地铁大盾构机选型实例及关键参数计算
盾构主要参数的计算和确定
盾构主要参数的计算和确定1、盾构外径：盾构外径D=管片外径D S+2(盾尾间隙δ+盾尾壳体厚度t)盾尾间隙δ--为保证管片安装和修复蛇行,以及其他因素的最小富余量，一般取25—40mm;结合五标地质取多少?2、刀盘开挖直径：软土地层，一般大于前盾0—10mm,砂卵石地层或硬岩地层，一般大于前顿外径30mm,五标刀盘开挖直径如何确定的?3、盾壳长度盾壳长度L=盾构灵敏度ξx盾构外径D小型盾构D≤3.5M，ξ=1.2—1.5；中型3.5M＜D≤9M，ξ=0.8—1.2；大型盾构D＞9M；ξ=0.7—0.8；4、盾构重量泥水盾构重量=（45---65）D2，由于本线路存在线下溶土洞的可能，再掘进中能否通过此核算，盾构主机是否沉陷？5、盾构推力盾构总推力F e=安全储备系数AX盾构推进总阻力F d安全储备系数A---一般取1.5---2.0。
盾构推进总阻力F d=盾壳与周边地层间阻力F1+刀盘面板推进阻力F2+管片与盾尾间摩擦力F3+切口环贯入地层阻力F4+转向阻力F5+牵引后配套拖车阻力F6盾壳与周边地层间阻力F1计算中，静止土压力系数或土的粘聚力取盾体范围内的何点的？刀盘面板推进阻力F2，对于泥水盾构或土压盾构土仓压力如何确定的？管片与盾尾间摩擦力F3中，盾尾刷与管片的摩擦系数取偏大好吗？盾尾刷内的油脂压力如何定？计算中土压力计算是按郎肯土压公式或库仑土压计算？6、刀盘扭矩刀盘设计扭矩T=刀盘切削扭矩T1+刀盘自重形成的轴承旋转反力矩T2+刀盘轴向推力形成的旋转反力矩T3+主轴承密封装置摩擦力矩T4+刀盘前面摩擦扭矩T5+刀盘圆周摩擦反力矩T6+刀盘背面摩擦力矩T7+刀盘开口槽的剪切力矩T8刀盘切削扭矩T1中的切削土的抗压强度q u如何确定？刀盘轴向推力形成的旋转反力矩T3计算中土压力计算是按郎肯土压公式或库仑土压计算？，刀盘圆周摩擦反力矩T6计算中，土压力计算是按郎肯土压公式或库仑土压计算？刀盘背面摩擦力矩T7中土仓压力P W如何确定？7、主驱动功率主驱动工率储备系数一般为1.2---1.5，主驱动系统的效率η如何确定？8、推进系统功率推进系统功率W f=功率储备系数A W X最大推力FX最大推进速度VX推进系统功率ηW功率储备系数A W一般取1.2---1.5, 最大推力F、最大推进速度V如何定？推进系统功率ηW=推进泵的机械效率X推进泵的容积率X连轴器的效率9、同步注浆能力每环管片理论注浆量Q=0.25X(刀盘开挖直径D2—管片外径D S2)X管片长度L推进一环的最短时间t=管片长度L/最大推进速度v理论注浆能力q=每环管片理论注浆量Q/推进一环的最短时间t额定注浆能力q p=地层的注浆系数λX理论注浆能力q/注浆泵效率η地层的注浆系数λ因地层而变一般取1.5---1.8。
盾构机选型
一、工程概况宁和城际轨道交通NH-TA06标包含一站一区间，分别为华新路站、春江新城站～华新路站区间。
隧道长度：春江新城站～华新路站区间左右线总长度为3262.842m（左线长1635.5m，右线长1627.342m）；左右线间距: 13m～14.6m；隧道覆土厚度最小约11.1m，最大约49.61m；平面最小曲线半径为450m,区间最大坡度为22‰。
两区间隧道内净空：φ5.5m，管片外径φ6.2m.管片采用强度等级C50，抗渗等级P12。
宽度1.2m，厚度为350mm。
错缝连接，28个M30螺栓，强度等级为5.8级，螺母强度等级8.0级。
二、本段工程施工的难点1、本标段区间隧道主要穿越强风化凝灰岩、中风化凝灰岩、中风化安山岩。
2、盾构机在上软下硬地段掘进，由于下断面岩石强度大、上端面土层强度低，易发生开挖面失稳、隧道抬头、超挖量过大引起地层沉降等现象；3、沿线下伏J3l层全~中风化凝灰岩、安山岩，均具有强度高、低压缩性的特性。
天然状态下强度高，最高强度可达94MPa，对盾构刀具的磨损大，强度要求高，隧道穿越该岩层时应选择适宜强度的刀具，并及时检查、更换。
4、区间地层系上统龙王山组凝灰岩、安山岩，裂隙发育，局部岩体呈碎裂状，构造裂隙处有地下水分布，其透水性及赋水性受裂隙发育情况影响分布不均，局部水量较大。
三、对盾构机的设计要求基本功能要求⑴要求盾构具有开挖系统、开挖面稳定辅助支撑装置、出碴系统、碴土改良系统、人闸气压装置、管片安装系统、注浆系统、动力系统、控制系统、自动测量导向系统、超前钻探和注浆（自动计量）等基本功能。
⑵对地层的适应性及开挖能力的要求区间隧道主要穿越强风化凝灰岩、中风化凝灰岩、中风化安山岩。
盾构设计时应重点考虑以下问题：①具有土压平衡和气压平衡掘进功能；②具有足够的破岩能力；③足够的刀盘驱动扭矩和推力；④合理的刀盘及刀具设计，恰当的刀盘开口率和合理的开口位置；⑤具有高水压状态下的防水密封能力；⑥能够对较大的岩土进行破碎，有效防止堵管；⑦刀盘、刀具、盾壳、等具有足够的耐磨性；⑧具有盾体防扭转能力；⑨足够能力的同步注浆系统；⑩碴土改良系统；⑪盾构的防喷涌功能；⑫防止刀盘中心结泥饼；⑬合理的人舱设计；⑭超前钻探和注浆。
地铁盾构管片计算
某地铁区间盾构管片计算2017-04-15目录1 设计信息1.1 软件说明1.2 隧道信息1.3 荷载信息1.4 控制参数2 分析结果2.1 荷载计算结果2.2 抗浮验算2.3 内力位移计算结果2.4 管片验算1设计信息1.1软件说明计算采用的软件是 sap 系列1.2隧道信息1.2.1断面信息说明：角度按逆时针旋转，0°表示水平直径右端点处。
以下除特别说明外均相同，不再赘 述。
隧道断面基本几何参数：管片总数：6片 衬砌外直径D1: 6.200m 衬砌内直径D2: 5.500m第一管片块的右侧与 Y 轴的夹角0 s ： 7.500 螺栓总数：10相邻螺栓(组)间夹角：36.000 ° 顶部螺栓偏角3 : 18.000 °断面圆心坐标：(0.000,0.000,0.000)具体几何参数:管片环接头几何参数编号角度 (° )X 坐标 (m) 丫坐标(m) 编号 角度 (° ) X 坐标 (m) 丫坐标(m) 172.000.902.786252.00-0.90-2.787创.原」氐断面示意團管片几何参数隧道位置：地表至隧道顶部的距离H(m): 16.93地下水面至隧道顶部的距离Hw(m): 10.00 1.2.2 土层参数1.2.3材料参数管片材料:管片混凝土标号：C50管片实际宽度：1.000 m管片容重:25.000 kN/m A3管片接头：管片环接头1.3荷载信息设计工况数目：1工况1自重+水土压力+地基抗力--弹簧,共3种荷载。
荷载图荷载组合系数：永久荷载： 1.35可变何载： 1.40偶然荷载： 1.001.3.1 水土压力计算参数表：1.3.2地层弹簧地层弹簧数值种类：单一地层弹簧地层弹簧的剪切刚度ks: 1.000 kN/m A2弹性抗力系数法向kn: 20000.000 kN/mA2地层弹黄1.4设计参数计算模型：梁弹簧模型管片拼装模式：通缝拼装网格大小：0.201.5管片验算参数2分析结果2.1荷载计算结果2.1.1 水土压力水土压力计算结果2.2抗浮验算计算结果浮力：295.869kN抗浮力：1776.530kN满足2.3内力位移计算结果说明：(1)弯矩、接头张开角均以内侧张开为正，反之则为负;(2) 内力值为管片实际宽度的内力值，而非单位延米。
盾构主要参数的计算和确定
盾构主要参数的计算和确定盾构是一种地下隧道开挖机械，主要用于建设地下管道、地铁、隧道等。
盾构机的主要参数包括推进力、推进速度、刀盘直径、刀盘转速、排土能力等。
这些参数的计算和确定对于盾构机的运行和施工效果具有重要的影响。
首先，推进力是盾构机推动刀盘前进的力量。
推进力的确定需要考虑土壤的性质、刀盘直径、刀盘转速等因素。
一般来说，推进力的计算可以基于土壤力学参数和盾构机的特性进行估算。
土壤力学参数可以通过地质勘探和试验获得，而盾构机的特性包括刀盘直径、刀盘转速等，可以通过盾构机的设计参数和相关文献获得。
其次，推进速度是盾构机每单位时间的前进距离，影响了盾构机的工程进度和效率。
推进速度的计算可以通过推进力和阻力之间的平衡关系来实现。
阻力包括土压力、摩擦力、泥浆粘性力等因素。
推进速度的确定需要综合考虑土壤的力学性质、刀盘直径、刀盘转速等因素进行分析和计算。
刀盘直径是盾构机刀盘的直径，直接影响到盾构机的施工能力和效果。
刀盘直径的确定需要综合考虑地下隧道的设计要求、土壤的力学性质、盾构机的推进力等因素进行计算和确定。
一般来说，刀盘直径越大，盾构机的施工能力越强，但也会增加施工的阻力和难度。
刀盘转速是指刀盘转动的速度，直接影响到盾构机的掘进能力和切削效果。
刀盘转速的确定需要综合考虑土壤的硬度、刀盘直径、地下水位等因素。
一般来说，土壤硬度越大，刀盘转速越慢；刀盘直径越大，刀盘转速越大；地下水位越高，刀盘转速越慢。
排土能力是指盾构机排除掉土壤和岩石的能力，也是盾构机施工的重要参数之一、排土能力的计算可以通过刀盘的转速、刀盘的形状、泥浆的流速等因素进行分析和计算。
目前，常用的方法是通过实际施工数据和工程经验进行估算和确定。
综上所述，盾构主要参数的计算和确定需要综合考虑地质条件、土壤力学性质、盾构机的设计参数等因素。
在实际工程中，通常会进行一系列的试验和计算来确定最适合的参数，以提高盾构机的施工效率和质量。
盾构法施工机械设备选型案例
序号
主要穿越地层
隧道埋深(m)
地下水位（m）
盾构机或TBM类型
1
粉土、黏土、粉细砂、圆砾、卵石等16~2.516.8~21.8
土压平衡盾构机
2
砂质粉土、黏土、粉质黏土
5.39~18.68
2.15~4.67
土压平衡盾构机
3
灰色淤泥质黏土、灰色黏土、暗绿~草色黄色黏土、草黄色砂质粉土、灰色粉细砂
最高水头约10
泥水平衡盾构
4
淤泥、粉质黏土，中砂、粗砂分布较广，局部有全风化花岗岩、弱风化花岗岩
11~21
5.05~7.03
土压平衡盾构机
5
粉细砂、中粗砂、砾砂、粉质黏土、淤泥质土、灰岩微风化地层及土洞、溶洞
7.5~13.8
1.33~5.88
泥水平衡盾构机
6
第四系全新松散土层和侏罗系中统沙溪庙组泥岩，砂岩，砂岩主要为Ⅲ级，砂质泥岩主要为Ⅳ级。
2.当地下水压大于0.3MPa时，宜选用泥水平衡盾构机；如果采用土压平衡盾构机，则螺旋输送机难以形成有效的土塞效应，在螺旋输送机排土闸门处易发生渣土喷涌现象，引起土仓中土压力下降，导致开挖面坍塌。当水压大于0.3MPa时，如因地质原因需采用土压平衡盾构机，则需采用以下某一措施或若干措施的组合：①增大螺旋输送机的长度；②采用二级螺旋输送机；③采用保压泵；④通过渣土改良来有效提高渣土的抗渗性。
10~56
地下水不发育
敞开式硬岩掘进机
说明：
1.地层渗透系数对于盾构机选型是一个很重要的因素。通常，当地层渗透系数小于10-7m/s时，可以洗用土压平衡盾构机；当地层渗透系数在10-7~10-4“m/s之间时，既可以选用土压平衡盾构机，也可以选用泥水平衡盾构机；当地层渗透系数大于10-4m/s时，宜选用泥水平衡盾构机。根据地层渗透系教与盾构机型的关系，当地层以各种级配富水的砂层、砂砾层为主时，宜选用泥水平衡盾构机；其他地层宜选用土压平衡盾构机。
(完整版)盾构机选型计算书
设计依据：1.《广州市轨道交通五号线工程区庄至动物园南门区间详细勘察阶段岩土勘察报告》2.《广州市轨道交通五号线工程动物园南门至杨箕区间详细勘察阶段岩土工程勘察报告》3.《广州市轨道交通五号线首期工程（滘口至文冲段）设计技术要求》4.广州市轨道交通五号线首期工程（滘口至文冲段）区庄站至动物园站区间招标设计及投标设计文件5. 广州市轨道交通五号线首期工程（滘口至文冲段）动物园站到杨箕站区间招标设计及投标设计文件6.《广州市轨道交通五号线首期工程（滘口至文冲段）施工图设计结构防水工程技术要求》7．《广州市轨道交通五号线[区庄站～动物园站～杨箕站区间]盾构工程设计合同》8.广州市地铁五号线总包总体部下发的工作联系单9.采用规范：1）《人民防空工程设计规范》（GB50225-1995）2）《盾构法隧道施工与验收规范》（GB50446-2008）3）《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）4）《地铁设计规范》（GB50157-2003）5）《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）6）《地下工程防水技术规范》（GB50108-2001）7）《铁路隧道设计规范》（TB10003-2005）8）《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）9）《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50007-2002）10）《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）11）《铁路桥涵设计基本规范》（TB10002.1—2005）12）《地下铁道工程施工及验收规范》（GB50299—1999）2003年版13）其他相关规范、规程工程概况本工程含区庄站～动物园站及动物园站到杨箕站两个盾构区间，盾构始发井设于杨箕站，盾构机于动物园站过站，盾构吊出井设于区庄站东侧。
两区间均属珠江三角洲平原，沿线路面交通繁忙，为密集的建筑物、高架桥桩基区，地下管线密布。
动物园站～杨箕站区间隧道下穿内环放射线黄埔大道A2标以及内环—梅东—中山—立交桩基，同时距东风广场会所及环风变电桩基较近。
(整理)南京地铁盾构机的选型.
南京地铁建设盾构机选型1 南京地铁1 号线盾构隧道概况南京地铁1 号线一期工程南起奥体中心站,北至迈皋桥,全长21. 72 km , 共15 个区间。
其中5 个半区间采用土压平衡盾构施工,盾构推进总长度约10. 9 km 。
设计由上海隧道设计院和中铁洛阳隧道设计院承担。
盾构隧道最大覆土厚度15 m , 最小厚度仅有0. 7 m ; 隧道纵坡为V 形,最大纵度为33 % , 形成高站位,低区间;最小平面曲线半径为400 m 。
盾构隧道主要穿越的地层有:可塑-软流塑的粉质粘土、粉土、粉细砂、粉砂夹细砂。
其中淤泥质粘土具有高压缩性,极易产生土体流动,开挖面极不稳定;粉细砂,粉砂夹细砂含水量丰富,透水性强,极易产生涌水、涌砂;尤其是有一段150 m 长的隧道处于严重的液化区,设计、施工中考虑了液化影响。
盾构隧道线路穿越的市中心区,街道狭窄,交通繁忙,道路两侧高楼林立,地下管线繁多。
区间隧道要穿越秦淮河、金川河、古城墙、在建的玄武湖公路隧道,以及多栋建筑物。
盾构穿越秦淮河时上面覆土仅有0. 7 m , 与在建的玄武湖公路隧道底板最小净距也仅为1 m , 施工难度很大。
2 盾构机选型南京地铁1 号线盾构隧道内有4 台盾构施工, 其中3 台为德国海瑞克公司生产,1 台为日本三菱公司生产。
根据南京的地质和水文条件,主要是淤泥质粉质粘土、粉质粘土、粉砂、粉土,地下水位位于地表下1～2 m , 渗透系数为5 ×10-3cm/ s , 易液化。
采用的盾构类型只能是泥水盾构和土压平衡盾构两种。
由于泥水盾构在施工中需要泥浆池进行泥水分离,占地较大,对环境会造成一定的污染, 且盾构价格贵,设备技术不易掌握。
土压平衡盾构适合于粉质粘土、含水砂质粉土层,另外,配备加泥装置,对控制地表沉降效果很好。
因此,四台盾构均选用土压平衡盾构。
现以盾构三标的盾构机为例,介绍盾构机的主要参数。
该台盾构机设计最大埋深18 m , 最大爬坡为35 ‰,最小转变半径为300 m ; 盾构最大推力为3 560 t , 由16 对32 个千斤顶组成;盾构的外径为6 340 mm , 盾构主机长7 400 mm , 盾构总长度60 m ; 刀盘最大旋转扭距为469. 4 t·m , 刀盘的开口度为40 % 。
天津地铁2号线施工中盾构机的选型及应用
用于北方地 区其他 地铁 隧道 的掘进 ，从 而确定 盾 构机 各
３ ２ ２ 刀 盘 驱 动 ．．
组成部分及参数 设定 。工 程最 终选 用 由大连 重 工 ・起重
集团公司与 日本 川崎 重工株 式会 社合 作制 造 的土 压平衡 盾构机 。盾构 机 直径 为 ６ ３ｍ，总 长约 ７ ｍ，其 中盾体 ．４ ７ 长 ９４ ．ｍ，后 配套设 备 长 ６ ｍ，总配置 功 率 １ ４ ｋ ，最 ７ ０５Ｗ
３ １ 盾 体 ．
盾体 主要 包 括前 盾 、中盾和 尾盾 三部 分 ，形 状是 管
状筒体 ，其外径是 ６ ３ ｍ。 ．４
３ １１ 前盾 ．
阀 ，方便人员进 出。 在人行闸 内安 装与 盾构 机 、隧道 内联 系 的电话 机等 信号设 备 ，以便 于操 作员 直接 与盾 构机 内和隧 道 内操作
刀盘 的设计 和刀具 的布 置可 有效 应对 本项 目地质 和 地层岩性条件 。刀盘 可双 向旋 转 ，并 有硬 质堆 焊层 作 耐 磨保护 。
所 有 切 刀 均 采 用 螺 栓 连 接 ，可 以在 开 挖 舱 内 进 行 拆
螺 旋输 送机旋 转速 度可 调 ，与可 调 的出渣 闸 门形成 密封 ，使得 开挖 出的渣料 能够 连续 性地 在挖 掘受 压模 式
土压 计 。．
两个方 向旋 转。开挖 面土 压可按 设 定 的 目标 值进 行 自动
控制 和 手 动 控 制 ，并 可 根 据 情 况 转 换 。 排 土 能 力 按 ４０ ／ ０ ｍ３ｈ设计 ，排出砾石最大尺寸达 ２ ｍｉｘ５ ４ ０ ｎ ６ ｍｍ。
螺旋输送机使用 寿命 不小于 ］ｋ ０ ｍ掘进距离 （ 叶片堆 焊耐 磨 材 料 ） ，并 装 设 两 个 辅 助 材 料 注 入 口 和一 个 观
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（10）盾构的选型还应考虑对工作环境的影响。
• 比如，盾构的刀盘驱动是液压驱动还是电动驱动，液压驱 动效率低，噪声大，洞内温度上升快，而电动驱动效率高 ，洞内环境好（噪声小、温度低）。
盾构机种类 半机械式盾构 闭胸式盾构 机械式盾构
◆手掘式盾构 ◆半机械式盾构 ◆网格式盾构
(6)按掘削面的加压平衡方式分类 外加支承式 气压式 泥水式 土压式
(7)按刀盘运动形式分类
方式的盾构
圆形转动掘削式 转动掘削式 行星游动掘削式
中心支承式 中间支承式 周边支承式
扇形转动掘削式
多轴摇动掘削式
矩形多轴摇动掘削式 圆形多轴摇动掘削式 其它断面形状多轴摇动掘削式
2 盾构选型
盾构掘进机选型依据
(1) 土质条件、岩性、（抗压、抗拉、粒径、成分等个参数） (2) 开挖面稳定（自立性能） (3) 隧道埋深、地下水位 (4) 设计隧道的断面 (5) 环境条件、沿线场地（附近管线和建筑物及其结构特性） (6) 衬砌类型 (7) 工期 (8) 造价 (9) 宜用的辅助工法 (10) 设计路线、线形、坡度 （11）电气等其他设备条件
——土的渗透性、刀盘的磨耗、地层的扰动范围、刀盘的 开口率、对卵石的破碎及其排出方式。
（5）应考虑土层的粒径分布； ——采用土层颗粒曲线来界定不同盾构的适用土层。总的 来说，粒径大时宜采用泥水盾构，粒径小时宜采用土压盾 构。
（6）隧道的线形和转弯半径也是应考虑的因素；
• 盾构机本体的长度与直径比及盾尾间隙直接影响盾构的转 弯及纠偏能力。一般，长度与直径之比（L/D）应不大于 1.0，当转弯半径过小时可考虑采用铰接式盾构。
盾构机分类及选型设计
1 盾构的分类
(1) 按掘削地层分类
硬岩盾构（TBM） 软岩盾构 软土盾构 硬岩软土盾构
TBM 双护盾
软土盾构
复合盾构
(2) 按盾构机横截面形状分类
半圆形 圆形 椭圆形 马蹄形 双圆搭接形 三圆搭接形 矩形
(3) 按盾构机横截面的形状分类
超小型盾构
φ<1m
2.1盾构机选型的原则
（1）以开挖面稳定为核心，盾构选型应充分把握地 层条件；
（2）应考虑土的塑性流动性、土的渗透系数； ——渗透系数10-5m/s是土压平衡盾构作业的经验 上限值。
（3）应考虑地下水的含量及水压；这涉及到是选用 泥水盾构还是土压盾构以及盾尾密封的选型。
（4）应重视地层中有无砂砾和大卵石；
单一土质 软土 硬质土
土砂 复合土质
土压式盾构
泥水式盾构
加泥土压式盾构
应付岩石盾构 （泥水式或土压式） TBM（封闭式）
TBM（敞开式）
岩石
土砂和复合岩石
砾石
岩石
软岩 硬岩
不同地质条件下全断面掘进机选型
粒径分布曲线
泥土粒径
筛分粒径
粉质土
粘土 细 100
中粗 粗
90
砂
细
中粗 粗
砾石
细
中粗 粗
80
70 60
2,00
2,20 工作舱内
土体容重
[t/m³]
盾构掘进机选型的其他条件
（1）工期条件的制约 （2）造价因素的制约 （3）环境因素的制约 （4）基地条件的制约 （5）设计路线、平面竖向曲线形状的制约
盾构选型实例
3.1 神华新街煤矿斜井双模盾构实例分析
1）地质概况 新街台格庙矿区斜井隧道长6505m，最大埋深达684m， 隧道坡度为6°。斜井沿线地质条件复杂，穿越地层有第 四系湖积物、风积沙（约150m）、白垩系砂岩、砂砾岩 （约3250m）、侏罗系（含安定组和延安组）砂岩、岩、 砂质泥岩等（约3105m），岩石单轴抗压强度20～ 60MPa，同时地层多处呈不整合接触，局部存在小型断层 ，地层虽发生突水的可能性小，但富水性不均。
小型盾构
3.5m≥φ≥1m
中型盾构
6m≥φ≥3.5m
大型盾构
14m≥φ≥6m
超大型盾构
18m≥φ≥14m
特大型盾构
φ>18m
(4) 按掘削面的敞开程度分类
全部敞开式：无盖敞开式、有盖敞开式 部分敞开式：网格式 封闭式：中心支承式、中间支承式、周边支承式
(5)按掘土出土器械的机械化程度程度分类 人工挖掘式 、半机械掘削式、机械掘削式
EPB
50
40
Foam
30
20
10 0 0,001 0,002 0,006 0,02 0,06 0,2
颗粒直径 d单位mm
Slurry
0,6 2,0
6,0
0 60,0
筛分通过率 <d %
不同地质条件下全断面掘进机选型
0,25
柔软
0,50
软
0,75
硬
1,00
坚硬
粘土
粉土
EPB模式
添加剂
防止堵塞
EPB
敞开模式
添加剂增加塑性
很高渗透 性 10-2
高渗透性10-3
10-4
一般渗透性
10-5
砂
砾石
高浓度膨润土 复合式盾构
EPB + 添加剂
粘稠度系数 IC
渗透系数 k [m/s]
弃土容重
泡沫
EPB盾构 泥水盾构
1,05
1,40 1,50
（7）盾构选型时，必须根据土质条件决定切削刀的形状、 材质和配置。
（8）刀盘的装备扭矩也与盾构选型有关；
• 盾构装备扭矩T=αD3（D为盾构外径，α为扭矩系数，对泥 水盾构α=9~15；土压盾构α = 8~23）
• 显然，采用泥水盾构有利于减小刀盘切削阻力，从而减轻 主轴承的负荷。
（9）盾构施工对周围环境的影响也是盾构选型时应 考虑的因素。
同的盾构方法
一次衬砌法（仅保留管片一次衬砌，略去二次衬砌）
包缠保护膜盾构工法（为提高隧道衬砌的止水性和耐久性，在盾构机内对管片外
盾构
侧进行包缠保护膜施工）
现场浇注混凝土
盾尾内空架设钢筋浇注混凝土做衬法(照片 6.1.12)
衬砌法(ECL 工法) PC-ECL 工法
边掘进边组装管片盾构工法
(11)综合分类
摆动掘削式
横向摆动掘削式(矩形) 纵向摆动掘削式(矩形)
(8)按盾构机特殊构造分类
中折盾构 球体盾构 异径母子盾构 重心靠前盾构 特殊构造的盾构 现场换刀盾构 可直接掘削前障碍物盾构 机体可分可合盾构 固体回收盾构 倾斜中空轴全断面机内注浆盾构 倾斜中空轴全断面机内注浆+活动前檐盾构
(9)按盾构机的功能、用途分类
不同用途的盾构
直角弯隧道盾构
偏心急弯曲线盾构
大坡度盾构
地中对接盾构
CID 工法 MSD 工法
侧接盾构
站盾构分岔盾构
路线可变扭曲盾构
竖向掘削盾构
扩掘盾构 变径盾构 大深度盾构 长距离盾构 高速掘进盾构
上掘盾构 下掘盾构
(10)按盾构隧道衬砌施工方法分类
衬 砌 施 工 方 法 不 二次衬砌法（管片为一次衬砌，另行浇注二次衬砌）