盾构施工法
盾构法隧道介绍
盾构法隧道主要内容一、盾构施工技术的进展历史二、盾构施工技术的国内外进呈现状三、盾构机的种类四、盾构施工的技术特点五、盾构机工作原理五、盾构施工的主要工序六、中国承受盾构修建地铁历史及规划八、工程案例一、盾构施工技术的进展历史1盾构施工法的制造1818 年，Brunel 从一种食船虫在船身上打洞一事受到启发，争论出了盾构工法。
历经艰辛，终在1841 年使泰晤士河底隧道贯穿，该隧道自1825 年开工，历时17 年，可充分说明技术的成功是多么的坎坷！2盾构施工法的进展阶段自1818 年诞生进展到现在已有180 多年的历史，概括而言，有四个阶段：（1）初期盾构：以Brunel 盾构为代表；（2）其次代盾构：以机械式、气压式、TBM 及城市盾构工法为代表；（3）第三代盾构：以闭胸式盾构为代表〔泥水式、土压式〕；（4）第三代盾构：以安全、高速、大深度、大断面、断面多样化、异形化为特色。
二、盾构施工技术的国内外进呈现状1国外盾构施工技术现状以欧洲和日本最为兴旺。
美国：纽约自1900 年起用气压盾构就建筑了数十条水底隧道，目前根本是以盾构施工占90％以上；前苏联：莫斯科自1932 年开头承受盾构法施工地铁等地下工程；德国、法国、英国、加坡等也在广泛承受盾构法施工地下工程。
日本：自1917 年在国铁羽越线折渡隧道〔泻县〕的建设中首次承受盾构工法。
日本从盾构施工法正式开头用于城市隧道建设的1964 年至1984 年约20 年间，工研制盾构机超过5000 台。
目前日本已经成为世界上盾构制造技术以及施工技术的大国，占据世界上仅80％的盾构份额。
1917 年——日本国铁隧道建设中首次承受盾构工法1953 年——日本关门隧道承受盾构工法1957 年——日本地铁承受顶盖式盾构施工，这是城市隧道首次承受盾构1960 年——日本名古屋地铁承受盾构施工1962 年——东京下水道承受圆形盾构。
此后，盾构渐渐用于小断面的市政管道建设1964 年——日本下水道工程，最先承受泥水式盾构1974 年——日本独立争论出土压式盾构1975 年——日本争论出砾石泥水式盾构1981 年——日本争论出加气泡盾构2国内盾构施工技术现状国内最早是在1956 年，阜海州露天煤矿承受直径2.66m 的盾构，在砂土层中成功地开掘了一条流水巷道。
盾构法施工
一 盾构法施工概念
（二）盾构法的发展
•盾构法应用范围不断扩大 盾构机断面通常是圆形，但各种断面形式（多圆盾构、 椭圆形、矩形）和具有特殊功能的盾构机械(急转变盾构、 扩大盾构法、地下对接盾构等)的相继出现，盾构法的应 用范围也不断的扩大。
一 盾构法施工概念
（三）盾构法施工的优点
•施工作业在地下进行，不影响地面交通；
二 盾构机
（一）盾构机种类-密封式盾构机-土压平衡式盾构
①刀盘：用于切削土体，同时将切削下来的土体 搅拌混合，以改善切削土体的流动性。 根据围岩条件，切削刀盘可以是花板型的、辐 条型的和砾石破碎型。在刀盘上装有切削刀具。 根据盾构直径的大小，刀盘的主轴可以采用中 空轴式、中间支承式和周边支承式。
刀 盘 主 轴 形 式 中空轴式 中间支撑式 周边支撑式
但在含水的砂层或砾砂层，尤其在高水压的条件 下，土压平衡式盾构在稳定开挖面土体、防止和减少 地面沉降、避免土体移动和土体流失等方面都较难达 到理想的控制。 进行地层改良后可采用泥水加压式盾构。
二 盾构机
（一）盾构机种类-密封式盾构机
(3)泥水加压式盾构 泥水加压式盾构的总体构造与土压平衡式盾构相似， 仅支护开挖面方法和排碴方式有所不同。
④塑流化材料注入器：用来向密封舱、刀盘和螺旋 输送机内注入塑流化添加剂(泥浆材料、化学发泡剂两 类 )。 碴土的塑流性常用螺旋输送机的排土率K来定量判 定：
由螺旋输送机转速决定 的单位时间理论排土量 Vs N K＝ ＝ 由推进速度决定的单位 时间理论排土量 AV
式中 Vs ——螺旋输送机每旋转一周的排土体积； N ——螺旋输送机的转速； A ——切削断面积； V ——推进速度。
（一）盾构机种类-密封式盾构机-泥水加压式盾构
隧道盾构法施工 盾构法施工的特点及适用条件
盾构法施工的特点及适用条件
盾构机（土压平衡）
盾构法施工的特点及适用条件
2盾构法特点
2.1盾构法优点
（1）、场地作业少，隐蔽性好，因噪音、振动引起的环境影响小；
（2）、隧道施工的费用和技术难度基本不受覆土深浅的影响，适宜于建造覆 土深的隧道；
（3）、穿越河底或海底时，隧道施工不影响航道，也完全不受气候的影响；
01
盾构法施工的特点及适用条件
盾构法施工的特点及适用条件
1.盾构法基本概念
盾构法是在盾构保护下修筑隧道的一类施工方法。 这类方法的特点是地层掘进、出土运输、衬砌拼装、接 缝防水和盾尾间隙注浆充填等作业都在盾构保护下进行， 并需随时排除地下水和控制地面沉降，因而是工艺技术
要求高、综合性强的一类施工方法。
3盾构法适用条件
适用于各类软土地层和软岩、硬岩地层的隧道掘进，尤其适用于城 市地下隧道工程。
水底公路隧道； 地铁区间隧道； 排水污水隧道； 引水隧道； 公用管线隧道。
（4）、穿越地面建筑群和地下管线密集区时，周围可不受施工影响；
（5）、自动化程度高、劳动强度低、施工速度较快
盾盾构法缺点
（1）施工设备费用较高； （2）覆土较浅时，地表沉降较难控制； （3）用于施工小曲率半径隧道时，掘进较困难。
盾构法施工的特点及适用条件
盾构法施工典型事故案例
事故后果：隧道偏移，影 响施工进度和工程质量
预防措施：加强操作人员 培训，实时监测地质条件
处理方法：调整盾构机参 数，进行隧道纠偏
盾构隧道施工安全事故
盾构机故障： 机械故障、 电气故障、 液压故障等
地质条件变化： 地下水、土质、 岩层等变化导
致施工困难
施工管理不当： 操作人员失误、 安全管理不到
位等
工作原理：通过盾构机的旋转刀盘切割土层，同时将土渣排出，形成隧道
优点：施工速度快，安全性高，对环境影响小 应用范围：广泛应用于地铁、公路、铁路等隧道工程
盾构法施工的特点
施工速度快，效率高
施工过程中对地面影响小， 安全性高
适用于各种地质条件，适 用范围广
施工过程中产生的噪音和 振动较小，环保性能好
03
添加标题
添加标题
添加标题
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盾构机操作：操作不当，导致盾 构机偏移
施工环境：环境因素影响，导致 盾构机偏移
盾构隧道施工安全事故原因分析
地质条件：复杂的地质条件可能导致盾构机损坏或隧道坍塌 设计缺陷：设计不合理可能导致盾构机无法正常工作或隧道结构不稳定 施工管理：施工管理不当可能导致盾构机操作失误或施工进度受到影响 设备故障：盾构机故障可能导致隧道施工中断或隧道结构受损
采取有效措施控制事故扩大
立即停止施工，确保人员安全
采取隔离、排水、加固等措施，防止 事故扩大
迅速报告上级领导和相关部门，请求 支援
对事故现场进行监测，及时调整救援 方案
制定应急救援方案，明确责任分工
总结经验教训，防止类似事故再次发 生
保护事故现场和相关证据
立即停止施工，保护现场
拍照、录像，记录事故情 况
环境因素：地下水压力、土壤腐蚀等
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。
《盾构法施工 》课件
欢迎来到《盾构法施工 》PPT课件。让我们一起探索盾构法施工的原理、工作 流程和工程示例，以及施工安全与环保。
施工原理和概述
1 盾构法施工原理
通过隧道盾构机在地下掘进，以构建新的隧 道结构。
2 概述
探索盾构法施工的基本概念、应用领域以及 与传统施工方法的比较。
盾构机构成和工作原理
3 质量控制
盾构法施工可在整个过程 中实施有效的质量控制， 提高了工程的质量。
盾构法施工流程
1
勘察和设计
对施工区域进行勘察，规划隧道的设计。
2
设备准备
购置和调试盾构机，准备其他所需的施工设备和材料。
3
施工实施
开始盾构法施工，掘进地下隧道并进行必要的支护措施。
4
质量检验
对隧道结构进行质量检验，确保其符合规范和安全要求。
盾构法施工的工程示例
பைடு நூலகம்城市地铁
探索城市地铁中使用盾构法施工 的案例，如上海地铁、伦敦地铁 等。
挑战性的隧道
了解在复杂地质条件下使用盾构 法施工的隧道案例，如海底隧道 和山区隧道。
长距离隧道
介绍长达数十公里的盾构法施工 隧道，如英吉利海峡隧道。
施工安全与环保
1 安全措施
详细阐述盾构法施工过程中采取的安全措施，以保护工人和周围环境。
2 环境保护
探讨盾构法施工过程中的环保措施，如噪音控制和水土保持。
总结和展望
总结
回顾盾构法施工的主要内容和优势，强调其在 现代建筑中的重要性。
展望
展望未来盾构法施工的发展趋势和应用领域， 如地下交通、地下储存等。
机械结构
深入了解盾构机的构成，包括推进系统、控制 室、刀盘和尾部支撑系统。
盾构施工方案及施工方法
盾构施工方案及施工方法引言盾构是一种现代化的地下工程施工方法，它在地下挖掘过程中使用隧道盾构机，避免了传统开挖方法对环境的破坏。
本文将介绍盾构施工的方案和方法，并分析其优势和适用范围。
盾构施工方案初步设计在盾构施工前，需要进行初步设计，包括确定盾构线路、环片结构、土质特性分析等。
初步设计的目标是满足工程要求，并确保施工的安全和效率。
根据工程的要求和地质条件，选择合适的盾构机。
盾构机通常包括土压平衡盾构机和硬岩盾构机两种类型。
土压平衡盾构机适用于软土层和含水层的施工，而硬岩盾构机适用于硬岩层和较坚硬的土层。
施工准备施工前需要做好充足的准备工作。
包括制定详细的施工计划、确定施工时间和工期、准备施工所需的设备和材料等。
同时，要进行现场勘察和地质勘测，确保施工的顺利进行。
排水设计在盾构施工过程中，必须处理地下水的流动问题。
根据地质条件和盾构线路，制定合适的排水设计方案。
排水设计要考虑地质结构、水位变化以及盾构机施工过程中可能遇到的水压等因素。
预拼装在施工现场将盾构机预先拼装起来，包括安装刀盘、支架和推进装置等组件。
预拼装有助于提高盾构施工的效率和减少施工期间的风险。
盾构机推进盾构机通过刀盘的旋转推进地下，将土壤推挤到后方的推进辊上，在顶盾和尾盾的作用下，推进到下一个环片的位置。
推进速度要根据地质和盾构机的性能来合理确定。
排土处理在盾构推进过程中，产生的土壤需要及时处理和清理。
常见的处理方法包括利用螺旋输送机将土壤转移到地上，或者直接利用管道将土壤排放到远离施工现场的地方。
环片安装盾构施工中的环片是构成隧道壁的关键部分。
在盾构机推进到下一个环片位置后，需要安装预制的环片。
环片安装时要注意对接的密实性和准确性，确保隧道施工的质量。
工程质量控制在盾构施工过程中，需要对工程质量进行严格的控制。
包括监测隧道的水平偏差和垂直偏差，控制盾构推进的速度和姿态等。
同时，要随时检查和修复盾构机的故障，确保施工的连续性和稳定性。
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。
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盾构施工法
盾构施工法是一种在地下进行隧道开挖的先进技术。
它的出现，不仅提高了隧道施工的效率和质量，还减少了对地面的影响。
本文将从盾构施工法的原理、应用领域和优势等方面进行阐述。
一、盾构施工法的原理
盾构施工法是利用盾构机进行地下隧道开挖的一种方法。
盾构机是一种装备有刀盘的巨大机械设备，通过刀盘的转动，对地下土层进行切削和破碎，然后通过输送装置将挖掘出的土层运出隧道。
同时，盾构机还会在地层开挖的同时，安装预制的隧道衬砌，以加固隧道结构。
盾构施工法广泛应用于城市地下交通建设，如地铁、轻轨等。
由于盾构施工法具有施工速度快、工作环境相对安全、对地面影响小等优势，因此逐渐成为城市交通隧道建设的主要施工方法。
此外，盾构施工法也可用于其他地下工程，如水利工程、排水工程等。
三、盾构施工法的优势
1. 施工速度快：盾构施工法采用机械化作业，相比传统的人工开挖，施工速度更快，能够大大缩短工期。
2. 施工质量高：盾构机能够精确控制切削和破碎的力度，确保隧道开挖的尺寸和形状符合设计要求，从而提高施工质量。
3. 安全环保：盾构施工法能够减少对地面的干扰和破坏，降低施工
过程中的地面沉降和地面塌陷的风险，保证了施工的安全性。
同时，盾构施工法还能减少噪音和振动对周围居民的影响，减少对环境的污染。
4. 适应性强：盾构施工法适用于各种地质条件，如软土、砂土、岩石等，能够应对不同地层的挑战。
四、盾构施工法的局限性
盾构施工法虽然有许多优势，但也存在一些局限性。
首先，盾构机的造价高昂，对施工项目的资金要求较高。
其次，盾构机的尺寸较大，需要有足够的施工空间。
此外，在特殊地质条件下，如岩溶地区，盾构施工法可能会遇到困难，需要经过详细的地质勘察和设计。
总结：
盾构施工法是一种高效、安全、环保的地下隧道开挖方法。
它的出现，为城市交通建设提供了强有力的技术支持。
随着科技的不断进步，盾构施工法将进一步完善和发展，为城市化进程做出更大的贡献。