盾构技术在中国的应用与发展
盾构隧道施工技术现状及展望(第3讲)——盾构隧道应用前景及发展方向
盾构隧道施工技术现状及展望(第3讲)——盾构隧道应用前
景及发展方向
朱伟;陈仁俊
【期刊名称】《矿产勘查》
【年(卷),期】2002(000)001
【摘要】盾构隧道施工法是广泛注目的新技术。
但是这一技术的使用尚须准确把握其适用范围和使用特点。
因此 ,本文结合我国盾构隧道施工技术的应用前景 ,介绍盾构新技术并探讨我国盾构技术的发展方向
【总页数】4页(P18-20,52)
【作者】朱伟;陈仁俊
【作者单位】[1]河海大学岩土工程研究所;[2]中国冶金地质勘查工程总局
【正文语种】中文
【中图分类】U455
【相关文献】
1.盾构隧道施工技术现状及展望(第3讲)——盾构隧道应用前景及发展方向
2.盾构隧道施工技术现状及展望(第1讲)——盾构隧道基本原理及在我国的使用情况
3.盾构隧道施工技术现状及展望(第1讲)——盾构隧道基本原理及在我国的使用情况
4.盾构隧道施工技术现状及展望(第2讲) --盾构隧道技术问题和施工管理
5.盾构隧道施工技术现状及展望(第2讲)——盾构隧道技术问题和施工管理
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中国盾构机的发展历史
中国盾构机的发展历史
盾构机是一种现代隧道施工设备，它是在工程师James S. Robbins于1950年代提出盾构法后逐步发展起来的。
盾构机在中国的应用起步于1970年代末期，但是当时的技术相对落后，生产的盾构机大都采用进口技术和设备。
直到1990年代初，随着我国城市地铁、高速公路等基础设施建设的大力推进，盾构机在中国的应用逐渐得到了普及和推广。
此时国内盾构机的制造商开始崛起，如江苏新纪元、中联重科等。
他们从技术上不断改进、提高盾构机的性能、质量和稳定性。
在经过多年的努力发展后，中国盾构机的技术和品质得到了全球公认。
2010年，中国制造的TBM盾构机首次进入世界排名前十名，而在2015年，中国的盾构机销售额占全球的90%以上，成为全球盾构机制造业的领导者。
目前，中国盾构机已经成为世界范围内使用最广泛的隧道掘进工具之一，广泛应用于地铁、水利、交通、煤炭、电力、油气等领域。
中国盾构机的发展历程，是中国现代工程技术的一项杰出成就，也为中国的基础设施建设提供了坚实的支撑。
浅谈盾构技术的应用和发展
浅谈盾构技术的应用和发展摘要：保护设计的关键之一是确定屏蔽的类型和组成。
选择防护罩是一项复杂的任务。
地质和水文条件；施工期；环境盾构，安全性和可靠性。
选择正确的防盾构类型并设置合理的辅助设备可以确保铁路工程的顺利完工。
根据地铁段铁路工程的工程条件，地质条件和工期要求，提出了盾构的选择方法和步骤，并通过比较类似的工程实例来研究确定某地铁的盾构类型和截割机类型。
部分。
切割头的布局，并说明了泥浆盾构的不同操作模式，并确定了盾构的制造商。
关键词：盾构；地铁；应用引言它是一个铁路工程层；它与铁路工程的大小相同。
但是，有更大的地面平移装置和盾构。
用盾构层建造铁路工程的整个想法主要称为盾构层构造方法（见图1-1），诞生于19世纪初的英格兰，已有200年的历史。
但是，对于城市铁路工程的建设，挖掘，由于地形和环境条件的限制，开挖方法受到限制。
开挖方法对城市交通非常不便。
开挖引起的沉降很大。
建筑材料的噪音和振动；施工造成的环境污染等严重因素。
相比之下，由于盾构设计中不存在这些缺陷，因此受到了广泛的关注并迅速发展。
人类已经开发了不仅可以用软土建造防盾构，而且可以建造适用于砾石和许多其他层的防盾构的方法。
一、盾构技术发展概况在1811年，布鲁内尔（Brunel）发明了盾构技术并申请了专利，该技术的灵感来自于船孔中食虫孔。
这是露天矿的先驱。
1823年，布朗制定了在伦敦以东的泰晤士河上建造铁路工程的计划。
它始于1825年，但因滑坡而停止，但他没有放弃在泰晤士河下修建铁路工程的梦想。
他设计了盾构（图1）。
该项目于1834年重新启动，七年后该铁路工程于1841年完工。
图1 brunel设计的泰晤士河底用盾构从19世纪末到20世纪中期，美国；德国日本在前苏联和我国，屏蔽技术以各种方式被引入和发展。
巴尔的摩正在实施各种目的的铁路工程，巴黎法国柏林德国莫斯科林宁·格蕾特东京日本在此期间，屏蔽技术取得了长足的进步，但主要用于肺炎。
广州轨道交通盾构技术研究所：跨越新章 衔梦前行
广州轨道交通盾构技术研究所：跨越新章 衔梦前行文/ 王俊彬上个十年，广州轨道交通盾构技术研究所（以下简称“盾构技术研究所”或“研究所”）在确立复合地层盾构施工理论概念的基础上，提出复合地层盾构施工“破、和、排”的治理理念并形成理论体系，开创性地研究及应用了土压或泥水平衡盾构技气压辅助平衡掘进技术、泥水-土压双模式盾构机及施工技术、衡盾泥辅助盾构施工技术、环保微差爆破技术等，为国内盾构施工技术发展提供了借鉴和参考，贡献出了绵薄之力。
2020年，在习近平新时代中国特色社会主义思想指引下，中国广大人民众志成城，积极应对新冠肺炎疫情带来的影响，推动社会生产与生活快速复苏。
中国盾构工程行业也逆势而上，勇攀一个又一个高峰：国内首台三模盾构机成功下线应用于广州地铁七号线项目，深圳机荷高速改扩建项目荷坳隧道突破18米级特大直径盾构设计的新纪录，北京东六环地下通道项目国内16米级超大直径盾构机成功下线并在工地开始组装；国内15米级超大直径越海盾构隧道汕头苏埃通道顺利贯通，深圳春风隧道工程、珠海隧道工程、佛山季华路隧道工程、广州海珠湾隧道工程等复合地层超大直径盾构隧道工程有序推进；参与全球14米以上超大直径盾构机/TBM隧道项目超过60项。
中国盾构工程行业的发展突飞猛进，已臻世界先进水平。
不忘初心——勇担使命谱新章 凝心聚力助跨越近年来，随着中国城市轨道交通、公路、水利与地下管廊、地下空间开发等领域的大规模建设，盾构法施工已得到越来越广泛的应用，盾构工程设计、评审、施工、监理、技术服务等产业已形成了一个庞大的跨学科、跨专业、跨行业的产业集群。
根据中国城市轨道交通协会数据，中国城市轨道交通新增运营线路总长度呈现快速增长趋势。
2012年年底，中国城市轨道交通运营线路中总长度为2286公里，到2019年底达到6736.2公里，年复合增长率为16.69%。
数据显示，“十三五”期间，中国城市轨道交通运营里程预计新增4494公里，年均新增近900公里，总里程达8112公里。
盾构法隧道施工的发展与应用
盾构法隧道施工的进展与应用一、盾构法隧道施工简述盾构法隧道施工(Shield Tunnelling)，是在地表以下地层中承受盾构机进展暗挖隧道的一种施工方法，可以实现边掘进、边出土，边拼装衬砌构造的工厂化施工。
相对于传统的明挖法和矿山暗挖法隧道施工，盾构法隧道技术具有环境较好，掘进速度较快、隧洞成型质量较好、工作环境较好、不受地表环境条件限制、不受天气限制及人性化等优点,从而使盾构法在地下铁道、大路隧道、水工及市政隧道等方面得到广泛应用。
二、盾构法施工的起源与进展盾构机是盾构法隧道施工的核心，盾构机最初于1818 年，法国的布鲁诺尔(M.I.Brune1)从蛀虫钻孔得到启发，最早提出了用盾构法建设隧道的设想，并在英国取得了专利。
布鲁诺尔设想的盾构机机械内部构造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。
承受的方法是将全部的单元格牢靠地装在盾壳上。
当时设计了两种方法，一种是当一段隧道挖完后，整个盾壳由液压千斤顶借助后靠向前推动；另一种方法是每一个单元格能单独地向前推动。
第一种方法后来被承受，并得到了推广应用，演化为成熟的盾构法。
此后，布鲁诺尔逐步完善了盾构构造的机械系统，设计成用全断面螺旋式开挖的封闭式盾壳，衬彻紧随其后的方式。
1825 年，他第一次在伦敦泰晤土河下开头用框架机构的矩形盾构修建隧道。
经过18 年施工，完成了全长458m 的第一条盾构法隧道。
1830 年，英国的罗德制造“气压法”关心解决隧道涌水。
1865 年，英国的布朗首次承受圆形盾构和铸铁管片，1866 年，莫尔顿申请“盾构”专利。
在莫尔顿专利中第一次使用了“盾构”〔shield〕这一术语。
1869 年用圆形盾构在泰吾士河下修建外径2.2m 的隧道。
1874 年，工程师格瑞海德觉察在强渗水性的地层中很难用压缩空气支撑隧道工作面，因此开发了用液体支撑隧道工作面的盾构，通过液体流，以泥浆的形式出土。
第一个机械化盾构专利是1876 年英国人约翰·荻克英森·布伦敦和姬奥基·布伦敦申请的。
简述中国盾构机崛起的意义
简述中国盾构机崛起的意义
中国盾构机崛起具有重要的战略和经济意义，它对中国的基础设施建设和国际地位产生了深远影响。
以下是中国盾构机崛起的主要意义：
1. 加速基础设施建设：盾构机的广泛应用促进了中国的城市化和基础设施建设，包括地铁、隧道、地下管网和水利工程。
这有助于改善城市交通、提供可靠的供水和排水系统，以及增加国家的紧急救援和灾害管理能力。
2. 提高建设效率：盾构机的使用大大提高了工程建设的效率，减少了建设时间和人力成本。
它使得能够更快速地完成大规模工程项目，从而提供更快的基础设施发展。
3. 国际竞争力：中国盾构机制造业已经成为全球市场的领导者，出口到许多国家和地区。
这提高了中国在全球市场上的竞争力，为中国制造业的国际化提供了示范和机会。
4. 创新和技术发展：盾构机制造业的崛起鼓励了技术和创新的发展。
中国的工程师和科学家不断改进盾构机技术，以适应不同地质条件和工程需求。
5. 国际合作：中国在盾构机领域的实力吸引了国际公司和政府机构，促进了国际合作和知识共享。
中国参与国际盾构工程项目，与其他国家分享技术和经验。
6. 环境保护：盾构机的使用有助于减少对自然环境的干扰。
它减少了土地面积的占用和土壤污染的风险，有助于维护生态平衡。
综上所述，中国盾构机崛起在基础设施建设、经济发展、国际竞争力和创新领域都具有显著意义。
它有助于实现城市化、提高生活质量，并为中国在国际舞台上发挥更重要的角色做出了贡献。
盾构机的研究现状及发展前景
盾构机类型 隧道直径φ （ｍ） 隧道名称
泥水
１４．１４
东京湾道路隧道
国家 日本
建成年限 １９９６ 年
口，影响盾构机的国产化进程。譬如，国内盾构关键 部件 —— 大轴承、驱动马达、液压阀件都是引进的
泥水
泥水 土压 泥水
１４．８０ １４．２０ １４．８０ １５．００ １５．２０
东京地铁 ７ 号线 日本 １９９６ 年
系统的安装、调试技术，所以国产盾构存在性能不稳
块、砖块、铁器管、铁器等） 时掘削困难。目前，直
定的现象［２，５ ，９］ 。
径为 ０．２ ｍ 的微型盾构机已在工程中得到应用。 近年超大断面盾构机应用情况见表 １。
表 １ 近年超大断面盾构机应用情况
３．３ 关键元配件生产技术
盾构机许多配套设备要求很高，但是国内盾构机 配套设备生产技术相对落后，许多关键设备还需要进
有：Ｈ ＆ Ｖ 盾构法、Ｍ Ｓ Ｄ 盾构法、Ｍ Ｍ Ｓ Ｔ 盾构法、局
部扩大盾构工法、气泡盾构工法、硅胶盾构工法、
Ｅ Ｃ Ｌ 盾构工法
等，适用于各种
盾构工法的盾构
机也相应开发使
用。
Ｈ＆Ｖ （Ｈｏｒｉ－
ｚｏｎｔａｌ ＆ Ｖｅｒｔｉｃａｌ
ｖａｒｉａｔｉｏｎ） 盾构
机。就是将几个
圆形断面单体盾
术的开发，但是与国外相比，我国现代盾构机的研制
数企业在生产研制过程中过分依赖于国外技术的吸
在适应性设计、系统集成技术和关键元配件的生产制
收、图纸的消化，缺乏必要的模型试验与系统仿真研
造等方面，存在着一定的差距。
究。在盾构机虚拟样机建立与动态仿真，盾构机施工
３．１ 适应性设计
英、德、日、法、美等国在长期的实践探索过程 中，形成了一套针对本国隧道地质条件的盾构设备设
2024年盾构机市场前景分析
盾构机市场前景分析引言盾构机是一种用于地下隧道开挖的机械设备，广泛应用于城市地铁、高速铁路、水利工程等领域。
随着城市化进程的加快和交通基础设施建设的不断推进，盾构机市场呈现出巨大的发展潜力。
本文将通过对盾构机市场前景的分析，探讨其发展趋势和市场机遇。
盾构机市场的现状盾构机市场目前呈现出快速增长的态势。
随着城市地铁、隧道等基础设施建设的需求不断增加，盾构机市场也得到了快速扩大。
据统计数据显示，过去几年盾构机市场的年均增长率超过10%，市场规模迅速扩大。
盾构机市场的发展趋势1.国内市场需求增加：中国城市化进程不断加快，城市地铁建设项目不断涌现。
未来几年，中小城市地铁建设也将加速推进，盾构机市场需求将持续增加。
2.技术创新推动发展：随着科技的不断进步，盾构机技术也在不断升级改进。
新一代盾构机以其高速、高效、安全的特点受到市场的青睐。
盾构机制造商应加大研发投入，不断提升产品性能，以满足市场需求。
3.国际市场的开拓：中国盾构机企业在国内市场发展的同时，也积极开拓海外市场。
一带一路倡议的推进为盾构机企业提供了更多的国际合作机会，盾构机市场的国际化程度将进一步提高。
盾构机市场的机遇1.城市化进程加快：中国城市化进程不断加快，城市基础设施建设需求旺盛。
盾构机作为基础设施建设的重要工具，将迎来更多的市场机遇。
2.技术创新催生需求：随着交通基础设施建设的不断推进，对盾构机性能的需求也在增加。
高速、高效、安全的盾构机将成为市场的主流需求，带来更多的发展机遇。
3.国际市场需求增加：国际市场对盾构机的需求也在不断增加。
随着一带一路倡议的推进，许多国家都将面临基础设施建设的需求，盾构机企业可以利用这一机遇拓展海外市场。
结论盾构机市场前景广阔，市场需求将持续增加。
盾构机企业应抓住机遇，加大技术创新力度，提升产品质量和性能，以满足市场需求。
同时，积极开拓国际市场，利用一带一路倡议的机遇，实现市场的国际化发展。
相信在政府政策的支持和市场需求的推动下，盾构机市场必将迎来更加繁荣的新时代。
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•7.1988年建成的φ11.3m的延安东路过江隧道等都是应 用盾构技术在软土地层施工成功
•延安东路直径11.3m网格型水力出土盾构掘进机
•13
•8.2003年6月，当时中国最大的盾构法隧道翔殷路开工 ，采用直径为11.58m的超大型泥水平衡盾构掘进 •9.上海上中路隧道工程盾构直径达14.87m
•5
•Brunel盾 构
•易北河盾构
•6
•辐条式盾构
•面板式盾构
•7
•荷兰14.87泥水盾构
•复合式盾构
•8
二、中国盾构技术的发展与应用
•1.1950年初，在辽宁阜新煤矿使用 手掘式盾构修建疏水巷道工程 2.1957年的北京市下水道工程中进 行过小口径盾构工法的尝试。 •3.60年代，为了修建北京地铁，也 有过研究盾构施工技术，并成功地 进行了试验 .
2.盾构在日本的发展
1917年——日本国铁隧道建设中首次采用盾构工法 1953年——日本关门隧道采用盾构工法 1957年——日本地铁采用顶盖式盾构施工，这是城市隧道首次采用盾构 1960年——日本名古屋地铁采用盾构施工 1962年——东京下水道采用圆形盾构。此后，盾构逐渐用于小断面的市政管道建设 1964年——日本下水道工程，最先采用泥水式盾构 1974年——日本独立研究出土压式盾构 1975年——日本研究出砾石泥水式盾构 1981年——日本研究出气泡盾构
•哈尔滨
•已通车的城 市
•在建设的城 市
•前期工作城 市
•长
•北 京
春 •沈 •鞍阳山
•兰
•天 津
•大 连
州 •西 安
•济
•青
南 •南 岛•苏
•成 都
•合 京 •武 肥
州 •上 海
•昆
•重 庆
汉
•长 沙
•杭 州
•台
明
•广
•深
州 •佛
圳
•高北 雄
山
•香
港
•18Biblioteka •上海地铁规划•19
北京地铁4号线 北京地铁5号线 北京地铁10号线 奥运支线 北京机场线 亦庄线 昌平线 顺义线 房山线
•
•25
• 广州修建地铁一号线由日本 青木公司采用了3台盾构机施工， 造价昂贵，每延米约1万美元。
• 目前施工的三号线，共有15台盾构 机在作业，即将开工的地铁四号线计 划新购8台盾构机。
•20
•广州地铁规
划
•21
•南京地铁规
划
•22
•深圳地铁规 划
•深圳地铁1号线
•23
•哈尔滨地铁规
划
•24
•上海地铁建设用盾 构
• 在上个世纪90年代，修建上海地铁一号 线的时候，区间隧道都采用盾构施工，共使 用了7台盾构机，推进长度约为18.6km。
• 以后在地铁二号线、明珠线和M8线的施 工中，所有区间隧道都采用了盾构法施工， 现在共有20余台盾构机在作业。
•翔殷路盾
构
•14
•10.中国国家863计划支持，上海研制出了有自主知识产 权的”先行号”盾构
•15
•11.中国采用盾构修建地铁历史及规划
•60年代北京地铁用盾构掘进试验 •1990年上海开始建设地铁1号线 •1996年上海开始建设地铁2号线，后开始建设3号线、4号线、M8线
、6号线
•1996年广州开始建设地铁1号线，后2号线、3号线 •1999年北京地铁5号线试验段采用盾构法设计施工，取得成功 •2001年深圳地铁1号线,南京地铁1号线 •2002年北京开始建设地铁5号线 •2004年北京开始建设地铁4号线，10号线，机场线、奥运支线 •2002年天津地铁1号线开工建设 •即将开工开始建设：苏州地铁、杭州地铁 •规划修建的地铁：沈阳、青岛、哈尔滨、成都、武汉、西安等
•60年代北京地 •铁用盾构试验
•9
•4.60年代在北京进行了1:500的盾构挤压混凝土衬砌的 模拟试验
•60年压缩环与钢模板
•盾构压缩混凝土 •衬砌模拟试验
•10
•5.上海地区软土地基盾构发展历史
•11
•6.1966年采用φ10.22m网格挤压式盾构修建 •打浦路过江隧道工程
•打浦路直径10.2m网格挤压型盾构掘进机
•3
20世纪60年代中期至80年代——盾构工法继续发展，其特点是完善圆形断面的各种平衡方式的盾 构工法——压气盾构、挤压盾构（网格盾构）、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。其间，盾构工法在地铁、上下水道、电力管线、通信用洞道、煤气管道 、地下河川、公路隧道的建设中得到广泛应用。
•16
• 据不完全统计，我国地铁建设中，共有约60台盾构 在使用中。
初步预测2005-2010年间至少要建设500-600公 里，需要投资3000多亿元。目前，已有30多个城市开 展了城市轨道交通的前期工作。
初步估算：中国城市轨道交通土建工程总投资约为 1000亿元。
•17
•中国地铁建设计划
•乌鲁木齐
盾构技术在中国的应用 与发展
2020年6月5日星期五
•主要介绍内容
世界盾构技术发展概况 中国盾构技术的发展与应用 中国盾构隧道工程市场前景分析 中国应用盾构技术的几个特点 中国盾构技术展望
•2
一、世界盾构技术发展概况
1.盾构技术发展概要
经过近200年的演变，由M. I. Brunel 发明的盾构工法），已被世界各地广泛采用。随着 科学技术的进步，围绕盾构掘进、开挖面稳定和构筑衬砌的盾构工法的三大要素，一系列 现代技术被应用于盾构的制造和施工，使盾构技术得到了飞跃的发展。 1818年——Brunel 盾构 伦敦泰晤士河水底隧道 1869年——Greathead盾构 伦敦泰晤士河水底第二条隧道隧道 1887年——Greathead盾构和压气法 南伦敦铁路隧道 19世纪末——20世纪前半叶 城市隧道工程促进了盾构技术的发展，出现了闭胸式盾构。 其间，盾构工法相继传入美国、法国、德国、日本、前苏联以及我国，并得以不同程度的 发展。分别于美国的巴尔的摩，法国巴黎，德国柏林，前苏联莫斯科、列宁格勒，日本东 京，我国阜新、北京，建造了各种不同用途的隧道。这一时期盾构工法有诸多的技术进步 ，但主要特点还是其在世界各国得以推广普及。
•4
3.盾构技术发展阶段
盾构作为一种安全、快速的隧道掘进技术，归纳起来可以 说经历了四个发展阶段： （1）以Brunel盾构为代表的初期盾构； （2）以机械式、气压式、TBM为代表的第二代盾构； （3）以闭胸式盾构为代表（泥水式、土压式）的第三代盾构； （4）以安全、高速、大深度、多样化为特色的第四代盾构。