盾构法隧道工程.
盾构隧道施工技术
施工监测
详细介绍了盾构隧道施工的各个阶段，包括工作井施 工、盾构机组装与调试、始发掘进、接收井施工等， 以及各阶段的关键技术要点和注意事项。
广州地铁某标段盾构隧道施工案例分析
概述
盾构机选型
施工工艺
施工监测
广州地铁某标段盾构隧道施 工案例，主要介绍了该工程 的基本情况、施工环境、盾 构机选型、施工工艺、施工
在处理过程中，还需要注意对 泥水性质的监测和控制，以防 止泥水对盾构机造成损害。
盾构机姿态控制技术
盾构机姿态控制是保证隧道施工质量 的关键技术之一，它涉及到对盾构机 姿态的监测和调整。
姿态控制技术还包括对盾构机推进力 的控制，以保持盾构机的稳定推进。
在盾构机推进过程中，需要实时监测 盾构机的位置和姿态，并根据实际情 况进行调整，以确保隧道轴线的准确 性和稳定性。
进行了分析和评估。
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施工工艺
详细介绍了盾构隧道施工的各个阶段，包括工作井施工、 盾构机组装与调试、始发掘进、接收井施工等，以及各阶 段的关键技术要点和注意事项。
施工监测
为了保证施工安全和质量，采用了多种监测手段对盾构隧 道施工过程进行实时监测和数据采集，并对监测结果进行 了分析和评估。
上海地铁某标段盾构隧道施工案例分析
在盾构机推进过程中，需要实时监测土层压力，并根据实际情况调整土压力，以防 止土层塌陷或超挖。
土压力控制技术还包括对盾构机出土量的控制，以保持土层压力的平衡，防止盾构 机前方土体发生过大变形。
泥水处理技术
盾构机在挖掘过程中会产生大 量的泥水，需要进行处理以避 免泥水对隧道施工造成影响。
泥水处理技术包括对泥水的分 离、浓缩、运输和排放等环节 的处理，以确保泥水能够得到 有效的处理和利用。
隧道施工常用方法主要有哪五种(两篇)
引言：隧道施工是现代城市建设的重要组成部分，也是交通基础设施建设的关键环节之一。
隧道的施工方法决定了施工效率和质量，因此在隧道工程中，选择适当的施工方法对于保证工程顺利进行具有重要意义。
本文将介绍隧道施工常用方法的五种进阶技术。
概述：正文内容：一、盾构法1.1地层适用性：盾构法适用于稳定的软土、粉砂、黏土等地层。
1.2施工过程：盾构法采用钻掘机械沿着预先设计的隧道轴线进行推进，同时进行土压平衡来保证隧道的稳定。
施工过程包括开挖、安装衬砌、推进及土压平衡等步骤。
1.3优势：盾构法施工速度快、工期短、对地表干扰小，并能减少对周边环境的破坏。
二、新奥法2.1地层适用性：新奥法适用于较为稳定的岩石、砂岩等地层。
2.2施工过程：新奥法是一种机械化隧道施工方法，通过用新奥杆在地层中钻孔并注浆，形成新奥体，从而实现隧道的稳定。
2.3优势：新奥法施工工艺简单，施工速度快，对地表干扰小，广泛应用于较为密集的城市地区。
三、抛锚法3.1地层适用性：抛锚法适用于较为坚硬的岩石地层。
3.2施工过程：抛锚法通过孔位预埋锚杆和锚索，使用机械工具进行锚杆的抛锚，形成稳定的锚固体，从而实现隧道的施工。
3.3优势：抛锚法施工简单、成本较低、适用性广，能够适应不同地质情况下的隧道施工。
四、钻爆法4.1地层适用性：钻爆法适用于各种地质条件，特别适合岩石较坚硬、不稳定的地层。
4.2施工过程：钻爆法是通过钻孔爆破来实现隧道的开挖，包括钻孔、放炮、清理等步骤。
4.3优势：钻爆法施工快速、适应性强、适用于多种地质条件，但在城市环境中由于振动和噪音较大，会对周围环境造成一定影响。
五、开挖法5.1地层适用性：开挖法适用于各种地质条件，特别适合软土、熟软岩等地层。
5.2施工过程：开挖法是通过机械设备进行地层开挖和清理，主要包括挖掘、清理、支护等步骤。
5.3优势：开挖法施工过程相对简单，可根据地质情况调整施工方法，适用于各种地质条件和工程规模。
总结：隧道施工常用方法包括盾构法、新奥法、抛锚法、钻爆法和开挖法，它们在不同地质条件下具有各自的优势和适用范围。
隧道工程《盾构法施工》超详细讲解
隧道工程盾构法施工方案
隧道工程盾构法施工方案一、盾构法的基本原理盾构法是一种以盾构机为主要施工设备，以人工控制和辅助机械作业，依靠管片拱成隧道结构的地下隧道开挖方法。
盾构机是一种专门用于地下开挖和地下作业的设备，主要由推进系统、控制系统、液压系统和输送系统等组成。
当盾构机在地下推进施工时，首先通过锚杆或液压支撑进行初次固定，然后在控制系统的指导下，通过刀盘掘进、压力室的泥浆控制及输送系统将盾构机后方的泥浆输送到地上。
盾构法的优点主要体现在以下几个方面。
首先，盾构法可以减少对地表环境的干扰，降低地表振动和噪音的影响。
其次，盾构法对地质条件适应性强，可以适用于各种地质环境的隧道施工。
再次，盾构法施工速度快，可以大大缩短工期，提高施工效率。
最后，盾构法可以保证隧道的质量和安全，降低施工的风险。
二、工程准备1. 地质勘察与分析在进行盾构法施工前，需要进行全面的地质勘探与分析工作，了解地下岩土情况、地下水情况、断层构造等详细信息，并绘制相应地质图、地质剖面图和地下水位图。
地质勘探的结果将直接影响盾构法施工中的掘进进度、泥浆处理和支护设计等。
2. 管片生产与运输管片的生产应选用符合国家标准并具有相应生产资质的厂家进行生产，生产单位应编制管片质量检测方案和检测报告，并按照现行标准进行检测。
管片的运输应按照设计要求进行合理包装和运输，确保管片在运输过程中不受损坏。
3. 施工场地准备施工场地准备包括场地平整、通风、照明、安全防护设施、临时办公室和生活设施等准备工作。
同时，场地应满足盾构机组装、拆除和维修的要求，保证施工现场的平稳和安全。
4. 泥浆处理设备准备泥浆处理设备是盾构法施工中不可或缺的设备之一，其主要作用是处理从盾构机中输送上来的泥浆。
泥浆处理设备应根据地质条件和泥浆性质选择合适的设备，并设置相应的泥浆处理工艺。
同时，泥浆处理设备应符合环保和安全要求。
5. 安全防护措施在施工前需要做好安全技术交底，确保所有参与施工的人员了解工程的风险点和安全措施，对施工现场进行安全检查，保证施工现场的通风、照明、防护措施齐全。
隧道工程的关键技术：钻爆法、盾构法等
01
隧道工程的基本概念与重要性
隧道工程的发展历程及现状
隧道工程的起源
• 早期的隧道工程主要用于矿产开 采和水利建设 • 随着交通运输的发展，隧道工程 逐渐应用于铁路、公路等领域 • 近年来，隧道工程在城市建设中 发挥着越来越重要的作用
隧道工程的技术进步
• 从最初的矿山法到现代的盾构法， 隧道工程的技术水平不断提高 • 钻爆法、盾构法、沉管法等隧道 施工方法的发展，为各种复杂地质 条件下的隧道建设提供了可能 • 隧道工程的支护、监测、通风等 技术也得到了不断完善
钻爆法的优点
• 施工方法简单，技术成熟，适用 于各种地质条件 • 工程造价相对较低，具有较高的 经济性 • 能够根据地质条件调整爆破参数， 控制施工进度和质量
钻爆法的缺点
• 施工过程中会产生噪音、粉尘等 污染，对环境造成一定影响 • 爆破过程中可能对周边建筑物和 地下管线产生影响 • 需要较多的劳动力，劳动强度较 大
• 交通隧道：如地铁、公路隧道等， 主要用于车辆和行人的通行 • 水利隧道：如水库、运河等，主 要用于水资源调度和输送 • 能源隧道：如电缆、管道等，主 要用于能源输送
• 隧道工程将向大型化、复杂化方 向发展 • 隧道工程将更加注重环保和可持 续性发展 • 隧道工程将采用更多先进技术， 提高施工效率和安全性
盾构法的优缺点及适用范围
盾构法的优点
盾构法的缺点
盾构法的适用范围
• 施工速度快，施工周期短，具有 较高的经济效益 • 对周边环境影响较小，减少了噪 音、粉尘等污染 • 能够适应复杂地质条件，具有较 高的安全性
• 盾构机设备投资较大，初期成本 较高 • 对施工技术和管理水平要求较高， 容易出现施工质量问题 • 需要较大的施工场地，对周边环 境要求较高
盾构法隧道工程施工
盾构法隧道工程施工1. 盾构机的种类及工作原理盾构机是盾构法隧道施工的核心设备，根据不同的施工需求，盾构机可分为土压式、泥水平衡式、泥水循环式、硬岩盾构机等多种类型。
其中，泥水平衡盾构机是应用最为广泛的一种，并被广泛应用于地铁、市政管网、通风井等项目的施工中。
泥水平衡盾构机的工作原理主要包括以下几个步骤：首先，盾构机进入施工井，然后由推进液压缸作用，盾构机开始向前推进；同时，通过注浆管将注浆材料注入土体中，以增强土体的稳定性；最后，通过螺旋输送机或刮泥器将土屑输送到后方的输土斗中。
整个施工过程中，盾构机不断向前推进，同时支撑环、砌筑管片，完成隧道施工的过程。
盾构机的工作原理简单清晰，操作方便，能够有效提高施工效率和质量。
2. 隧道施工步骤隧道施工一般包括以下几个步骤：方案设计、施工准备、井口平台搭设、盾构机架设、预喷混凝土支架、盾构推进、管片安装、封顶、尾段施工等。
在具体的施工过程中，需要根据不同的隧道工程特点，制定相应的施工方案和施工步骤，确保施工进度和质量。
首先，方案设计是隧道施工的关键环节，需要根据工程的实际情况，制定合理的施工方案，明确各个步骤和工序的具体要求。
其次，施工准备阶段包括设备调试、人员培训、材料及物资准备等，确保施工顺利进行。
随后，井口平台搭设是为了保证盾构机的安全推进，同时也是施工人员的工作平台。
盾构机架设是将盾构机安装在井口平台上，保证施工的顺利进行。
而预喷混凝土支架是为了增强土体的稳定性，提供施工的条件。
盾构推进是隧道施工过程中的关键环节，通过盾构机的推进，实现隧道的顺利施工。
管片安装是将预制的管片逐个安装在隧道内部，形成完整的管道结构。
最后，封顶和尾段施工是为了保证隧道的整体质量和稳定性，确保隧道施工的顺利完成。
3. 安全措施在盾构法隧道工程施工过程中，安全是首要考虑的问题。
为了保障施工人员和设备的安全，需要采取一系列的安全措施，包括但不限于以下几点：（1）加强施工现场管理，明确责任分工，建立安全生产责任制度；（2）加强施工人员培训，提高员工安全意识和应急处理能力；（3）定期检查设备和机械的安全状态，确保设备运行正常；（4）保证施工现场通风、通风设备的设置和运行；（5）加强施工区域标识和警示标志设置，确保施工人员和设备的安全。
市政工程施工工艺(盾构法隧道施工)
盾构机性能验收
盾构始发
一、盾构始发简介
盾构始发是盾构推进的开始，也是盾构法隧道施 工中的一道关键工序。在进入施工现场后，所有的 准备工作都是为盾构顺利始发提供条件。当盾构安 装调试结束并一切正常后，进入始发状态。
在盾构始发之前要安装盾构后靠，要在洞圈内 开探孔观测土体是否稳定、洞圈封门凿除，还要 在洞圈上安装防水装置。所有准备工作就绪，盾 构将开始始发。
另外，在负环拼装之前需事前将盾尾油 脂填满盾尾钢丝束内。见图21
图20
此时负环拼装完毕后，前期盾构始发准备 工作就绪。等待盾构正式始发
图21 盾尾油脂
图22 前期负环管片拼装完毕
六、盾构始发 在洞圈防水装置安装完毕后，将要进行盾构始发施 工。 在盾构始发之前，在洞圈内左、右两边各焊接一段 导向轨。此导向轨是基座轨道的延长线，但比基座轨道 底2cm，以免盾构始发刀盘旋转碰到此导向轨。 此导向轨的作用是为了防止盾构进入洞圈后，盾构 磕头，盾尾下沉。 盾构始发时要先将洞门钢筋割除，分九大块，从上 向下进行。
盾构法隧道施工工艺流程
盾构法隧道的基本原理是用一件有形钢质组件沿隧道设计 轴线开挖土体而向前推进。
施工工艺流程： 施工准备（三通一平、生产生活设施布置）→盾构就位
（基座安装、盾构安装调试、后靠支撑安装）→负环拼装 →盾构始发（洞门加固、洞圈止水装置安装、凿处洞门、 始发推进）→盾构正常推进（轴线控制、同步注浆、出土、 管片拼装）→盾构到达（洞门加固、贯通测量、基座安装、 洞圈止水装置安装、封堵洞门）→盾构吊装→工程竣工。
水、照明、通讯等设施的安装工作。
（2）、施工前必需材料、设备、机具备齐，以满足本阶段施工要求， 管片、连结件等准备有足够的余量。
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
盾构法隧道
盾构法隧道盾构隧道施工法是指使用盾构机，一边控制开挖面及围岩不发生坍塌失稳，一边进行隧道掘进、出渣，并在机内拼装管片形成衬砌、实施壁后注浆，不扰动围岩而修筑隧道的方法。
简介:采用盾构掘进机进行开挖，钢筋混凝土管片作为衬砌支护的隧道暗挖施工法。
盾构机的所谓盾是指保持开挖面稳定性的刀盘和压力舱、支护围岩的盾构钢壳。
所谓构是指构成隧道衬砌的管片和壁后注浆体。
由于盾构一般使用于以土为围岩的隧道工程施工中，与岩石围岩不同，土体不具有自立稳定性，所以保持开挖面稳定的系统(盾)就非常重要。
盾构施工的主要原理就是尽可能在不扰动围岩的前提下完成施工，从而最大限度地减少对地面建筑物及地基内埋设物的影响。
盾构法隧道结构设计程序主要内容：1.确定几何参数2.确定岩土参数3.选择危险断面4.确定TBM机的机械参数5.确定材料属性6.设计荷载7.设计模型8.计算结果盾构施工监理细则Ⅰ施工准备阶段的监理1.1 盾构机自赤岗站始发前，承包商应向监理工程师递交一份详细的盾构施工总体方案，内容包括：（1）赤岗施工场地总平面布置图（2）盾构推进方案（始发、掘进、到站、过站）（3）盾构推进计划（4）管片的质量控制（5）轴线控制和沉降监测方案（6）回填注浆的质量控制（7）盾构机性能参数及操作方法（8）出土方案和弃土安排（9）洞口端头和联络通道地层加固方案（10）施工监测方案1.2 经过监理工程师批准后，承包商才可将上述方案付诸实施。
1.3 监理工程师对现场施工设备进行检查。
包括注浆设备、起吊设备、管片运输设备、管片防雨设施、给排水系统、供电设备等。
在盾构始发前这些设备的完好性必须得到工程师的确认和批准。
1.4 盾构施工前监理工程师应对承包商使用的水准点和控制点进行复核，经批准后才可使用。
Ⅱ盾构机的始发2.1 始发前准备工作结束后，承包商应向监理工程师提交有关报告以供批准。
2.2 监理工程师应对以下方面进行检查（1）盾构机定位（2）反力架安装（3）洞口橡胶密封条和端墙凿除（4）临时管片固定方式（5）盾构机操作方式（6）回填注浆方式2.3 经监理工程师批准后，承包商才可开始安装临时管片和盾构机推进。
地铁隧道工程盾构法施工技术规程新课件
设置盾构始发反力支撑系统，满足强度刚 度要求；
设置满足始发和接收要求的密封装置。
始发拼装
2.5 作业准备
2.5.1 工作竖井施工
1 竖井施工方法应依据地质条件、路面条件、交通量、 工程噪音及振动对四周的影响等选择安全且经济的 施工方法；
盾构始发和接收时，应视地质和现场等条件对工 作井洞门外的一定范围内的地层进行必要的地层 加固，并对洞圈间隙采取密封措施，确保盾构始 发和接收安全。
2.5.3 土压平衡盾构施工准备
1 场地布置：根据工程规模、现场条件、周边环境和使用的 盾构机的数量等对现场进行规划和布置，合理规划满足工 程施工所需的垂直和水平运输系统，并依此布置管片堆放 场地、碴土存放场地、拌浆站及材料设备堆放场地等。
2.2.3 地下管线和地下构筑物调查
调查地下障碍物、地下构筑物及地下管线等， 调查范围视具体工程情况而定，必要时可进行物 探和施工详勘。
2.2.4 环境保护调查
隧道施工前应对工程环境保护的内容和方法进 行调查研究，调查范围视具体工程情况而定。
2.3 技术准备
2.3.1 盾构掘进施工前必须根据地质、工况、环境 条件等编制施工组织设计和风险应急救援预案。
有80余台土压盾构参与掘进施工； 施工单位多，技术素质和管理经验良莠不齐； 盾构施工较多穿越道路、铁路、机场跑道、地下
管线、构筑物，环境保护要求高，施工风险大， 技术管理幅度和难度增大； 地铁长期运营引起的区间隧道沉降影响运营安全， 要求改进盾构同步注浆材料和工艺技术，严格规 范施工技术管理。
1.0.4 地铁工程盾构法隧道施工质量的验收应按《市政工程 施工质量验收规范》（DG/TJ08—236—2006）执行
盾构施工技术(工法介绍)ppt
◢井下安装盾构（始发井）
盾构推进进洞（接收井）◣
(2)同步注浆和壁后注浆设备
盾尾建筑空隙 = 盾构外径 - 隧道外径 充填盾尾空隙的方法:
1) 同步注浆:在盾构尾部外壳上设2~6根同步
注浆管, 在盾构推进的同时进行注浆充 填空隙 2) 壁后注浆:在管片上留有注浆孔,随时可进 行壁后注浆
盾尾同步注浆管和壁后注浆孔示意图
3)洞门密封及止水装置的安装 洞口密封采用右图所示的折叶 式密封压板。其施工分两步进 行施工，第一步在始发端墙施 工过程中，做好始发洞门预埋 件的埋设工作。在埋设过程中 预埋件与端墙结构钢筋连接在 一起。第二步在盾构正式始发 之前，清理完洞口的碴土后及 时安装洞口密封压板及橡胶帘 布板。
(4)负环管片安装
保证施工安全的技术指标。
土仓压力：是土压平衡或泥水平衡掘进中最能体
现掌子面稳定状况的一项操作指标，是利用刀盘的
一系列操作（推力、转速及贯入度等）与螺旋输送
机的转速合理匹配来完成的一种动态的平衡。其数
据是通过土仓壁上的土压传感器采集反馈的。一般 以最上方的传感器数据作为控制指标，在实际土压 平衡模式操作过程中，土仓压力设置宜略高于掌子 面的水土压力（理论计算值）。
4、盾构法施工的适用范围
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。
5、盾构隧道断面形状
盾构隧道的断面形状一般为 圆形，也可采用矩形、马蹄形、 椭圆形、双圆形、多圆形等。 圆形隧道最大直径已达14.14m。
盾构后车架上的注浆设备
(3) 隧道衬砌
1)衬砌构造(圆形隧道管片拼装图)
隧道工程中的盾构施工方法
隧道工程中的盾构施工方法盾构法是隧道工程中常用的一种施工方法，它通过使用一台盾构机进行施工，可以快速、高效地完成隧道开挖和支护工作。
本文将从盾构施工原理、盾构机的工作过程和盾构施工的优缺点三个方面来介绍隧道工程中的盾构施工方法。
一、盾构施工原理盾构施工原理是基于土压平衡原理的，盾构机在施工过程中不仅需要开挖隧道，还要及时进行土体支撑，以防止地面塌陷。
盾构机由盾构机体、推进系统、回填系统和管片拼装系统等部分组成，通过推进系统推进盾构机体，同时进行土层平衡控制和土体支撑，最后再进行管片的安装。
二、盾构机的工作过程1. 准备工作：在开始盾构施工前，需要进行施工准备工作，包括现场勘察、施工方案设计、材料采购等。
2. 初次推进：盾构机在开挖前首先进行初次推进，通过推进系统驱动盾构机头部进入地面，并实施土体的平衡控制和支护。
3. 土层平衡控制：盾构机在推进过程中需要保持土体平衡，通过注浆、注水和调整刀盘转速等方式来控制土体的稳定性，以防止地面沉降和塌陷。
4. 土体支撑：同时进行土体支撑工作，可以采用预制管片、液压撑靠或注浆等方法，以确保施工过程中的安全性。
5. 循环推进：经过初次推进后，盾构机将持续推进，同时进行土体平衡控制和土体支撑工作，直至完成整个隧道的开挖。
6. 管片拼装：当盾构机推进到一定位置后，将开始进行管片的拼装，通过拼装系统将预制的管片安装在隧道壁上，形成完整的隧道结构。
三、盾构施工的优缺点1. 优点：- 高效快速：盾构法施工速度快，可以在较短时间内完成隧道的开挖和支护，节约施工时间。
- 环境友好：盾构法施工过程中对土地破坏小，减少了对周边环境的影响。
- 施工质量高：盾构法施工过程中可以实现高精度控制，确保隧道施工质量。
- 安全可靠：盾构机施工过程中可以及时监测地下水位和土体变化，保证工人的安全。
2. 缺点：- 成本较高：盾构机的投资和运行成本较高，对于一些小型工程可能不经济。
- 对地质条件要求高：盾构法施工对地质条件的要求比较高，对于地质复杂的地区可能会增加施工难度和风险。
盾构法施工隧道施工工艺盾构机介绍PPT
刘建航（1991）在Peck法的基础上，总结了上海地 铁隧道纵向沉降分布的一般规律。
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盾构掘进方向
5.衬砌的形式和构造
椭圆
马蹄形
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矩形
3.盾构机(Shield Machine)
3.2 盾构机类型
（1）按断面形式分：圆形、椭圆形、马蹄形、 矩形、双圆搭接形、三圆搭接形。
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双圆形
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三圆搭接
3.盾构机(Shield Machine)
3.2 盾构机类型 （2）按出土器械的机械化程度分：手掘式、半机 械掘削式、机械掘削式。
5.3 衬砌的分类 （一）按材料及形式分类 2.铸铁管片 饱和含水不稳定地层中修建隧道时较多采用。
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管片较轻，耐蚀性好，机械加工后管片精度高，能 有效地防渗抗漏。 金属消耗量大，机械加工量也大，价格昂贵。 易脆性破坏的特性，不宜用作承受冲击荷重的隧道。
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铸铁管片的适用场所
5.3 衬砌的分类
(三) 按形成方式分类
1.装配式衬砌 由分块的预制管片在盾尾拼装而成。
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按照管片所在位置及拼装顺序不同可将管片划分为 标准块、邻接块和封顶块。 特点：工厂化生产、机械化安装；立即受荷；接缝 防水。
jA第四章地下工程施工之盾构法的施工
• 在钻孔向前推进时，通过追踪安装在钻头内发射 器的信号来确定导向钻的深度与方向
4.2 水平定向钻施工前勘察
• 管道地基岩土分类（需重视砂土、淤泥质粘土） • 城市地下障碍物的调查（如杂填物，河道边板桩） • 城市已有地下管线的调查 • 静力触探（注意回填触探孔） • 管线仪（适合快速探测金属管线） • 地质雷达（可探查障碍物与各类管线）
2.3 盾构推进及衬砌的拼装
• 1 装配式圆型衬砌构造
• 结构形式：带肋的箱型管片，不带肋的平板形管片。联 结方式：直螺栓，弯螺栓。 材料：球墨铸铁，全钢，钢 筋混凝土管片
• 环宽：750-1500mm; 厚度：250-600mm ；弦长： 3-4m
• 分块：6-8块，分别为数块标准块；两块相邻管片；一 块封顶管片组成，封顶管片一般趋向于小封顶；拼装形 式有：径向楔入（楔角4-8度）与纵向插入
孔径的严重变形分析原因
1、泥浆用量不够，造成护壁不够充份。 2、管材的环刚度未达到设计要求，造成在顶 管过程中无法承受外部压力而产生变形。 3、扩孔不够充分，造成回拖管线与周围摩擦 力加大。 4、扩孔器和管材之间连接方式不完善。(目前 大多采用拖管头固定器对管线进行固定。当其 中一根管材受力后发生偏向，其他管材也会一 起偏向，造成整体移位。)
装。 • 1）拼装工序：管片的运送----就位---成
环----衬砌的防水 •
2.3 盾构推进及衬砌的拼装
• 2 衬砌的拼装
•
2）拼装方法
•
（1）先环后纵
•
优点：环面平整，纵缝拼接质量好。缺点：在易产
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。
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二、盾构出洞条件2
（8）反力架经验算，强度和刚度满足施工工况。 （9）已调查盾构推进沿线的保护构筑物、管线等现有 状况，并已制订切实可行的保护措施。 （10）周围环境检测控制点已按监测方案布臵完成， 且已测取初始值；井下控制点已布设且固定。 （11）远程监控管理系统已建立并正常运行，前期工 程信息已按要求上传。 （12）对本工程潜在的风险源进行分析，编制完成有 针对性、可操作性的应急预案，组织落实抢险设备、材 料、人员、方案情况。 （13）盾构机各系统验收情况。（《盾构法隧道工程 施工与验工规范》GB 50446——2008要求：盾构机 13个系统验收合格并正常运转方可掘进，现场验收记 录盾构运转状况，并进行评估，满足技术要求。）
第二节 盾构施工控制要点
一、施工控制要点 （1）检查盾构基座的安全性和牢固性，防止盾 构基座发生变形，致使盾构掘进轴线偏离设计轴 线。 （2）检查盾构后背支撑体系的稳定性，防止盾 构后背支撑体系在受盾构推进顶力的作用后发生 局部变形或位移。 （3）洞门凿除施工控制。当土体加固方案不当 或加固效果欠佳、地下水丰富、洞门凿除工艺不 佳等情况时，洞门凿除后易产生涌土，会影响地 面变形、周边建筑物及管线安全，因此，事先应 采取必要的防护措施。
第四节 盾构隧道主体3
三、隧道防水 （1）隧道防水质量问题
隧道防水主要问题是防水效果差，达不到二级防 水要求。 （2）隧道防水预防措施 1）管片拼装孔渗漏控制。检查拼装孔的闷头， 对注浆后的拼装孔需封堵。 2）管片环、纵缝渗漏控制。预先控制管片止水 条的安装、加强对管片拼装的控制、避免管片破 损、控制盾构推进轴线和隧道轴线一致、控制隧 道同步注浆和二次注浆工作。
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 场地布臵、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。
第四节 盾构隧道主体4
二、盾构机的组成
一台盾构机的外壳沿纵向从前到后可分为 前、中、后三段，通常又把这三段分别称 为切口、支承、盾尾三部分，如图5.1.1所 示。
二、盾构机的组成1
1．切口 该部位装有掘削机械和挡土设备，故又称掘削 挡土部。 2. 支承 支承部即盾构的中央部位，是盾构的主体构造 部。因为要支承盾构的全部荷载，所以该部位的 前方和后方均设有环状梁和支柱，由梁和柱支承 其全部荷载。该部位装有推动盾构机体前进的盾 构千斤顶或装有刀盘驱动装臵、排土装臵、盾构 千斤顶、中折机构、举重臂支承机构等，同时前面刀盘边旋转边切削 土体，使盾构向前移动，同时，通过出碴系统（螺旋输送机或 泥水输送系统）将刀盘切削下来的碴土排出，当盾构前进到一 定距离后，停止推进，将油缸缩回 后再继续推进下一循环。
，安装一环衬砌管片，然
泥水输送系统
泥水输送系统具有两个基本功能，一是稳定掌子面，二是通过排泥泵 将开挖碴料从泥水仓通过排泥管输送到分离站。掌子面的稳定性靠膨 润土泥浆对掌子面的压力以及靠膨润土泥浆的流变特性来确保。泥水 循环系统由送排泥泵、送排泥管、延伸管线、辅助设备等组成。送泥 泵将调制好的泥水通过送泥管输送到泥水仓；而排泥泵则将携带碴土 的泥水排出，通过排泥管输送到地面的泥水处理设备进行分离。
二、盾构出洞条件1
盾构由于出洞条件不具备，容易造成渗涌水等问 题，因此要严格盾构出洞条件验收，内容如下： （1）施工现场已完成设计、勘察交底。 （2）工作井已通过结构验收。 （3）盾构推进、测量、监测施工组织方案已审 批并组织了各方讨论，监理细则已编制审批。 （4）洞门维护结构破除方案审批完成，密封措 施完成。 （5）设计要求的出洞区地基加固完成。 （6）各项加固指标经检测达到设计要求。 （7）洞门经探孔未发现异常情况。
第四节 盾构隧道主体1
一、盾构推进轴线控制 （1）盾构推进轴线控制质量问题 1）盾构出土量不均匀、盾构纠偏过大，导 致轴线产生过量的偏移； 2）盾构施工的测量误差较大； 3）盾构在软弱的土层中长时间停滞导致盾 构下沉； 4）管片拼装不及时。
一、盾构推进轴线控制
（2）盾构推进轴线控制预防措施 1）严格控制盾构出土量、盾构纠偏，防止因此导致轴线 产生过量的偏移； 2）控制盾构施工的测量，防止较大误差； 3)防止盾构在软弱的土层中长时间停滞导致盾构下沉； 4）管片拼装应与盾构推进相互配合，避免对盾构推进轴 线的影响。 5）加强管片拼装时的控制，结合盾尾位臵和成环隧道轴 线的情况进行拼装调整。 6）管片成环后，严格检测隧道轴线，如偏差较大，必须 进行局部注浆加以控制和纠偏。 7）严格控制盾构施工中轴线偏差在±50mm以内，成型 隧道轴线如超出规范要求，必须及时与设计结合，确定处 理方案。
（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。
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，特设臵尾封 装臵。
泥水平衡式盾构
在机械切削式盾构的前部刀盘后侧，设臵隔板，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臵搅拌后形成高浓度泥水，用 流体输送方式送到地面，这就是泥水加压平衡式盾构法的主要特征。
盾构施工关键技术
盾构始发
盾构到达
管片壁后注浆
在盾构掘进过程中采取以下注浆方式： ①通过盾尾注浆管在掘进的同时进行同步注浆； ②必要时，在管片脱出盾尾后，通过管片上预留的注 浆孔进行补充的二次注浆。
盾尾
盾尾注浆 管
浆 液 注 入 范围
同步注浆示意图
三、盾构法施工主要程序1：
（一）盾构法施工主要施工步骤为： 1．在盾构法隧道的起始端和终结端各建一个工作井， 城市地铁一般利用车站的端头作为始发或到达的工作井； 2．盾构在始发工作井内安装就位； 3．依靠盾构千斤顶推力(作用在工作井后壁或新拼装 好的衬砌上)将盾构从始发工作井的墙壁开孔处推出； 4．盾构在地层中沿着设计轴线推进，在推进的同时 不断出土(泥)和安装衬砌管片； 5．及时向衬砌背后的空隙注浆，防止地层移动和固 定衬砌环位臵； 6．盾构进入到达工作井并被拆除，如施工需要，也 可穿越工作井再向前推进。
一、施工控制要点
（4）检查洞圈防水橡胶板和铰链板的安装是否得当有效。 （5）控制负环的拼装质量。自负环起严格控制环面平整 度，应逐环检查，控制相邻管片块的踏步，以免邻接块接 缝处管片碎裂。 （6）对于开口环出洞，则应检查支撑的牢固性和安全性。 对于整环出洞，则应做好负环管片的支撑工作。 （7）加强对盾构出洞段轴线的控制。盾懂出洞推进极易 产生翘头或低头现象，造成隧道轴线偏离设计轴线。 （8）进洞施工时应防止盾构姿态产生突变。加强对进洞 基座安放、进洞段管片的连接、注浆等施工的管理。 （9）盾构进洞后，应及时封堵管片与车站洞门结构的间 隙，防止水土流失。
第十章
盾构法隧道工程
本章主要内容：
盾构法基本原理 盾构的组成 各阶段施工控制要点
第一节 盾构法基本原理
一、基本概念 1. 盾构法是在软土地层中修建隧道的一种施工 方法。它是以盾构设备在地下掘进，边稳定开挖 面边在盾构内安全地进行开挖作业和衬砌作业， 从而构筑隧道的施工方法. 2. 它适用于各类软土地层和软岩地层的隧道施工， 尤其适用于城市地下铁道和水底隧道的施工。 3. 盾构法施工的三大要素组成：稳定开挖面、盾 构机挖掘和衬砌。 4. 盾构法施工的要求程序为：盾构竖井的修建→ 盾构设备的拼装及附属设施的准备→盾构的开挖 与推进→隧道衬砌的拼装→衬砌壁后压浆。
第三节 盾构管片
盾构管片是盾构施工的主要装配构件，是隧道的最外层屏 障，承担着抵抗土层压力、地下水压力以及一些特殊荷载 的作用。盾构管片质量直接关系到隧道的整体质量和安全， 影响隧道的防水性能及耐久性能。 一、盾构管片质量问题 （1）盾构管片的钢模精度不足。 （2）盾构管片的混凝土强度和抗渗性能不能满足设计要 求。 （3）管片存在气泡、局部破损、裂缝等现象。 二、盾构管片质量控制 （1）严格检查制作盾构管片的钢模精度，保证管片质量。 （2）盾构管片的混凝土强度和抗渗性能必须满足设计要 求，应严格控制混凝土的坍落度。
出碴系统总体布置示意图
分离站 送泥泵 调浆池
排泥泵
中继泵
出碴系统总体布置示意图
泥水平衡式盾构特点
a. 在易发生流沙的地层中能稳定开挖面，可在正 常大气压下施工作业； b. 泥水传递速度快而且均匀，开挖面平衡土压力 的控制精度高，对开挖面周边土体的干扰少，地 面沉降量控制精度高； c.盾构出土，减少了运输车辆，进度快；刀盘、 刀具磨损小，适合长距离施工； d.刀盘所受扭矩小，更适合大直径隧道施工； e.适用于软弱的淤泥质粘土层、松散的砂土层、 沙砾层、卵石层和硬土的互层等地层。特别适用 于地层含水量大、上方有水体的越江隧道和海底 隧道。 随着施工技术的不断进步，泥水平衡式盾构适 用的范围不断扩大，目前该工法被认为几乎适用 于所有地层。