方法普遍采用全断面、半断面法； （3）采用光面深孔爆破、预裂爆破、弱爆破技术减少对围
岩的扰动； （4）喷锚支护技术大发展； （5）编制铁路隧道新奥法指南； （6）应用监控量测进行信息化设计和施工； （7）进入大型机械配套时期，引入凿岩台车、装运碴机械、
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台阶法上断面. 开挖
台阶法上断面. 开挖
台阶法上断面. 开挖
台阶法上断面. 开挖
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分部开挖法
分部开挖法是开挖软弱岩层或土层隧道的一种施工方法， 主要适用于隧道断面较大或围岩稳定性较差的条件下。它 将隧道断面分部开挖逐步成型，且一般将某部超前开挖。
“导坑超前开挖法”
先行开挖形成的坑道称为“导坑” 导坑的作用主要是超前探察前方岩体的工程地质条件。
开挖成形后即对暴露围岩加以适当的支撑或支护，继而提供
必要的永久性人工结构以保持隧道长期稳定的施工方法。矿
山法又因其采用“钻眼爆破”方式破岩，故隧道工程中也称
之为“钻爆法”。
“传统矿山法”
“新奥法”
.
6.2 新奥法
一、新奥法（NATM）概述
1963年，由奥地利学者L腊布兹维奇教授命名为“新奥地 利隧道施工法（New Austria Tunneling Method）”， 简称“新奥法（NTAM）”正式出台，它是以控制爆破或 机械开挖为主要掘进手段，以锚杆、喷射混凝土为主要 支护方法，理论、量测和经验相结合的一种施工方法。 同时又是一系列指导隧道设计和施工的原则。
Ⅴ
Ⅴ 2
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漏斗 6
4、20世纪80年代 （1）普遍采用新奥法施工； （2）开挖方法普遍采用全断面、半断面法； （3）采用光面深孔爆破、预裂爆破、弱爆破技术减少对围
岩的扰动； （4）喷锚支护技术大发展； （5）编制铁路隧道新奥法指南； （6）应用监控量测进行信息化设计和施工； （7）进入大型机械配套时期，引入凿岩台车、装运碴机械、
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台阶法上断面. 开挖
台阶法上断面. 开挖
台阶法上断面. 开挖
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分部开挖法
分部开挖法是开挖软弱岩层或土层隧道的一种施工方法， 主要适用于隧道断面较大或围岩稳定性较差的条件下。它 将隧道断面分部开挖逐步成型，且一般将某部超前开挖。
“导坑超前开挖法”
先行开挖形成的坑道称为“导坑” 导坑的作用主要是超前探察前方岩体的工程地质条件。
开挖成形后即对暴露围岩加以适当的支撑或支护，继而提供
必要的永久性人工结构以保持隧道长期稳定的施工方法。矿
山法又因其采用“钻眼爆破”方式破岩，故隧道工程中也称
之为“钻爆法”。
“传统矿山法”
“新奥法”
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6.2 新奥法
一、新奥法（NATM）概述
1963年，由奥地利学者L腊布兹维奇教授命名为“新奥地 利隧道施工法（New Austria Tunneling Method）”， 简称“新奥法（NTAM）”正式出台，它是以控制爆破或 机械开挖为主要掘进手段，以锚杆、喷射混凝土为主要 支护方法，理论、量测和经验相结合的一种施工方法。 同时又是一系列指导隧道设计和施工的原则。
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盾构法隧道结构
6.1 衬砌形式和构造
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衬砌断面形式和构造
盾构隧道横断面一般由圆形、矩形、半圆形、马蹄形等，衬 砌最常用的断面形式为圆形与矩形。
内部使用限界的确定
a. 车辆限界
• 车辆限界是指在平、直线路上运行中的车辆，可能达到的 最大运动包迹线。
• 确定车辆限界的各个控制点，要考虑车辆外轮廓横断面的 尺寸以及制造上的公差，车轮和钢轨之间及在支承中的机 械间隙、车体横向摆动和在弹簧上颤动倾斜等。
盾构法隧道结构
It is applicable to work report, lecture and teaching
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第6章 盾构法隧道结构
衬砌形式和构造 衬砌圆环内力计算 盾构法隧道衬砌的结构设计 隧道防水及其综合处理 算例
On the evening of July 24, 2021
基本荷载 附加荷载 特殊荷载
荷载分类
1. 地层压力 2. 水压力 3. 自重 4. 上覆荷载的影响 5. 地基抗力
1. 内部荷载 2. 施工荷载 3. 地震的影响
1. 平行配置隧道的影响 2. 接近施工的影响 3. 其他
On the evening of July 24, 2021
基本使用阶段
荷载简图
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矩 形 盾 构 机
On the evening of July 24, 2021
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盾 构 进 洞
On the evening of July 24, 2021
盾构衬砌
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盾构法施工
第 6 章盾构施工技术第一节概述一、基本原理盾构法是暗挖隧道的专用机械在地面以下建造隧道的一种施工方法。
先在隧道的一端建造竖井或基坑，以供盾构安装就位。
盾构从竖井或基坑的墙壁预留孔处出发，在地层中沿着设计轴线，向另一竖井或基坑的设计预留孔洞推进。
盾构推进中所受到的地层阻力，通过盾构千斤顶传至盾构尾部已拼装的预制衬砌、再传到竖井或基坑的后靠壁上。
●盾构是进行土方开挖、正面支护和隧道衬砌结构安装的施工机具●盾构是一个既能支承地层压力，又能在地层中推进的钢筒结构●钢筒的前面设置各种支撑和挖土装置钢筒的中段周圈内安装顶进千斤顶钢筒的尾部可安置数环隧道衬砌●盾构每推进一环距离，就在盾尾支护下拼装一环衬砌，并及时向盾尾后面的衬砌环外周的空隙中压注浆体，以防止隧道及地面下沉，在盾构推进过程中不断从开挖面排出适量的土方。
二、国外盾构施工技术发展概述1. 人工开挖盾构的发明世界上第一条人工开挖盾构隧道是由Mare Brunel和他的儿子—起在伦敦泰晤士河下建成的。
该盾构呈矩形（11.6m宽，7m高），总共只有366m长的隧道耗时20年左右，曾经历很大困难，出现过五次以上涌水。
1869年，James Henry Greathhead采用圆形敞开式盾构在泰晤士河下再建了一条外径为2.18m的行人隧道，该隧道衬砌是铸铁管片，隧道在不透水的粘土层中掘进，无地下水威胁，因此进展相当顺利。
1886年，Greathead在建造伦敦地铁时首次使用了压缩空气盾构，解决了在含水地层中修建隧道的问题。
2.机械化盾构的问世1876年：第一台机械化盾构的专利出现。
第一台机械化盾构的设想是用由几块板构成的半球状刀盘旋转切削土体，然后靠径向转动的土斗将切削下来的土体运到皮带输送机上。
1896年，J．Price的专利比第一台盾构有较大改进，刀盘由若干轮辐构成，电动驱动由长轴传递，其外形也与现代盾构较为接近。
早期的盾构技术在英国发明并得到发展并不是偶然的事件，由于19世纪和20世纪上半叶，英国是全球最强盛的工业化国家，而对隧道掘进来讲，伦敦的粘土可说是地球上较理想的土层，因此，由当时最发达的国家率先在较理想的土层中发展盾构技术是合乎技术发展的逻辑的。
(完整ppt)隧道施工方法
顶推法：采用顶推设备将预制管段向前推进的隧道施工方法。 特点及适用条件：机械化程度高、安全性好、质量容易控制。 适用于软土中的中小断面的隧道。
第6章 隧道工程施工方法
6.1 隧道工程施工概述 6.2 隧道主要修建方法 6.3 隧道洞身钻爆法开挖方法 6.4 隧道洞口段及明洞段施工方法 6.5 隧道辅助施工措施 6.6 特殊地质地段隧道施工
6.3 隧道洞身钻爆法开挖方法
➢ 隧道洞身钻爆法开挖方法总览 ➢ 分离式隧道常用开挖工法 ➢ 连拱隧道常用开挖工法
6.3 隧道洞身钻爆法开挖方法
6.3.1 隧道洞身钻爆法开挖方法总览
Hale Waihona Puke 开挖工法全断面法 分部开挖
台阶法 导洞法
上下台阶法 台阶分部法
下台阶分部法 上台阶分部法
侧壁导洞法 双侧壁导洞法 中导洞法和三导洞法
第6章 隧道工程施工方法
1、掌握隧道工程施工的特点、流程及常见问题 2、了解隧道常用的修建方法 3、掌握钻爆法各种开挖工法及其特点、适用性 4、熟悉隧道进洞施工的常用方法 5、掌握隧道辅助施工措施的概念、作用机理、设 计参数、施工方法及质量控制 6、了解特殊地质隧道施工方法，熟悉一般隧道塌 方的处治方法。
特点及适用条件：可使水下隧道埋深很浅，管段质量容易保障，工艺要求 很高。适用于埋深很浅、流速不大的海底或河底隧道。
6.2 隧道主要修建方法
管段预制 基槽处理
管段浮运 管段拼装 固定覆盖
6.2 隧道主要修建方法
6.2.3 钻爆法施工
A）松弛荷载理论（20世纪20年代） 稳定的岩体有自稳能力，不产生 荷载；不稳定的岩体则可能产生坍塌，需要用支护结构予以支承。
6.5 隧道辅助施工措施
5) 管棚质量控制要点 先套拱后钻孔 钻孔角度 钢管连接质量
第6章 隧道工程施工方法
6.1 隧道工程施工概述 6.2 隧道主要修建方法 6.3 隧道洞身钻爆法开挖方法 6.4 隧道洞口段及明洞段施工方法 6.5 隧道辅助施工措施 6.6 特殊地质地段隧道施工
6.3 隧道洞身钻爆法开挖方法
➢ 隧道洞身钻爆法开挖方法总览 ➢ 分离式隧道常用开挖工法 ➢ 连拱隧道常用开挖工法
6.3 隧道洞身钻爆法开挖方法
6.3.1 隧道洞身钻爆法开挖方法总览
Hale Waihona Puke 开挖工法全断面法 分部开挖
台阶法 导洞法
上下台阶法 台阶分部法
下台阶分部法 上台阶分部法
侧壁导洞法 双侧壁导洞法 中导洞法和三导洞法
第6章 隧道工程施工方法
1、掌握隧道工程施工的特点、流程及常见问题 2、了解隧道常用的修建方法 3、掌握钻爆法各种开挖工法及其特点、适用性 4、熟悉隧道进洞施工的常用方法 5、掌握隧道辅助施工措施的概念、作用机理、设 计参数、施工方法及质量控制 6、了解特殊地质隧道施工方法，熟悉一般隧道塌 方的处治方法。
特点及适用条件：可使水下隧道埋深很浅，管段质量容易保障，工艺要求 很高。适用于埋深很浅、流速不大的海底或河底隧道。
6.2 隧道主要修建方法
管段预制 基槽处理
管段浮运 管段拼装 固定覆盖
6.2 隧道主要修建方法
6.2.3 钻爆法施工
A）松弛荷载理论（20世纪20年代） 稳定的岩体有自稳能力，不产生 荷载；不稳定的岩体则可能产生坍塌，需要用支护结构予以支承。
6.5 隧道辅助施工措施
5) 管棚质量控制要点 先套拱后钻孔 钻孔角度 钢管连接质量
《地下工程施工技术》PPT课件
缺点 1. 大沉井纠偏困难 2. 不排水下沉时，出土困难 3. 开挖对周围环境影响大，会形成漏斗形地面 4. 采用沉箱施工时，可能引起气压病等
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盾构法
优点 1. 地面作业少，隐蔽性好，噪音低、震动小 2. 自动化程度高，劳动强度低，施工速度快 3. 受地面建筑和构筑物影响小 4. 不受气候影响 5. 造价与埋深无关
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(复合)土钉墙法
优点 1. 无支撑 2. 施工速度快 3. 挖土方便，内部土建结构施工方便 4. 相对重力式挡土墙变形较小 5. 造价低
缺点 1. 挖土必须分层 2. 软土地区高地下水位时必须设置止水帷幕，会增加
造价 3. 锚体质量控制较困难，土钉承载力较小
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缺点 1. 造价高 2. 有一定的地面变形 3. 覆土浅时开挖面土体稳定较困难 4. 气压盾构易引发气压病 5. 小曲线半径会引起转向困难(2005.09.12)
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顶管法
优点 1. 比盾构法造价低 2. 适用于市政工程 3. 对建筑物、地下管线和道路交通影响小
缺点 1. 内部尺寸较盾构小 2. 无中继环时顶进距离较小 3. 需要工作井
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矿山(暗挖隧道)法
特点 1. 对地层要求高(地质较好、强度较高、地下水位较低) 2. 必要时需要进行加固(超前导管、锚杆等)
缺点 大断面施工难度大
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逆作法
优点 1. 一般不设临时支撑，而采用内部土建结构作为支撑 2. 一般可采用二墙合一 3. 变形小，地面沉降小 4. 地上、地下同时施工时工期较短
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盾构法
优点 1. 地面作业少，隐蔽性好，噪音低、震动小 2. 自动化程度高，劳动强度低，施工速度快 3. 受地面建筑和构筑物影响小 4. 不受气候影响 5. 造价与埋深无关
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(复合)土钉墙法
优点 1. 无支撑 2. 施工速度快 3. 挖土方便，内部土建结构施工方便 4. 相对重力式挡土墙变形较小 5. 造价低
缺点 1. 挖土必须分层 2. 软土地区高地下水位时必须设置止水帷幕，会增加
造价 3. 锚体质量控制较困难，土钉承载力较小
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缺点 1. 造价高 2. 有一定的地面变形 3. 覆土浅时开挖面土体稳定较困难 4. 气压盾构易引发气压病 5. 小曲线半径会引起转向困难(2005.09.12)
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顶管法
优点 1. 比盾构法造价低 2. 适用于市政工程 3. 对建筑物、地下管线和道路交通影响小
缺点 1. 内部尺寸较盾构小 2. 无中继环时顶进距离较小 3. 需要工作井
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矿山(暗挖隧道)法
特点 1. 对地层要求高(地质较好、强度较高、地下水位较低) 2. 必要时需要进行加固(超前导管、锚杆等)
缺点 大断面施工难度大
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逆作法
优点 1. 一般不设临时支撑，而采用内部土建结构作为支撑 2. 一般可采用二墙合一 3. 变形小，地面沉降小 4. 地上、地下同时施工时工期较短
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盾构法隧道工程
（2）管片拼装预防措施
4）控制管片环、纵缝的质量，严禁发生拼 装前后喇叭、内外张角、环高差、拼装缝 过宽、两块管片相对旋转等质量问题。
5）检查整环测量的成果报告以及管片与盾 壳间的间隙，及时调整管片拼装的姿态， 控制管片与盾尾之间的周边间隙。
6）每块管片拼装后及时调整圆环椭圆度至 符合要求，测量管片圆环成果报表，再调 整好千斤顶的顶力，确保隧道的圆度。
应资质的监测单位做相应的检测试验。
三、盾构出洞主要质量问题2
2）加强盾构进出洞准备及测量 ①审查地质工程勘察报告、设计地质说明等相关资料，
在施工方案中，对流砂等不良地质情况应有相应的预防措 施。 ②了解端头井附近的地下管线状况，绘制管线图，以便 为场地布置、地基加固、盾构吊装、监测布点等工作提供 条件。 ③必须建立严格的平面控制测量网，进行地面和井下联 测。建立井下导线，用以盾构进洞后进行指引盾构掘进。 ④必须建立严格的高程测量网，将地面水准点传递至井 下水准点上，作为井下高程起算点，并应选择主要导线点 作为永久水准点。 ⑤制作盾构上的测量标志点。测量标志点要做好原始记 录和校核记录，以免盾构标志数据中存在系统误差。 ⑥一公里左右的隧道需进行三次联接测量，盾构进洞前 应及时做好地面中心的复测工作，并根据洞门中心调整盾 构推进轴线。
二、盾构机的组成2
3．盾尾
盾尾部即盾构的后部。盾尾部为管片拼 装空间，该空间内装有拼装管片的举重臂。 为了防止周围地层的土砂、地下水及背后 注入的填充浆液窜入该部位，特设置尾封 装置。
泥水平衡式盾构
在机械切削式盾构的前部刀盘后侧，设置隔板，它与刀盘之间形成泥 水压力室，将加压的泥水送入泥水室，当泥水压力室充满加压的泥水 后，通过加压作用和压力保持机构，来谋求开挖面的稳定。盾构推进 时有旋转刀盘切削下来的土砂经搅拌装置搅拌后形成高浓度泥水，用
盾构施工安全培训教育课件实用PPT(34页)
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三、 防治事故的方法 1、设置安全通道。 2、避免不安全的操作行为，采用安全的工作方法。 3、消除不安全因素，包括修复设备或设施的防护，改善作业环境等等。 4、时刻警惕和注意。
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第二章 现场安全基本要求
安全纪律：严禁酒后进入施工区； 防火：必须在指定的吸烟区吸烟，现场使用明火或进行电焊气割作业前必
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二、安全教育和培训
1、新进人员必须参加三级安全教育和岗位安全 技术交底。
2、经常参加在职安全教育，3、变换到新的工作 岗位之前必须经过安全教育
4、参加安全技术交底会，熟悉本职工作的安全 注意事项。
5、主动参加班前和班后总结会，并将发现的问 题及时报告给班长或领班。
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三、危险源识别
1、危险源识别是对施工活动中的危 险进行识别，并研究制定安全防护办 法的一种活动。 2、实施步骤： 将要进行的施工项目按照工序或结 构进行细分，将关键步骤列出来 参与施工的人员对每一步工作中可 能存在的危险进行分析和研究，有什 么危险、有多大危险、如何控制？ 将确定的危险源、控制措施和负责 人列出来 按照确定的危险源识别、分析和控 制表实施作业
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第一章 事故发生的原因和防治方法
不安全的作业行为、设备、环境是造成事故的三大诱因。
一、不安全的个人行为容易导致事故
1、违反劳动纪律， 如：酒后上岗；
不符合劳动安全规定的穿着和打扮； 工作时间注意力分散，闲谈打闹； 不使用或不正确使用各种劳动防护用 品。 2、违章作业， 如：不符合操作规程的工作行为；
安全月专题培训
中铁四局集团有限公司
强化红线意识，促进安全发展！
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前言
为广泛宣传安全生产理念，推动安全发展，实现管理 提升，局近期印发了《关于开展以第二轮项目管控为抓手切 实开展好“强化红线意识 促进安全发展”专项活动的通知》 （中铁四安〔2014〕217号），自4月1日起至6月30日，以 第二轮项目管控检查为切入点，组织以“强化红线意识，促 进安全发展”为主题；以贯彻落实隧道施工、火工品管理等 卡控红线和约束性条款、整治安全质量共性惯性问题等管控 措施为主要内容的安全专项活动，根据国务院安委会办公室 关于开展2014年全国“安全生产月”和“安全生产万里行” 活动的通知（安委办〔2014〕7号）要求和股份公司的统一 安排，按照2014年全国安全生产月活动要求，为确保取得 实效，现举办此次学习培训。
第六章 隧道施工方法
第六章
隧道施工方法
主要内容 • 隧道施工方法概述 • 主要开挖方法 • 新奥法的概念 • 隧道岩土控制变形分析工法简介 • 隧道洞口施工
第一节
隧道施工方法概述
一、隧道施工的概念
隧道施工是指修建隧道及地下洞室的施工方法、 施工技术和施工管理的总称。
隧道工程特点 •隧道工程全部为隐蔽工程，工程地质和水文十分 重要，甚至起决定性的作用；
新奥法施工的基本原则可以归纳：
少扰动——扰动次数、扰动强度、扰动范围和扰动
持续时间。
早支护 勤量测 紧封闭——一方面指及早封闭岩面，另一方面指要
适时闭合支护。
第三节 主要开挖方法
开挖方法分类：
1 全断面法(全断面法、导洞超前全断法)
2 台阶法(两台阶、三台阶、三台阶七步开挖法、 环形导坑预留核心土法等) 3 中隔壁法(中隔壁法和交叉中隔壁法) 4 侧壁导坑法(单侧壁导坑法和双侧壁导坑法) 5 其他方法(中洞法和洞桩法等)
•隧道施工工作面少(正常情况下只有进、出口两个 工作面)，工期较长；
•隧道施工环境差，采取有效措施加以改善； •工程施工不受季节变换及气候变化的影响；பைடு நூலகம்
•施工工地一般都位于偏远的深山狭谷之中，往往 远离既有交通线，运输不便，供应困难； •隧道埋设于地下，一旦建成就难以更改，所以， 除了事先必须审慎规划和设计外，施工中还要做到 不留后患。
一、全断面开挖法
全断面开挖法就是按照设计轮廓一次爆破成形， 然后修建衬砌的施工方法。
适用条件
(1)I~IV级围岩，在用于Ⅳ级围岩时，围岩应具备从全 断面开挖到初期支护前这段时间内，保持其自身稳定 的条件。 (2)有钻孔台车或自制作业台架及高效率装运机械设备。 (3)隧道长度或施工区段长度不宜太短，根据经验一般 不应小于lkm，否则采用大型机械化施工，其经济性 较差。
隧道施工方法
主要内容 • 隧道施工方法概述 • 主要开挖方法 • 新奥法的概念 • 隧道岩土控制变形分析工法简介 • 隧道洞口施工
第一节
隧道施工方法概述
一、隧道施工的概念
隧道施工是指修建隧道及地下洞室的施工方法、 施工技术和施工管理的总称。
隧道工程特点 •隧道工程全部为隐蔽工程，工程地质和水文十分 重要，甚至起决定性的作用；
新奥法施工的基本原则可以归纳：
少扰动——扰动次数、扰动强度、扰动范围和扰动
持续时间。
早支护 勤量测 紧封闭——一方面指及早封闭岩面，另一方面指要
适时闭合支护。
第三节 主要开挖方法
开挖方法分类：
1 全断面法(全断面法、导洞超前全断法)
2 台阶法(两台阶、三台阶、三台阶七步开挖法、 环形导坑预留核心土法等) 3 中隔壁法(中隔壁法和交叉中隔壁法) 4 侧壁导坑法(单侧壁导坑法和双侧壁导坑法) 5 其他方法(中洞法和洞桩法等)
•隧道施工工作面少(正常情况下只有进、出口两个 工作面)，工期较长；
•隧道施工环境差，采取有效措施加以改善； •工程施工不受季节变换及气候变化的影响；பைடு நூலகம்
•施工工地一般都位于偏远的深山狭谷之中，往往 远离既有交通线，运输不便，供应困难； •隧道埋设于地下，一旦建成就难以更改，所以， 除了事先必须审慎规划和设计外，施工中还要做到 不留后患。
一、全断面开挖法
全断面开挖法就是按照设计轮廓一次爆破成形， 然后修建衬砌的施工方法。
适用条件
(1)I~IV级围岩，在用于Ⅳ级围岩时，围岩应具备从全 断面开挖到初期支护前这段时间内，保持其自身稳定 的条件。 (2)有钻孔台车或自制作业台架及高效率装运机械设备。 (3)隧道长度或施工区段长度不宜太短，根据经验一般 不应小于lkm，否则采用大型机械化施工，其经济性 较差。
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2018年3月7日星期三 3
《地下工程施工》
国外盾构技术的发展
19世纪末到20世纪初，盾构施工法已在美国、德国、前苏联、 法国、英国等国开始推广。1880～1890年间，在美国和加拿大 间的圣克莱河下用盾构法建成一条直径6.4m，长1800余米的水 底铁路隧道。30～40年代在这些欧美国家已成功地使用盾构建 成内径为3.0～9.5m的多条地下铁道及过河公路隧道。仅在美 国纽约就采用气压法建成了19条重要的水底隧道。盾构施工的 范围很广泛，有公路隧道、地下铁道、上下水道以及其它市政 公用设施管道等。
2018年3月7日星期三
《地下工程施工》
7
国内大直径盾构施工案例：
武汉长江公里隧道（长江第一隧）：2004年11月开工，2008年12月完工，全长 2540m 。粉细沙不稳定地层，法国11.38m泥水加压平衡盾构和复合式刀具，以实 现长距离不换刀掘进。 上海崇明越江隧道：全长8.95km，其中穿越水域部分达7.5km。单管外径为 Φ15.0m，内径为13.7m。隧道施工采用Φ15.43m泥水加气平衡盾构，该盾构机为目 前世界上直径最大的盾构掘进机。 南京长江越江隧道：双向六车道，长3825m，采用了德国海瑞克公司生产的 14.93m泥水平衡盾构机施工，于2008年1月正式开挖。 北京铁路枢纽地下直径线铁路隧道工程：北京站至北京西站地下直径线工程，是 北京市一条铁路地下联络线，全长9.156公里，盾构隧道长5175m，国内第一条采用 盾构法施工的铁路地下隧道，采用12.04泥水盾构施工。 北京地铁14号线直径10.22m圆形土压平衡盾构：国内首次应用“单洞双线”技术， 并且大盾构机直接穿越在建车站，同时进行地铁暗挖车站中洞的开挖，经扩挖后成 为地铁车站结构。此施工方法的使用在世界范围内属首次。
2018年3月7日星期三 《地下工程施工》 8
2018年3月7日星期三
用
我国盾构技术在解放前是个空白。新中国成立后，在第一个五年计划期间， 阜新煤矿用Φ2.6m圆断面盾构及小型混凝土预制块建造了疏水巷道工程，1957 年在北京下水道工程中也用过Φ2.0m及2.6m的盾构。而系统地开发盾构技术可 认为是始于1963年上海隧道公司在浦东塘桥第四纪软弱含水地层进行的φ4.2m 网格挤压式盾构法的实验。1966年上海隧道公司用网格水力出土盾构建造了 Φl0.22m的上海第一条黄浦江越江隧道（打浦路过江隧道）；1988年上海隧道 公司又建成了Φ11.3m的延安东路过江隧道。20世纪90年底以来上海隧道公司 成功地掌握了土压平衡盾构（Φ6.34m）工法和泥水平衡盾构工法（Φ11.22m） 技术。
2018年3月7日星期三 5
《地下工程施工》
日本是欧美国家以外第一个引进盾构施工技术的国家。1939年的关门隧 道是日本首次采用盾构施工技术的隧道工程，1957年东京地铁的丸之内线 采用盾构施工技术修建了一段区间隧道。 从20世纪60年代起，盾构法在日本得到迅速发展。 80年代以来，日本无论是新型盾构工法的开发（双圆、三圆、椭圆形、 矩形，球体盾构，母子盾构，地中对接技术等很多新工法、新工艺源于日 本），还是施工机械盾构机的制作数量（据文献报道，从1964年到1984年 20年间日本制作的各式盾构机不少于5000台）、建造的隧道的长度（仅东 京地铁隧道一项累计长度已超过300km）、承包海外隧道工程（设计及施 工）的数量和地区，刊登有关盾构法的刊物的数量（近10种），向国际隧 道学会历届学术会议提交论文的数量等等均名列前茅。
2018年3月7日星期三 《地下工程施工》 4
连接英法两国的英吉利海峡隧道 1994年5月7日建成。隧道由2条单线铁路隧道及1条辅助隧道，共 三条长51km的平行隧洞组成，总长度153km，其中海底段的隧洞长度 为3×38km，是目前世界上最长的海底隧道。辅助隧道位于两个主隧 道之间，每隔375m与主隧道连接一次。该隧道全部采用盾构法技术施 工，英国一侧共用6台盾构，3台施工岸边段，3台施工海底段，施工 海底段的盾构要向海峡中单向推进21.2km ，与从法国侧向英国方向 推来的盾构对接。法国一侧采用5台盾构同时施工，2台施工岸边段， 3台施工海底段。11台盾构机的直径分别为5.38m、5.61 m、5.77 m、 8.36 m、8.72 m。标志着当时盾构施工技术的最新水平。
6 主要内容：
盾构始发接收技术 盾构掘进管理 隧道衬砌
盾构法施工
2018年3月7日星期三
《地下工程施工》
1
6.1 盾构法简介
目前，在浅埋软土地层修建地铁、水利、道路等隧道工程中 广泛采用了盾构法施工。 盾构一词的含义在土木工程领域中为遮盖物、保护物。盾构 机是由外形与隧道断面相同、但尺寸比隧道外形稍大的钢筒或 框架压入地层中构成保护掘削机的外壳和壳内各种作业机械、 作业空间组成的组合体。盾构机是一种既能支承地层压力，又 能在地层中推进的施工机具。以盾构机为核心的一套完整的建 造隧道的施工方法称为盾构法。
2018年3月7日星期三 2
《地下工程施工》
世界上第一条盾构隧道：
盾构施工技术自1825年由布鲁诺尔首创于英国伦敦的泰晤土河的水底隧道工 程以来，已有180余年的历史。 1818年法国工程师布鲁诺尔（Mare Isambard Brunel）发现船的木板中有一 种蛀虫，钻出孔道并用它自己分泌的液体覆涂在孔壁上得到启发，最早提出了 盾构工法并取得专利，即所谓的敞口式手掘盾构的原型问世。Brunel于1823年 拟定了横贯泰晤士河的另一条隧道的计划。1825年，布鲁诺尔用他自己的想法 制成盾构，并第一次在泰晤士河施工了水底隧道。该台矩形盾构断面 11.3m×6.7m，采用砖砌管片，第二年因塌方，工程终止。Brunel总结经验教训， 制作了一个改进型的方形铸铁框盾构，于1834年再次动工。在经历了5次以上特 大洪水后，泰晤士河下的隧道于1841年贯通，1843年全部完工。
《地下工程施工》
国外盾构技术的发展
19世纪末到20世纪初，盾构施工法已在美国、德国、前苏联、 法国、英国等国开始推广。1880～1890年间，在美国和加拿大 间的圣克莱河下用盾构法建成一条直径6.4m，长1800余米的水 底铁路隧道。30～40年代在这些欧美国家已成功地使用盾构建 成内径为3.0～9.5m的多条地下铁道及过河公路隧道。仅在美 国纽约就采用气压法建成了19条重要的水底隧道。盾构施工的 范围很广泛，有公路隧道、地下铁道、上下水道以及其它市政 公用设施管道等。
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《地下工程施工》
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国内大直径盾构施工案例：
武汉长江公里隧道（长江第一隧）：2004年11月开工，2008年12月完工，全长 2540m 。粉细沙不稳定地层，法国11.38m泥水加压平衡盾构和复合式刀具，以实 现长距离不换刀掘进。 上海崇明越江隧道：全长8.95km，其中穿越水域部分达7.5km。单管外径为 Φ15.0m，内径为13.7m。隧道施工采用Φ15.43m泥水加气平衡盾构，该盾构机为目 前世界上直径最大的盾构掘进机。 南京长江越江隧道：双向六车道，长3825m，采用了德国海瑞克公司生产的 14.93m泥水平衡盾构机施工，于2008年1月正式开挖。 北京铁路枢纽地下直径线铁路隧道工程：北京站至北京西站地下直径线工程，是 北京市一条铁路地下联络线，全长9.156公里，盾构隧道长5175m，国内第一条采用 盾构法施工的铁路地下隧道，采用12.04泥水盾构施工。 北京地铁14号线直径10.22m圆形土压平衡盾构：国内首次应用“单洞双线”技术， 并且大盾构机直接穿越在建车站，同时进行地铁暗挖车站中洞的开挖，经扩挖后成 为地铁车站结构。此施工方法的使用在世界范围内属首次。
2018年3月7日星期三 《地下工程施工》 8
2018年3月7日星期三
用
我国盾构技术在解放前是个空白。新中国成立后，在第一个五年计划期间， 阜新煤矿用Φ2.6m圆断面盾构及小型混凝土预制块建造了疏水巷道工程，1957 年在北京下水道工程中也用过Φ2.0m及2.6m的盾构。而系统地开发盾构技术可 认为是始于1963年上海隧道公司在浦东塘桥第四纪软弱含水地层进行的φ4.2m 网格挤压式盾构法的实验。1966年上海隧道公司用网格水力出土盾构建造了 Φl0.22m的上海第一条黄浦江越江隧道（打浦路过江隧道）；1988年上海隧道 公司又建成了Φ11.3m的延安东路过江隧道。20世纪90年底以来上海隧道公司 成功地掌握了土压平衡盾构（Φ6.34m）工法和泥水平衡盾构工法（Φ11.22m） 技术。
2018年3月7日星期三 5
《地下工程施工》
日本是欧美国家以外第一个引进盾构施工技术的国家。1939年的关门隧 道是日本首次采用盾构施工技术的隧道工程，1957年东京地铁的丸之内线 采用盾构施工技术修建了一段区间隧道。 从20世纪60年代起，盾构法在日本得到迅速发展。 80年代以来，日本无论是新型盾构工法的开发（双圆、三圆、椭圆形、 矩形，球体盾构，母子盾构，地中对接技术等很多新工法、新工艺源于日 本），还是施工机械盾构机的制作数量（据文献报道，从1964年到1984年 20年间日本制作的各式盾构机不少于5000台）、建造的隧道的长度（仅东 京地铁隧道一项累计长度已超过300km）、承包海外隧道工程（设计及施 工）的数量和地区，刊登有关盾构法的刊物的数量（近10种），向国际隧 道学会历届学术会议提交论文的数量等等均名列前茅。
2018年3月7日星期三 《地下工程施工》 4
连接英法两国的英吉利海峡隧道 1994年5月7日建成。隧道由2条单线铁路隧道及1条辅助隧道，共 三条长51km的平行隧洞组成，总长度153km，其中海底段的隧洞长度 为3×38km，是目前世界上最长的海底隧道。辅助隧道位于两个主隧 道之间，每隔375m与主隧道连接一次。该隧道全部采用盾构法技术施 工，英国一侧共用6台盾构，3台施工岸边段，3台施工海底段，施工 海底段的盾构要向海峡中单向推进21.2km ，与从法国侧向英国方向 推来的盾构对接。法国一侧采用5台盾构同时施工，2台施工岸边段， 3台施工海底段。11台盾构机的直径分别为5.38m、5.61 m、5.77 m、 8.36 m、8.72 m。标志着当时盾构施工技术的最新水平。
6 主要内容：
盾构始发接收技术 盾构掘进管理 隧道衬砌
盾构法施工
2018年3月7日星期三
《地下工程施工》
1
6.1 盾构法简介
目前，在浅埋软土地层修建地铁、水利、道路等隧道工程中 广泛采用了盾构法施工。 盾构一词的含义在土木工程领域中为遮盖物、保护物。盾构 机是由外形与隧道断面相同、但尺寸比隧道外形稍大的钢筒或 框架压入地层中构成保护掘削机的外壳和壳内各种作业机械、 作业空间组成的组合体。盾构机是一种既能支承地层压力，又 能在地层中推进的施工机具。以盾构机为核心的一套完整的建 造隧道的施工方法称为盾构法。
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《地下工程施工》
世界上第一条盾构隧道：
盾构施工技术自1825年由布鲁诺尔首创于英国伦敦的泰晤土河的水底隧道工 程以来，已有180余年的历史。 1818年法国工程师布鲁诺尔（Mare Isambard Brunel）发现船的木板中有一 种蛀虫，钻出孔道并用它自己分泌的液体覆涂在孔壁上得到启发，最早提出了 盾构工法并取得专利，即所谓的敞口式手掘盾构的原型问世。Brunel于1823年 拟定了横贯泰晤士河的另一条隧道的计划。1825年，布鲁诺尔用他自己的想法 制成盾构，并第一次在泰晤士河施工了水底隧道。该台矩形盾构断面 11.3m×6.7m，采用砖砌管片，第二年因塌方，工程终止。Brunel总结经验教训， 制作了一个改进型的方形铸铁框盾构，于1834年再次动工。在经历了5次以上特 大洪水后，泰晤士河下的隧道于1841年贯通，1843年全部完工。