《盾构知识精讲》PPT课件
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广泛的应用
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4
盾构机的种类
敞口式盾构机 半敞口式盾构机 封闭式盾构机
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5
盾构机的种类
传统型 盾构机
敞口式盾构机
半机械型 盾构机
机械型 盾构机
半敞口式盾构机
网格挤压式盾构机
泥水型 盾构机
封闭式盾构机
土压型 盾构机
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6
泥水盾构与土压平衡盾构的比较
泥水盾构机压力平衡图
泥水平衡式盾构机是在泥水舱
送机中填满了土壤和土壤调节剂 。
✓进行封闭式开挖时，刀盘在充满了弃土的情况下旋转时，在砂砾地层上
尤其需要很高的扭矩，这样对刀具和刀盘的磨损就会很大 。
✓如果土壤调节剂不够，则需要高扭矩，且刀具和刀盘的磨损度很大 。
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12
土压平衡式盾构机各部分的功能描述
土压平衡盾构机由主机及后配套辅助系统构成。 主机包括：盾壳、刀盘、刀盘驱动系统、推进系 统、螺旋输送机、管片安装器、盾尾密封装置和人 行闸室。 后配套辅助系统包括：出碴系统、碴土改良系统、 管片运输系统、隧道导向系统、数据采集和处理系 统、同步注浆系统、液压泵站、注脂系统、控制系 统、供电系统、压缩空气系统、冷却水系统、通风 系统等。
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15
土压平衡式盾构机各部分的功能描述
一、盾壳
前体、中体和与之焊在一起的承压隔板作为刀盘驱动的支承,压力 通过前盾作用到开挖面以稳定开挖面。前体同时也起到平衡由刀盘作用 于土层而产生的力。
土仓用于存放切削下来的岩土，并由承压隔板将土仓与盾构机内 部隔开。土仓内设有搅拌棒，以便于对注入土仓内的泡沫、膨润土等添 加剂进行充分搅拌，对渣土进行改良。在土仓下部，有供螺旋输送机叶 片进入的开口，在保养和维修螺旋输送机时，螺旋输送机可从开口退出， 开口用卡门密封，以保证盾构机的密封和开挖面的稳定。
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8
泥水盾构与土压平衡盾构的比较
泥水盾构机渣土运输图 整理ppt
刀盘切削下来的土砂在 刀盘旋转和搅拌机的作 用下与新鲜泥浆均匀混 合，并以泥浆形式输送 到地面，然后通过泥水 分离设备进行分离，形 成可运输的碴土和可重 新利用的泥浆。分离后 的泥浆在经过质量调整 后重新输送到开挖面。
9
泥水盾构与土压平衡盾构的比较
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13
土压平衡式盾构机各部分的功能描述
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14
土压平衡式盾构机各部分的功能描述
一、盾壳
盾壳一般是一个用厚不锈钢板焊接成的圆柱筒体，是 承受地下水、土压力、盾构千斤顶的推力及各种施工载荷的 承力钢结构，同时也保护操作人员安全。盾构机所有系统都 安装在盾体内。
盾壳沿长度方向分为前体、中体和后盾三部分。后盾 尾端安装有盾尾密封装置。
土压平衡盾构机优点
✓带状螺旋可排放卵石，且对粘土层同样有效。 ✓应用范围广，包括复合地层和冲积粘土 。 ✓与需要造浆设备和分浆设备的泥浆型盾构机相比，此款盾构机只需要小 型造浆设备 。 ✓进行敞口式开挖时，能进行高效开挖，扭矩低，且对刀具和刀盘的磨损 很小 。
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泥水盾构与土压平衡盾构的比较
承压隔板可承受0.4Mpa的土压，其上装有刀盘主轴承、驱动装 置、土压传感器、各种管路及气阀等，承压隔板上还有与人闸相连的仓 门。当需要进入土仓进行排障及更换刀具时，应先向土仓加压以稳定开 挖面，然后操作人员通过仓门进入土仓再进行工作。
1818年Brurel提出盾构工法，并获得专利。
1823年至1841年第一条盾构隧道泰晤士河隧道修建成功
1896年J.Price设计出接近现代盾构的机械盾构
1948年地铁施工中使用机械盾构（前苏联在列宁格勒）
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2
盾构发展历史及现状 2、现状
（1）泥土、土压盾构技术的普及及推广，技术细节的完善、 改进及提高。
城市轨道工程公司
盾构知识精讲
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0
主要内容
盾构发展历史 及现状
盾构机的种类
泥水盾构与土 压盾构的比较
土压平衡式盾 构机各部分的
功能描述
土压平衡盾 构机施工掘 进模式
土压平衡式盾 构施工其他的
机械设备
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1
盾构发展历史及现状
1、发展历史
1804年英国人L.Torevix着手泰晤士河隧道的准备。
土压盾构机渣土运输图 整理ppt
刀盘切削下来的土 砂通过螺旋输送机、 皮带输送机输送至 运输小车内，由运 输小车送至吊土井 处，通过龙门吊吊 至地面的渣土坑内。
10
泥水盾构与土压平衡盾构的比较
泥水平衡盾构机优点
✓易于保持切面的压力。小面积下沉。 ✓封闭系统。无地下爆发。 ✓泥浆象润滑剂一样作用，只需很小的扭矩，对刀具的磨损很小。 ✓能高效排放开挖土。 ✓泥浆具有浮力，易于曲线段的开挖 。
泥水平衡盾构机缺点
✓在渗水性很高的地基上，泥浆可能会流失，并导致缺乏有效的泥浆压力 。 ✓要求具有泥浆运输和处理设施 。 ✓如遇粘土层，则需要大型泥浆处理设施 。 ✓由于泥浆排放孔和排放泵的堵塞而引起的刀盘仓压力的改变可使切削面变 得很不稳定 ✓设备造价较高、需要施工场地较大。
土压平衡盾构机缺点
✓在粘结力很小的高孔隙水压力下，很难维持压力，除非刀盘仓和螺旋输
内注满泥浆，在开挖面上形成
不透水的泥膜，利用泥浆力以平衡作用于开挖
面的土压力和水压力来保证开
挖面的稳定。泥浆的压力控制
取决于气压腔内的气体压力。
图所示增加了气压腔的泥水平
衡式盾构机则可以在设定好泥
浆进出口流量后，单独调整气
压来实现控制泥浆压力，便于
操作。
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7
泥水盾构与土压平衡盾构的比较
土压盾构机压力平衡图
土压平衡盾构机是在土舱和螺 旋输送机内充满切削下来的碴 土，依靠盾构机推进油缸的推 力给土舱内的碴土加压，进而 使土压作用于开挖面以保持其 稳定。土压盾构的支护材料是 碴土本身。土压盾构适用于粘 土、中软岩到卵石等地层，地 下水丰富和压力较高时容易出 现喷涌现象，土舱内压力不易 控制。
（2）特种盾构工法的相继问世。
（3）大口径、大深度、长距离、高速施工、高地下水压等各 种施工措施方法的成功应用。
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3
盾构发展历史及现状
3、我国的盾构历史
➢1954年、1957年分别在阜新、北京进行小口径盾构 工法的尝试
➢1963年在上海进行网格式挤压盾构法的试验 ➢1988年延安东路过江隧道建成（网格式盾构） ➢1994年延安东路过江隧道复线建成（泥水平衡盾构） ➢上世纪九十年代开始盾构工法在地铁施工领域中得到
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盾构机的种类
敞口式盾构机 半敞口式盾构机 封闭式盾构机
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盾构机的种类
传统型 盾构机
敞口式盾构机
半机械型 盾构机
机械型 盾构机
半敞口式盾构机
网格挤压式盾构机
泥水型 盾构机
封闭式盾构机
土压型 盾构机
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泥水盾构与土压平衡盾构的比较
泥水盾构机压力平衡图
泥水平衡式盾构机是在泥水舱
送机中填满了土壤和土壤调节剂 。
✓进行封闭式开挖时，刀盘在充满了弃土的情况下旋转时，在砂砾地层上
尤其需要很高的扭矩，这样对刀具和刀盘的磨损就会很大 。
✓如果土壤调节剂不够，则需要高扭矩，且刀具和刀盘的磨损度很大 。
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土压平衡式盾构机各部分的功能描述
土压平衡盾构机由主机及后配套辅助系统构成。 主机包括：盾壳、刀盘、刀盘驱动系统、推进系 统、螺旋输送机、管片安装器、盾尾密封装置和人 行闸室。 后配套辅助系统包括：出碴系统、碴土改良系统、 管片运输系统、隧道导向系统、数据采集和处理系 统、同步注浆系统、液压泵站、注脂系统、控制系 统、供电系统、压缩空气系统、冷却水系统、通风 系统等。
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土压平衡式盾构机各部分的功能描述
一、盾壳
前体、中体和与之焊在一起的承压隔板作为刀盘驱动的支承,压力 通过前盾作用到开挖面以稳定开挖面。前体同时也起到平衡由刀盘作用 于土层而产生的力。
土仓用于存放切削下来的岩土，并由承压隔板将土仓与盾构机内 部隔开。土仓内设有搅拌棒，以便于对注入土仓内的泡沫、膨润土等添 加剂进行充分搅拌，对渣土进行改良。在土仓下部，有供螺旋输送机叶 片进入的开口，在保养和维修螺旋输送机时，螺旋输送机可从开口退出， 开口用卡门密封，以保证盾构机的密封和开挖面的稳定。
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泥水盾构与土压平衡盾构的比较
泥水盾构机渣土运输图 整理ppt
刀盘切削下来的土砂在 刀盘旋转和搅拌机的作 用下与新鲜泥浆均匀混 合，并以泥浆形式输送 到地面，然后通过泥水 分离设备进行分离，形 成可运输的碴土和可重 新利用的泥浆。分离后 的泥浆在经过质量调整 后重新输送到开挖面。
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泥水盾构与土压平衡盾构的比较
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土压平衡式盾构机各部分的功能描述
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土压平衡式盾构机各部分的功能描述
一、盾壳
盾壳一般是一个用厚不锈钢板焊接成的圆柱筒体，是 承受地下水、土压力、盾构千斤顶的推力及各种施工载荷的 承力钢结构，同时也保护操作人员安全。盾构机所有系统都 安装在盾体内。
盾壳沿长度方向分为前体、中体和后盾三部分。后盾 尾端安装有盾尾密封装置。
土压平衡盾构机优点
✓带状螺旋可排放卵石，且对粘土层同样有效。 ✓应用范围广，包括复合地层和冲积粘土 。 ✓与需要造浆设备和分浆设备的泥浆型盾构机相比，此款盾构机只需要小 型造浆设备 。 ✓进行敞口式开挖时，能进行高效开挖，扭矩低，且对刀具和刀盘的磨损 很小 。
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泥水盾构与土压平衡盾构的比较
承压隔板可承受0.4Mpa的土压，其上装有刀盘主轴承、驱动装 置、土压传感器、各种管路及气阀等，承压隔板上还有与人闸相连的仓 门。当需要进入土仓进行排障及更换刀具时，应先向土仓加压以稳定开 挖面，然后操作人员通过仓门进入土仓再进行工作。
1818年Brurel提出盾构工法，并获得专利。
1823年至1841年第一条盾构隧道泰晤士河隧道修建成功
1896年J.Price设计出接近现代盾构的机械盾构
1948年地铁施工中使用机械盾构（前苏联在列宁格勒）
整理ppt
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盾构发展历史及现状 2、现状
（1）泥土、土压盾构技术的普及及推广，技术细节的完善、 改进及提高。
城市轨道工程公司
盾构知识精讲
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主要内容
盾构发展历史 及现状
盾构机的种类
泥水盾构与土 压盾构的比较
土压平衡式盾 构机各部分的
功能描述
土压平衡盾 构机施工掘 进模式
土压平衡式盾 构施工其他的
机械设备
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盾构发展历史及现状
1、发展历史
1804年英国人L.Torevix着手泰晤士河隧道的准备。
土压盾构机渣土运输图 整理ppt
刀盘切削下来的土 砂通过螺旋输送机、 皮带输送机输送至 运输小车内，由运 输小车送至吊土井 处，通过龙门吊吊 至地面的渣土坑内。
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泥水盾构与土压平衡盾构的比较
泥水平衡盾构机优点
✓易于保持切面的压力。小面积下沉。 ✓封闭系统。无地下爆发。 ✓泥浆象润滑剂一样作用，只需很小的扭矩，对刀具的磨损很小。 ✓能高效排放开挖土。 ✓泥浆具有浮力，易于曲线段的开挖 。
泥水平衡盾构机缺点
✓在渗水性很高的地基上，泥浆可能会流失，并导致缺乏有效的泥浆压力 。 ✓要求具有泥浆运输和处理设施 。 ✓如遇粘土层，则需要大型泥浆处理设施 。 ✓由于泥浆排放孔和排放泵的堵塞而引起的刀盘仓压力的改变可使切削面变 得很不稳定 ✓设备造价较高、需要施工场地较大。
土压平衡盾构机缺点
✓在粘结力很小的高孔隙水压力下，很难维持压力，除非刀盘仓和螺旋输
内注满泥浆，在开挖面上形成
不透水的泥膜，利用泥浆力以平衡作用于开挖
面的土压力和水压力来保证开
挖面的稳定。泥浆的压力控制
取决于气压腔内的气体压力。
图所示增加了气压腔的泥水平
衡式盾构机则可以在设定好泥
浆进出口流量后，单独调整气
压来实现控制泥浆压力，便于
操作。
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泥水盾构与土压平衡盾构的比较
土压盾构机压力平衡图
土压平衡盾构机是在土舱和螺 旋输送机内充满切削下来的碴 土，依靠盾构机推进油缸的推 力给土舱内的碴土加压，进而 使土压作用于开挖面以保持其 稳定。土压盾构的支护材料是 碴土本身。土压盾构适用于粘 土、中软岩到卵石等地层，地 下水丰富和压力较高时容易出 现喷涌现象，土舱内压力不易 控制。
（2）特种盾构工法的相继问世。
（3）大口径、大深度、长距离、高速施工、高地下水压等各 种施工措施方法的成功应用。
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盾构发展历史及现状
3、我国的盾构历史
➢1954年、1957年分别在阜新、北京进行小口径盾构 工法的尝试
➢1963年在上海进行网格式挤压盾构法的试验 ➢1988年延安东路过江隧道建成（网格式盾构） ➢1994年延安东路过江隧道复线建成（泥水平衡盾构） ➢上世纪九十年代开始盾构工法在地铁施工领域中得到