盾构法
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
第3章3.6盾构法、矿山法、新奥法的区别
新奥法和矿山法
新奥法,即从岩体力学观点出发,在进行支护设计和施工时,把坑 道周围岩体和各种支护结构作为一个完整支护体系的新的支护 理论和方法。 NATM不单纯是一种施工方法,更不能认为采用锚 喷支护就是NATM。NATM应该是修建隧道的指导原则和积极的 思路,其三个主要因素是: (l)围岩是隧道稳定的基本部分;支护是为了与围岩共同形成能 自身稳定·的“承载圈”或支承单元。 (2)支护、衬砌要薄而具有柔性并与围岩密贴,使用产生弯矩而 破坏的可能性达到最小。 (3)设计施工中要正确地估计围岩特性及其随时间的变化,以便 选择最合宜的支护措施和支护时间。 也有人称以上三点为 NATM的三大支柱:光面爆破、锚喷支护、围岩量测。
盾构法、新奥法、矿山法 的区别
盾构法:
盾构法施工是以盾构这种施工机械在地面以下暗挖隧道的一种施工方法。 盾构（shield ）是一个既可以支承地层压力又可以在地层中推进的活动钢 筒结构。钢筒的前端设置有支撑和开挖土体的装置，钢筒的中段安装有顶 进所需的千斤顶；钢筒的尾部可以拼装预制或现浇隧道衬砌环。盾构每推 进一环距离，就在盾尾支护下拼装（或现浇）一环衬砌，并向衬砌环外围 的空隙中压注水泥砂浆，以防止隧道及地面下沉。盾构推进的反力由衬砌 环承担。盾构施工前应先修建一竖井，在竖井内安装盾构，盾构开挖出的 土体由竖井通道送出地面。按盾构断面形状不同可将其分为：圆形、拱形、 矩形、马蹄形4种。圆形因其抵抗地层中的土压力和水压力较好，衬砌拼装 简便，可采用通用构件，易于更换，因而应用较为广泛；按开挖方式不同 可将盾构分为：手工挖掘式、半机械挖掘式和机械挖掘式3种；按盾构前部 构造不同可将盾构分为：敞胸式和闭胸式2种；按排除地下水与稳定开挖面 的方式不同可将盾构分为：人工井点降水、泥水加压、土压平衡式，局部 气压盾构，全气压盾构等。 盾构法的主要优点：除竖井施工外，施工作业 均在地下进行，既不影响地面交通，又可减少对附近居民的噪声和振动影 响；盾构推进、出土、拼装衬砌等主要工序循环进行，施T易于管理，施工 人员也比较少；土方量少；穿越河道时不影响航运；施工不受风雨等气候 条件的影响；在地质条件差、地下水位高的地方建设埋深较大的隧道，盾 构法有较高的技术经济优越性。
第五章 盾构施工技术
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§5 .2 盾构的工作原理及基本构造
3）刀盘的形状
刀盘的纵断面形状有垂直平面形、突芯形、穹顶形、倾斜形和缩 小形五种，如图5-9所示。垂直平面形刀盘以平面状态掘削，同时用 于稳定掘削面；突芯形刀盘的中心装有突出的刀具，掘削的方向性好， 且利于添加剂与掘削土体的拌和；穹顶形刀盘设计中引用了岩石掘进 机的设计原理，主要用于巨砾层和岩层的掘削；倾斜形刀盘的倾角接 近于土层的内摩擦角，利于掘削的稳定，主要用于砂砾层的掘削；缩 小形刀盘主要用于挤压式盾构。
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§5 .1 概述
用盾构法修建隧道始于1818年，至今已有近200年的历史，最 早由法国工程师布鲁诺尔从蛆虫腐蛀船底成洞而得到启发提出盾构 法，并取得了隧道盾构的发明专利。
1874年在英国伦敦城南修建隧道时，格雷托海德创造了比较 完整的用压缩空气来防水的气压盾构施工工艺，使水底隧道施工工 艺有了长足的发展，并为现代化盾构奠定了基础。 19世纪末，盾构法施工传入美国。后来德国、前苏联、日本等 国也都采用并发展盾构法施工工艺，特别是近代，日本盾构法得到 了迅速发展，用途越来越广，并研制了大量新型盾构机械，如机械 式盾构、半机械式盾构、局部气压盾构、泥水加压盾构和土压平衡 （泥土加压）盾构。与此同时，盾构施工配套设备与管理技术也获 得了迅速地发展。
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§5 .2 盾构的工作原理及基本构造
19
§5 .2 盾构的工作原理及基本构造
2）刀盘与切口环的位置关系
刀盘与切口的位置关系有三种形式，一种是刀盘位于切口环内， 适用于软弱地层；第二种是刀盘外沿突出切口环，适用的土质范围较 宽，适用范围最广；第三种是刀盘与切口环对齐，位于同一条直线上， 适用范围居中，如图5-8所示。
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§5 .2 盾构的工作原理及基本构造
隧道盾构法、矿山法、新奥法的区别
隧道盾构法、矿山法、新奥法的区别隧道盾构法、矿山法和新奥法都是建筑施工中常见的方法，它们各自具有特点和适用范围。
本文将对这三种方法进行介绍，并对它们的区别进行详细解析。
一、隧道盾构法1. 定义隧道盾构法是一种利用盾构机进行施工的方法，通过盾构机在地下挖掘通道并同时支撑隧道围岩的技术。
它通常用于城市地铁、道路隧道等工程中。
2. 特点a. 盾构机具有自动化施工、减少人工成本、减少对地表影响等优点。
b. 适用于地质条件较差、需要大规模开挖的工程。
c. 施工过程对地表环境影响小，减少了噪音和空气污染。
3. 应用范围隧道盾构法广泛应用于城市地铁、水利隧洞、交通隧道等工程项目中。
二、矿山法1. 定义矿山法是一种利用矿山开采技术进行地下隧道开挖的方法，通过爆破、掘进等方式进行地下隧道建设。
2. 特点a. 矿山法的施工过程依赖于爆破工艺，需要大量的工程爆破技术。
b. 适用于地质条件复杂、需要大规模开采的地下工程。
c. 施工过程对地下环境和地表环境影响较大。
3. 应用范围矿山法主要应用于矿山开采、地下矿井、地下巷道等工程项目中。
三、新奥法1. 定义新奥法是一种利用先进的地下开挖技术进行隧道开挖的方法，通过液压挖掘机、硬岩掘进机等设备进行施工。
2. 特点a. 新奥法采用先进的机械设备，具有高效、精准、安全等优点。
b. 适用于地质条件较好、需要高精度开挖的地下工程。
c. 施工过程对地表环境影响小，减少了噪音和空气污染。
3. 应用范围新奥法主要应用于铁路隧道、高速公路隧道、水利隧洞等工程项目中。
四、区别分析1. 技术原理隧道盾构法依赖盾构机进行地下开挖，矿山法依赖爆破和掘进技术进行地下开挖，新奥法依赖先进的地下开挖设备进行地下开挖。
2. 适用范围隧道盾构法适用于地质条件较差、需要大规模开挖的工程。
矿山法适用于地质条件复杂、需要大规模开采的地下工程。
新奥法适用于地质条件较好、需要高精度开挖的地下工程。
3. 施工过程隧道盾构法施工过程对地表环境影响小，减少了噪音和空气污染。
盾构法概念及盾构的基本组成和基本参数
《地下铁道》7.1 盾构法概念及盾构的基本组成和基本参数隧道与地下工程系7.1 盾构法概念及盾构的基本组成和基本参数■概述◆在流砂、淤泥类、软弱地层及复杂的城市地层中修建地下铁道时，采用盾构法施工，是一种有效的措施。
这种方法能确保施工安全和作业机械化，施工速度快。
27.1 盾构法概念及盾构的基本组成和基本参数2.基本工作原理◆盾构施工时，先在隧道某段的一端建造竖井，盾构在竖井内组装完成;◆然后从竖井的墙壁开孔处出发，在地层中沿着隧道设计路线推进，在推进过程中不断地从开挖面排出适量的土体。
◆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管片上，再传至竖井的后靠壁。
◆1970年代日本及德国针对在城市建设区域的松软含水地层中由于盾构施工所引起的地表沉陷、研究高精度钢筋混凝土衬砌和接缝防水等技术问题，并研制了各种新型的衬砌和防水技术，以及局部气压式、泥水加压式和土压平衡式等新型盾构及相应的工艺和配套设备。
1.国外发展简介近10多年来世界上采用盾构法建造的几座著名隧道：◆英法海峡隧道(全长48.5km，海底段37.5km)◆日本东京湾公路隧道(长9.4km)◆丹麦斯多贝尔特大海峡隧道(长7.9km)2.我国盾构技术的发展◆我国于1956年在海州露天矿用直径2.6m的盾构在砂土层开凿了疏水巷道。
◆上海从1960年用不同类型盾构成了一批地铁区间隧道、水底公路隧道、地下人防通道、引水隧道、排水隧道、电缆隧道等工程。
◆1980年，上海进行了地铁1号线试验段施工，研制了一台直径6.41m的刀盘式盾构，在淤泥质粘土地层中掘进隧道1230m。
◆1987年上海隧道股份公司研制成功了我国第一台直径4.35m的加泥式土压平衡盾构，穿越黄浦江底粉砂层，掘进长度583m。
2.我国盾构技术的发展◆我国盾构隧道施工技术在1990年代以来得到了较大发展。
◆1990年上海地铁1号线工程全线开工，18km区间隧道采用7台直径6.34m土压平衡盾构掘进。
《盾构法施工技术》课件
3
盾构机还具有支护功能，通过注浆、安装支撑等 措施，确保隧道施工过程中的稳定性和安全性。
盾构法施工特点
01
盾构法施工效率高、进度快，适用于大规模的隧道 工程建设。
02
盾构法施工对周围环境影响较小，能够减少地面沉 降、塌陷等问题。
03
盾构法施工成本较高，需要大型的盾构机等设备， 且对施工人员的技术要求较高。
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地下管线保护
应急预案
对地下管线进行调查，采取适当的保护措 施，防止施工对其造成破坏。
制定应急预案，配备应急救援人员和设备 ，确保在发生事故时能够及时处理。
安全管理制度与操作规程
人员培训
对盾构施工人员进行安 全培训，提高安全意识 。
安全检查制度
定期进行安全检查，及 时发现和消除安全隐患 。
操作规程制定
盾构机推进与出土
土压力控制
根据工程实际情况，控制盾构机推进 过程中的土压力，保持隧道稳定。
出土与运输
将挖掘出的土方及时运出施工现场， 保持现场整洁，防止土方堆积影响施 工安全。
04
盾构法施工质量控制
施工质量控制标准
隧道线形控制
确保隧道施工过程中的 线形与设计线形一致，
满足工程精度要求。
盾构姿态控制
02
盾构机种类与构造
盾构机种类
按掘进方式
敞开式盾构、半敞开式盾构、密闭式盾构
按盾构尾部是否固定
固定式盾构、移动式盾构
按切削刀盘位置
正（前）切式盾构、反（后）切式盾构
按推进方式
机械推进盾构、泥水加压盾构、土压平衡盾构、混合式盾构
盾构机构造
切削刀盘类型
辐条式刀盘、面板式刀盘、组合式刀盘
8、盾构法
8.1.2 盾构法的发展历史
最早是在1818年由英国工程师布鲁诺尔(M.I , Brunel)发明的， 他是从船的木板中，有一种蛀虫钻出孔道，并用它分泌的 粘液加固洞穴得到启发而研制出的，并于1825年开始用一 个宽11.58m、高6.7m的矩形盾构，在英国伦教的泰晤出河 下面修建世界第一条水底隧道。施工中遇到泥水涌入隧道 的极大困难，两次被淹，直至1835年对后构作了改良.用压 气辅助施工，才于1843年完工。隧道全长458m。
顶部垂直向下水压力底部垂直向上压力侧向水平水压力水压力的叠加衬砌自重0214610匀布底部竖向力平均后的拱被压力抵消后的平均水压力平均后的竖向土压力平均后的自重压力2施工阶段临时荷载自重引起的临时荷载临时荷载随盾构推进所产生一般来自千斤顶顶力和壁后注浆压力
8 盾构法隧道结构
主讲人：饶平平
8.1 概述
水压力: 顶部垂直向下水压力 底部垂直向上压力 侧向水平水压力
qw ' w H H (104 N )
qw'' w ( H 2RH ) H 2RH (104 N )
qw w [H (1 cos ) RH ](104 N )
水压力的叠加
衬砌自重
该盾构机对于途中存在障碍物、断面形状特殊及短距离等情 形均较适合。与封闭式盾构相比，价格便宜20～40%。上图示出是 掘进距离70m，有障碍物的人工式盾构工程的施工示意图。
手掘式盾构机
2.按掘削面的挡土形式分类
按掘削面的挡土形式，盾构可分为开放式、 部分开放式、封闭式三种。 ① 开放式：即掘削面敞开，并可直接看 到掘削面的掘削方式。 ② 部分开放式：即掘削面不完全敞开， 而是部分敞开的掘削方式。 ③ 封闭式：即掘削面封闭不能直接看到 掘削面，而是靠各种装置间接地掌握掘削面的 方式。
盾构法
盾构法(Shield Method)是暗挖法施工中的一种全机械化施工方法，它是将盾构机械在地中推进，通过盾构外壳和管片支承四周围岩防止发生往隧道内的坍塌，同时在开挖面前方用切削装置进行土体开挖，通过出土机械运出洞外，靠千斤顶在后部加压顶进，并拼装预制混凝土管片，形成隧道结构的一种机械化施工方法。
1简介2条件3特点优点缺点4施工步骤5施工工序▪土层开挖▪推进纠偏▪衬砌拼装▪衬砌压注6发展简介【shield tunnelling method】指的是利用盾构进行隧道开挖，衬砌等作业的施工方法。
用盾构在软质地基或破碎岩层中掘进隧洞的施工方法。
盾构是一种带有护罩的专用设备，利用尾部已装好的衬砌块作为支点向前推进，用刀盘切割土体，同时排土和拼装后面的预制混凝土衬砌块。
盾构是1874年发明，首先用的是气压盾构。
开挖英国伦敦泰晤士河水底隧道。
[1] 盾构机掘进的出碴方式有机械式和水力式，以水力式居多。
水力盾构在工作面处有一个注满膨润土液的密封室。
澎润土液既用于平衡土压力和地下水压力，又用作输送排出土体的介质。
盾构既是一种施工机具，也是一种强有力的临时支撑结构。
盾构机外形上看是一个大的钢管机，较隧道部分略大，它是设计用来抵挡外向水压和地层压力的。
它包括三部分：前部的切口环、中部的支撑环以及后部的盾尾。
大多数盾构的形状为圆形，也有椭圆形、半圆形、马蹄形及箱形等其他形式。
盾构法施工具有施工速度快、洞体质量比较稳定、对周围建筑物影响较小等特点，适合在软土地基段施工。
例如深圳地铁一期工程初步设计有三处采用盾构法施工，即罗湖-国贸区间，皇岗-福民区间，福民-金田区间。
这几处均为软土地段，且具备盾构法施工的基本条件。
2条件在松软含水地层，或地下线路等设施埋深达到10m或更深时，可以采用盾构法，即，1、线位上允许建造用于盾构进出洞和出碴进料的工作井；2、隧道要有足够的埋深，覆土深度宜不小于6m且不小于盾构直径；[2]3、相对均质的地质条件；4、如果是单洞则要有足够的线间距，洞与洞及洞与其它建（构）筑物之间所夹土（岩）体加固处理的最小厚度为水平方向1.0m,竖直方向1.5m；5、从经济角度讲，连续的施工长度不小于300m。
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)
《市政工程》知识点盾构法施工
《市政工程》知识点：盾构法施工1盾构法施工1、盾构是通常用来开挖土砂类围岩的隧道施工机械，由切口环、支撑环及盾尾三部分组成，也移盾构机械。
2、盾构法是用盾构壳体防止围岩的土砂坍塌，进行开挖、推进，并在盾尾进行衬砌作业从而修建隧道的方法。
3、盾构机的种类繁多，按开挖面是否封闭划分为密闭式和敞开式二类，按平衡开挖面的土压力与水压的原理不同，密闭式盾构机又可分为土压式与泥水式二种。
国内用于地铁工种的盾构主要是土压式和泥水式两种。
以下仅限于密闭式盾构机械。
4、城市地铁一般利用车站的端头作为始发或到达的工作井。
5、盾构掘进由始发工作开始到隧道贯通、盾构机进入到达工作井，一般经过始发、初始掘进、转换、正常掘进、到达掘进五个阶段。
6、盾构掘进控制的目的是确保开挖面稳定的同时，构筑隧道结构、维持隧道线形、及早填充盾尾空隙。
施工前必须根据地质条件、隧道条件、环境条件、设计要求等，在试验的基础上，确定具体控制内容和参数，施工中根据量测监控的各项数据调整控制参数。
7、密闭式掘进控制内容：P82页表控制要素内容开挖泥水式开挖面稳定泥水压、泥浆性能排土量土压式开挖面稳定土压、塑流化改良排土量盾构参数线形盾构姿态、位置倾角、方向、旋转铰接角度、超挖量、蛇行量注浆注浆状况注浆量、注浆压力注浆材料一次衬砌管片拼装真圆度、螺栓紧固扭矩防水漏水、密封条压缩量不足、裂缝隧道中心位置8、初始掘进特点：1）由于通常在始发工作井内拼装临时管片，故向隧道内运送施工材料的通道狭窄。
2）由于初始掘进处于试掘进状态，因此施工速度受到制约。
9、初始掘进的主要任务：收集盾构掘进数据及地层变形量测量数据，判断土压、注浆量、注浆压力等设定值是否适当，并通过测量盾构与衬砌的位置，及早把握盾构掘进方向控制特性，为正常掘进控制提供依据。
10、决定初始掘进长度有二个因素：一是衬砌与周围地层的磨擦阻力，二是后继台车长度。
11、初始掘进一完成，应拆除临时管片、临时支撑、反力架和基座等，始发工作井内空间变得宽阔，将后继台车搬入隧道内。
地下工程施工方法
地下工程施工方法地下工程施工是一项复杂而重要的任务，涉及到建筑、交通、水利等众多领域。
在进行地下工程施工时，合理选择适用的方法能够提高效率、降低风险，确保工程质量。
本文将介绍一些常用的地下工程施工方法，包括盾构法、明挖法、隧道法等。
1. 盾构法盾构法是一种常见的地下工程施工方法，特别适用于地铁、隧道等工程。
此方法利用盾构机器在地下进行挖掘，并且同时安装衬砌。
盾构法相对安全高效，对地下环境影响少，因此被广泛采用。
2. 明挖法明挖法是将地面直接开挖，然后逐步下沉的施工方法。
这种方法适用于在较浅的地下施工，如基坑开挖、地下停车场等。
明挖法操作简单，成本低，但施工过程对周围环境的影响较大。
3. 隧道法隧道法是一种地下工程施工的常用方法，主要适用于公路、铁路、水利等工程。
隧道法通过在地下开挖通道，然后进行衬砌加固。
这种方法施工周期较长，但对地下环境的干扰较小，安全性较高。
4. 壁挖法壁挖法是在地下进行坑壁的开挖和支护，然后逐层向下开挖的方法。
这种方法适用于较大规模的地下车库、地下商场等工程。
壁挖法施工周期较长，但可以保持地表的完整性。
5. 护壁法护壁法是一种通过加固地下工程周边的土壤，确保工程施工安全的方法。
这种方法适用于地下河道、涵洞等工程。
护壁法能够防止地下水涌入，保持施工现场的稳定。
总结：地下工程施工方法多种多样，工程需求不同，适用的施工方法也不同。
在选择施工方法时，需要综合考虑工程性质、地质条件、环保要求等因素。
只有选用合适的施工方法，才能确保施工的效率和质量，保障地下工程的安全运行。
盾构法基础PPT课件
盾构法隧道工程的基本概念可以从其施工过程来理解
其主要施工过程为：
①在盾构隧道的始发端和到达端各修建一个竖井；
②盾构在始发竖井内安装就位；
管片衬砌
③依靠千斤顶（作用在已拼装好的衬砌环上），将盾构从
始发竖井内始盾发构；机向预订的方向掘进。
④盾构在地层中沿着设计轴线掘进，同时不断出土和安装
衬砌管片环，并及时向盾尾空隙内注浆，防后止配地层套下设沉备；
盾构管片 送泥浆管
增压器
排泥水管
2007年9月27日
普通盾构简介
手掘式盾构
挤压式盾构
2007年9月27日
半机械式盾构 机械式盾构
平衡式盾构简介
局部气压盾构
在机械盾构支承环前边设置隔板，使切口与隔板间形成密闭舱， 密闭舱内充满压缩空气，达到稳定开挖面土体的作用。
土压平衡盾构 在挤压或切削盘的后面装置一储存土体的密闭舱，密闭舱内 充满土体，适当压力与开挖面土压平衡。（螺旋输送机出料 速度与盾构顶推和刀盘旋转速度相匹配，可形成一定土压） 适用于粘性土、砂和含石头的砂砾土层。
⑤盾构进入到达端竖井后拆除。
2007年9月27日 点击
盾构隧道施工示意图
退回
盾壳
刀盘
盾构的组成
2007年9月27日
盾构的基本装置
退回
盾构适用的地质条件
盾构机种类 半机械式盾构
单一土质 软土 硬质土
土砂 复合土质
闭胸式盾构
机械式盾构
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）
顶推装置
退回
刀盘 土压
2007年9月27日
土压平衡式盾构
盾构法
第五章盾构法施工第一节概述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。
盾构是与隧道形状一致的盾构外壳内，装备着推进机构、挡土机构、出土运输机构、安装衬砌机构等部件的隧道开挖专用机械。
采用此法建造隧道，其埋设深度可以很深而不受地面建筑物和交通的限制。
近年来由于盾构法在施工技术上的不断改进，机械化程度越来越强，对地层的适应性也越来越好。
城市市区建筑公用设施密集，交通繁忙，明挖隧道施工对城市生活干扰严重，特别在市中心，若隧道埋深较大，地质又复杂时，用明挖法建造隧道则很难实现。
而盾构法施工城市地下铁道、上下水道、电力通讯、市政公用设施等各种隧道具有明显优点。
此外，在建造水下公路和铁路隧道或水工隧道中，盾构法也往往以其经济合理而得到采用。
盾构法是一项综合性的施工技术。
盾构法施工的概貌如图5－1所示。
构成盾构法的主要内容是：先在隧道某段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。
盾构是一个能支承地层压力，又能在地层中推进的圆形、矩形、马蹄形及其他特殊形状的钢筒结构，其直径稍大于隧道衬砌的直径，在钢筒的前面设置各种类型的支撑和开挖土体的装置，在钢筒中段周圈内安装顶进所需的千斤顶，钢筒尾部是具有一定空间的壳体，在盾尾内可以安置数环拼成的隧道衬砌环。
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。
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，它还需要其它施工技术密切配合才能顺利施工。
主要有：地下水的降低；稳定地层、防止隧道及地面沉陷的土壤加固措施；隧道衬砌结构的制造；地层的开挖；隧道内的运输；衬砌与地层间的充填；衬砌的防水与堵漏；开挖土方的运输及处理方法；配合施工的测量、监测技术；合理的施工布置等。
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①密封 密封是在管片接头表面进行喷涂或粘贴胶 条的方法。 ②螺栓孔防水 螺栓孔防水是在螺栓垫圈及螺栓孔间放入环形衬 垫，在紧固螺栓时，此衬垫的一部分产生变形， 填满在螺栓孔壁和垫圈表面间形成的空隙中， 防止从螺栓孔中漏水。 ③嵌缝 嵌缝指预先在管片的内侧边缘留有嵌缝糟，以后 用嵌缝材料填塞。
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2、二次衬砌 是在一次衬砌内侧灌注的混凝土结构。
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（四）盾构法施工
盾构法施工的内容包括盾构的出发和到达，盾构的 掘进、衬砌，压浆和防水等。
１．盾构的出发和到达 （１）竖井
①在出发和到达时，需要有拼装和拆卸盾构用的竖井 ②当盾构需要调转方向或线路在急曲线的部位，需要 设置中间竖井和方向变换竖井。
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４．衬砌、压注及防水 （１）一次衬砌 一般是在推进完了后将几块管片组成环状， 使盾构处于可随时进行下一次推进的状态。 一次装配式衬砌的施工是依照组装管片的 顺序从下部开始逐次收回千斤顶，管片的 环向接头一般均错缝拼装。组装前彻底清 扫，防止产生错台和存有杂物，管片问应 互相密贴。
§4-5
盾构法
一、概述 1、盾构法： 是使用盾构机械，在围岩中推进， 一边防止土砂的崩坍，一边在其内 部进行开挖、 衬砌作业，来修建隧道的方法。
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2、基本过程
（1）在隧道某段的一端建造竖井或基坑，以供盾构 安 装就位。 （2）盾构从竖井或基坑的墙壁开孔出发，在地层中 沿着设计轴线，向另一竖井或基坑的 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隧道衬砌 结构上，再传到 竖井或基坑的后靠壁上。 （3）盾构 ①它既能支承地层荷载而又能在地层中推进 ②为圆形、矩形、马蹄形等特殊形状的钢筒结构。
（１）除竖井施工外，施工作业均在地下进行，既 不影响地面交通，又可减少对附近居民 的噪音和振动影响； （２）隧道的施工费用不受埋深的很大影响； （３）盾构推进、出土、拼装衬砌等主要工序 循环进行，易于管理，施工人员较少； （４）穿越江、河、海道时，不影响航运，且 施工不受风雨等气候条件影响； （５）在土质差。水位高的地方建设埋深较大 的隧道，盾构法有较高的技术经济优越性； （６）土方量较少。 第四节 盾构法 2012-10-6 第四章
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（２）出发和到达 ①出发口 是利用在出发竖井内临时设置的管片等作为后背 向前推进的，从出发口进入地层，沿所定的线 路方向向前推进。 开始推进的方法， 有保护工作面稳定： ①化学注浆法，②替换法 （泥浆固化法）③冻结法，④竖井压气法 利用钢板桩： ⑤双层钢板桩施工法 开挖临时隔墙： ⑥开挖，回填施工法 ⑦开挖、 临时隔墙施工法
表下沉较难完全防止； （５）盾构法施工所用的拼装衬砌，防水困难。
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三、盾构机具 钢壳部分由外壳板和加劲材料所组成，分为 切口环、支承环及盾尾三部分。 （１）切口环 切口环位于盾构的前方，作为挖土和挡土 部分，要求切口环的形状、尺寸必须与围岩 条件相适合；刃脚必须是坚固，易贯入地层 的结构。
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（２）支承环
支承环是切口环与盾尾的连接部分，内部为安装 切削刀盘的驱动装置、排土装置、盾构千斤顶等 的空间和进行推进操作的场所。 支承环是盾构的主体结构，承受作用于盾构上的 全部荷载。 （３）盾尾 盾构法隧道衬砌的拼装是在盾尾的保护下进行的。 因此要求盾尾的长度必须根据管片宽度和形状确 定，最小长度必须保证衬砌组装工作的进行，同 时应考虑在衬砌组装后因破损而需更换管片、修 盾构千斤顶和在曲线段进行施工等条件，使其具 有一些余裕量。
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３．气压施工 在含水砂土和软弱粘土地层中用盾构法施工时， 会发生开挖面涌水和土层坍塌等情况，从而影 响盾构的推进。 在这类地层中施工，须同时使用稳定地基的辅助 工法。迄今为止，气压或局部气压施工，是一 种常用的稳定地基施工法， 气压施工对开挖面的作用有：阻止开挖面涌水， 防止坍塌，稳定开挖面以及压缩空气可使地层 发生脱水作用而增大土的抗剪强度等。
（４）二次衬砌 二次衬砌须在一次衬砌防水，清扫等作业 完全结束后进行。 依设计条件的不同，二次衬砌可用无筋或有 筋混凝土浇注，有时也用砂浆、喷射混凝 土。
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②到达口 所谓到达就是在保持围岩稳定的同时，把盾构 沿着所定的路线推进到竖井的到达面，然后从 预先准备的开口面将盾构推出，或者是直到到 达面的所定位置为止所进行的一连串作业。
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２．盾构的推进 盾构推进时必须根据围岩条件，保证工作 面的稳定，适当地调整千斤顶的行程和推力， 沿所定路线方向准确地进行推进。
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（２）回填注浆
在盾构推进的同时或其后立即进行注浆，将衬砌背后的 空隙全部填实，防止围岩松弛和下沉 、防止衬砌漏水、漏气，以及保持衬砌环早期稳定的作 用。
（３）衬砌防水 衬砌防水分为密封、嵌缝、螺栓孔防水三 种。
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③在钢筒的前面设置各种类型的支撑和开挖土体
的装置 ④在钢筒中段周圈内面安装顶进所需的千斤顶， ⑤钢筒尾部是具有一定空间的壳体——盾尾。 ⑥盾 构每推进一环距离，就在盾尾支护下拼装 一环衬砌，并及时注浆、出碴。
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二、施工特点： 1、优点
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（三）盾构隧道衬砌的基本类型
盾构隧道的ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ砌，通常分为一次衬砌和二次衬砌。
1、一次衬砌
是由管片组装成的环形结构； 一次衬砌应能立即承受施工荷载和永久荷载，并且有足 够的刚度和强度；不透水、耐腐蚀，具有足够的耐久 性能； 装配成环的衬砌一般由数块管片，彼此之间用螺栓连 接。环与环之间一般是错缝拼装。
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2、主要问题：
（１）当隧道曲线半径过小时，施工较为困难， （２）在陆地建造隧道时，如隧道埋深太浅，则盾构 法施工困难很大，而在水下时，如覆土太浅，则盾构 法不够安全； （３）盾构施工中采用全气压方法以疏干和稳定地 层时，对劳动保护要求较高，施工条件 差，目前已多 用局部气压代替；
（４）盾构施工过程中引起的隧道上方一定范围内的地