盾构机的构造工作原理[知识荟萃]
盾构机工作原理
盾构机工作原理盾构机是一种用于地下隧道建设的重型机械设备，其工作原理是通过推进盾构机头部，同时进行土层的开挖和支护，实现隧道的掘进和建设。
一、盾构机的组成部分1. 盾构机头部：盾构机头部是盾构机的核心部分，由刀盘、推进缸、刀臂等组成。
刀盘上装有刀片，通过旋转切割土层，推进缸则用于推进盾构机向前移动。
2. 推进系统：推进系统由推进缸、推进液压站等组成，通过液压系统提供动力，推动盾构机前进。
3. 隧道衬砌系统：隧道衬砌系统用于支护隧道，通常由预制混凝土段、钢筋网、注浆设备等组成。
4. 泥水处理系统：盾构机在掘进过程中会产生大量泥浆，泥水处理系统用于处理和回收泥浆。
5. 控制系统：盾构机的控制系统用于监测和控制盾构机的运行状态，包括刀盘转速、推进速度、液压系统压力等参数。
二、盾构机的工作过程1. 准备工作：在开始盾构施工之前，需要进行现场勘探和测量，确定隧道的位置和地质情况。
然后，搭建起盾构机的施工平台和支撑结构。
2. 开始掘进：盾构机头部进入掘进区域后，刀盘开始旋转，刀片切割土层，同时推进缸推动盾构机向前移动。
盾构机掘进的同时，泥浆通过刀盘和刀臂上的泥浆管道排出。
3. 土层支护：盾构机掘进后，需要进行土层的支护，以防止隧道坍塌。
通常采用预制混凝土段作为隧道衬砌，通过隧道衬砌系统安装在盾构机后部。
4. 泥水处理：盾构机在掘进过程中产生的泥浆通过泥水处理系统进行处理和回收。
泥浆中的固体颗粒通过离心机和过滤器分离，回收后的水可以重新用于盾构机的工作。
5. 盾构机的推进和掘进不断进行，直到到达目标位置。
在到达目标位置后，盾构机停止工作，进行拆解和维护。
三、盾构机的优势和应用领域1. 盾构机具有高效、安全、环保等优势，能够快速掘进隧道，减少对周围环境的影响。
2. 盾构机广泛应用于地铁、隧道、水利工程等领域，可以用于城市地下交通建设、水利隧道建设等。
3. 盾构机可以适应各种地质条件，如软土、黏土、砂砾等，具有较强的适应性和灵活性。
盾构机工作原理
盾构机工作原理盾构机是一种用于地下隧道施工的重型机械设备，其工作原理是通过推进机构将盾构机沿着隧道轴线推进，同时利用盾构机的钻头切削土层，然后通过输送系统将切削土层从隧道尾部运出。
一、盾构机的组成部分1. 盾构机主体：包括盾构机壳体、推进机构、切削系统等。
盾构机壳体是盾构机的主要承重部分，用于保护工作人员和设备。
推进机构是盾构机的动力系统，负责推进盾构机并控制推进速度。
切削系统由刀盘、刀盘电机、刀盘刀具等组成，用于切削土层。
2. 输送系统：包括土层输送系统和衬砌输送系统。
土层输送系统用于将切削土层从切削区域输送到隧道尾部，通常由螺旋输送机和螺旋输送机电机组成。
衬砌输送系统用于将衬砌材料输送到切削区域，通常由输送带和输送带电机组成。
3. 泥浆系统：用于控制切削区域的土层稳定，防止坍塌。
泥浆系统由泥浆循环系统和泥浆处理系统组成。
泥浆循环系统通过泵将泥浆注入切削区域，形成泥浆层，保持土层稳定。
泥浆处理系统用于处理和回收泥浆。
二、盾构机的工作流程1. 准备工作：确定隧道的设计参数、地质勘探结果和施工方案。
安装盾构机并进行调试，检查各部件是否正常运转。
2. 开始推进：启动盾构机的推进机构，使其向前推进。
同时，启动切削系统，刀盘开始切削土层。
切削的土层通过输送系统运输到隧道尾部。
3. 控制土层稳定：在切削区域注入泥浆，形成泥浆层，保持土层稳定，防止坍塌。
泥浆通过泥浆系统循环使用，同时进行处理和回收。
4. 衬砌施工：当切削到一定距离后，开始进行衬砌施工。
通过输送系统将衬砌材料输送到切削区域，工人进行衬砌作业。
5. 推进和衬砌循环进行：推进机构持续推进盾构机，切削系统不断切削土层，输送系统将切削土层运输到隧道尾部，同时进行衬砌施工。
6. 完成施工：当盾构机推进到设计的目标位置后，停止推进和切削工作。
进行最后的检查和清理工作，确认隧道施工质量。
三、盾构机的优势和应用领域1. 高效快速：盾构机能够连续推进，施工速度较快，适用于大规模的隧道工程。
盾构机工作原理
盾构机工作原理盾构机是一种用于地下隧道施工的机械设备，它能够在地下开挖隧道并同时进行支护。
盾构机的工作原理是通过推进系统和土压平衡系统的协同作用来完成隧道的开挖和支护。
一、推进系统盾构机的推进系统主要由刀盘、推进缸、主推进液压缸、副推进液压缸等组成。
刀盘是盾构机的核心部件，它由大量的刀片和刀臂组成，通过旋转来切割土层。
推进缸通过液压系统提供推进力，推动刀盘前进。
主推进液压缸和副推进液压缸则用于控制盾构机的水平和垂直推进。
在工作过程中，盾构机首先将刀盘推入地下，然后通过液压系统提供的推进力，推动刀盘不断前进。
同时，盾构机还会将土层切割下来，并通过输送系统将其排出。
随着刀盘的推进，盾构机会不断进行支护，以确保隧道的稳定。
二、土压平衡系统盾构机的土压平衡系统是保证隧道施工安全的关键部件。
它通过控制隧道内外的土压差，使得施工现场的土体保持平衡，防止地下水和泥浆涌入隧道。
土压平衡系统主要由先后密封室、压缩空气系统、排土系统等组成。
先后密封室用于控制隧道内外的土压差，防止土体塌方。
压缩空气系统则用于控制密封室内的气压，保持密封室内的压力略高于外界，以防止地下水和泥浆渗入隧道。
排土系统则用于将切割下来的土层排出隧道。
在工作过程中，盾构机通过土压平衡系统的协同作用，控制隧道内外的土压差，使得土体保持平衡。
这样可以减少地下水和泥浆渗入隧道，保证施工现场的安全。
三、其他系统除了推进系统和土压平衡系统，盾构机还包括供电系统、液压系统、控制系统等。
供电系统为盾构机提供电力，液压系统则提供动力，控制系统则用于对盾构机的各个系统进行控制和监测。
总结：盾构机通过推进系统和土压平衡系统的协同作用，实现了隧道的开挖和支护。
推进系统通过刀盘的切割和推进缸的推进力，完成隧道的前进。
土压平衡系统则通过控制隧道内外的土压差，保持施工现场的稳定和安全。
除此之外，盾构机还包括供电系统、液压系统和控制系统等。
这些系统的协同工作，使得盾构机能够高效、安全地进行地下隧道施工。
盾构机的机械工作原理
盾构机的机械工作原理
盾构机是一种用于隧道施工的机械设备。
它主要由盾构机身、推进系统、环片装配系统、支撑系统、排土系统等组成。
在工作过程中，盾构机首先通过推进系统推进并推土，同时使用液压系统实施控制和调整。
推进系统由盾构机前部的推进缸和推进机构组成。
推进缸推动推进机构向前推进，推土板将土壤推到机头的切割室内。
机械工作原理如下：
1. 切割和开挖：盾构机切割头上装有切割刀具，通过旋转运动将土壤切割成碎片，然后使用刮板将碎片推到切割室中。
同时，螺旋输送装置将土壤从切割室中输送到输送通道中。
2. 推进和支撑：盾构机通过推进系统将自身推进至预定位置。
盾构机的推进缸向前伸出，推动推进机构，推进盾构机身。
同时，支撑系统在盾构机后部提供支撑，防止土壤坍塌。
3. 注浆和后推：为了防止地下水涌入隧道，盾构机采用注浆技术，通过注浆管将注浆材料注入地下。
注浆材料固化后形成注浆帷幕，起到封闭隧道周围岩土的作用。
在注浆完成后，盾构机后退一段距离，进行下一段的开挖工作。
4. 环片安装：在盾构机开挖的同时，环片装配系统负责将环片一环一环地安装在盾构机后部。
环片是预制混凝土段，将隧道的衬砌固定在地下。
5. 排土和处理：排土系统负责将开挖的土壤从盾构机中排出，一般采用螺旋输送装置将土壤输送到地面，然后使用输送带将土壤运送到堆放区域。
盾构机的构造工作原理[知识荟萃]
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行业重点
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1999年5月，上海隧道工程股份有限公司研制成功国内第一 台3.8m×3.8m矩形组合刀盘式土压平衡掘进机，在浦东陆 家嘴地铁车站掘进120m，建成两条过街人行地道。
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1998年12月，中国第一条较长距离的水底观光游览隧道――上海外滩观 光隧道建成。采用国外二手直径7.65m铰接式土压平衡盾构施工。
1865年，英国的布朗首次采用圆形盾构和铸 铁管片，1869年用圆形盾构在泰吾士河下修 建外径2.2m的隧道。在地下水方面没遇到什 么困难。
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• 1874年，工程师格瑞海德发现在强渗水性 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。
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2、我国盾构机的发展历程
• 纵观我国盾构法隧道的发展历程，大体上 可以分为三个阶段：
• 起步阶段(20世纪60年代-80年代初)； • 平稳发展阶段(20世纪80年代中-2000年)； • 快速发展阶段。
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（1）起步阶段(20世纪60年代-80年代初)：
• 1962年2月，我国上海市城建局隧道处开始 塘桥试验隧道工程。采用直径4.16m的一台 普通敞胸盾构在两种有代表性的地层下进 行掘进试验，用降水或气压来稳定粉砂层 及软粘土地层。选用由螺栓连接的单层钢 筋混疑土管片作为隧道衬砌，环氧煤焦油 作为接缝防水材料。试验获得成功，采集 了大量盾构法隧道数据资料。
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• 1990年12月，上海市隧道工程公司承建的 上海合流污水治理工程6.1标过江隧道推进 施工。采用自己设计制造直径5.17m加泥式 土压平衡盾构。盾构自重190t,总推力 28800kN，总功率500kW。
盾构机工作原理
盾构机工作原理盾构机是一种用于隧道开挖的专用设备，其工作原理是通过推进装置将盾构机推进到地下，同时利用盾构机的切削头切削土壤，将土壤通过输送系统运输到地面上。
下面将详细介绍盾构机的工作原理。
一、盾构机的组成部份1. 推进装置：盾构机的推进装置是用于推动盾构机向前行进的部份。
推进装置通常由大型液压缸、推进液压缸、推进螺杆和推进支撑系统等组成。
2. 切削头：盾构机的切削头是用于切削土壤的部份。
切削头通常由刀盘、刀盘驱动系统和刀盘刀具组成。
刀盘驱动系统通过电动机或者液压驱动刀盘旋转，刀盘刀具则用于切削土壤。
3. 输送系统：盾构机的输送系统用于将切削下来的土壤从切削头输送到地面。
输送系统通常由螺旋输送机、链式输送机或者皮带输送机等组成。
4. 盾构壳体：盾构壳体是用于保护盾构机和工作人员的部份。
盾构壳体通常由钢板焊接而成，具有足够的强度和刚度。
二、盾构机的工作流程1. 准备工作：在开始盾构机工作之前，需要对施工现场进行勘测和准备工作。
包括地质勘探、隧道设计、施工方案制定等。
2. 推进阶段：盾构机通过推进装置将自身推进到地下，同时切削头开始切削土壤。
推进装置通过液压缸的伸缩和推进螺杆的旋转，推动盾构机向前行进。
3. 土壤处理阶段：切削头将土壤切削下来，然后通过输送系统将土壤输送到地面。
输送系统可以根据需要调整输送速度和输送量。
4. 支护阶段：在切削头通过后，需要对隧道进行支护，以防止塌方。
支护方式通常有预制管片、喷射混凝土和钢拱架等。
5. 安装阶段：在完成切削和支护后，可以进行管线、电缆等设备的安装工作。
6. 完工阶段：隧道开挖完成后，进行隧道的检测和验收工作，确保隧道的质量和安全。
三、盾构机的优势和应用领域1. 优势：盾构机具有工作效率高、施工质量好、对地上交通和环境影响小等优势。
盾构机可以在地下开挖隧道，不会影响地面交通和建造物。
2. 应用领域：盾构机广泛应用于城市地铁、高速公路、铁路、水利工程等领域的隧道开挖。
盾构机工作原理
盾构机工作原理盾构机是一种用于地下隧道施工的机械设备，其工作原理是利用盾构机的推进力和土压平衡原理来完成隧道的掘进和支护。
下面将详细介绍盾构机的工作原理。
1. 推进力系统：盾构机的推进力系统由推进缸、液压缸和推进盘等组成。
推进缸通过液压系统提供推进力，推进盘与隧道壁面接触，通过推进力推动盾构机向前挪移。
推进力的大小可根据施工需要进行调整。
2. 土压平衡系统：盾构机的土压平衡系统主要包括先后土压室和注浆系统。
在盾构机推进的同时，先后土压室内的压力通过注浆系统进行平衡，以防止隧道坍塌。
3. 掘进系统：盾构机的掘进系统由刀盘和刀臂组成。
刀盘上装有刀具，通过刀臂的运动将土层切割成小块，并将其送入掘进腔内。
掘进腔内的土层通过螺旋输送机或者螺旋输送带运送到盾构机后部的输送系统。
4. 支护系统：盾构机的支护系统主要包括隧道衬砌和尾部支撑系统。
隧道衬砌由预制混凝土片或者钢板组成，通过液压系统将其安装在隧道壁面上，起到支撑和保护作用。
尾部支撑系统用于支撑盾构机尾部，防止其倾斜或者下沉。
5. 废料处理系统：盾构机在掘进过程中会产生大量废料，废料处理系统用于将废料从盾构机中排出。
常见的废料处理方式包括螺旋输送机、螺旋输送带和泥浆处理系统等。
6. 监测系统：盾构机的监测系统用于监测盾构机的工作状态和隧道环境。
常见的监测参数包括推进速度、土压室压力、刀盘转速、挤压力等。
通过监测系统可以及时发现并解决施工中的问题，确保施工的安全和顺利进行。
总结：盾构机的工作原理是通过推进力和土压平衡原理来完成隧道的掘进和支护。
通过掘进系统将土层切割并输送到盾构机后部的输送系统，同时通过支护系统和废料处理系统进行支护和废料处理。
监测系统用于监测盾构机的工作状态和隧道环境，确保施工的安全和顺利进行。
以上是盾构机的工作原理的详细介绍。
盾构机的构造与工作原理
盾构机的构造与工作原理盾构机是一种用于隧道施工的机械设备，广泛应用于地铁、公路、铁路、水利等工程领域。
它具有高效、精确、安全的特点，能够在各种地质条件下进行施工。
盾构机由机架、掘进头、推进系统、支护系统和电气系统等组成。
机架是盾构机的主体部分，承载着其他部分的重量和反力。
掘进头是盾构机的关键部位，用于开挖土层，并将土层通过螺旋输送器或切割机构送往后部的腔室。
推进系统是指盾构机用于推进的设备，一般由履带或履带式链轮组成，能够提供稳定的推进力。
支护系统用于保证隧道的稳定和安全，一般由液压缸、支撑装置、钻杆和钢梁等组成。
电气系统则是盾构机的控制中心，负责实现各个部件的协调工作。
盾构机的工作原理主要分为切割、掘进、脱泥和支护四个步骤。
首先，盾构机通过掘进头的切割机构进行土层切割，将土层切割成适合输送的尺寸。
同时，推进系统提供推进力，将掘进头推动向前方推进。
当切割头进入土层后，螺旋输送器或切割机构将切割的土层输送到后部的腔室。
接着，腔室中的脱泥装置将泥浆从土层中分离出来，并将其排除。
最后，支护系统在切割头后方进行隧道的支护，保证施工过程的稳定和安全。
盾构机的构造和工作原理使其具有许多优点。
首先，盾构机能够在地下进行施工，对地表交通和生活不会造成影响。
其次，盾构机能够适应各种地质条件，如软土、砂土、岩石等。
第三，盾构机的自动化程度高，能够精确控制施工进度和质量，提高工作效率。
此外，盾构机的施工过程对环境影响小，噪音和振动较小。
最后，盾构机的作业区域较小，可以在狭窄的地下空间进行工作。
然而，盾构机也存在一些挑战和限制。
首先，盾构机的成本较高，需要大量的投资。
其次，施工过程中可能会遇到意外情况，如地质条件变化、水位上升等，需要采取相应的措施应对。
此外，盾构机的维护和保养需要专业技术和设备支持，增加了运营成本。
总之，盾构机的构造和工作原理使其成为地下隧道施工的重要设备。
它的高效性、精确性和安全性使得盾构机在各个领域都能够得到广泛应用，并为城市基础设施建设做出了积极贡献。
盾构机工作原理
盾构机工作原理盾构机是一种用于地下隧道开挖的专用机械设备，其工作原理主要包括盾构机结构、推进系统、掘进系统和支护系统等方面。
一、盾构机结构盾构机主要由盾体、推进机构、掘进机构、支护系统、电气系统和液压系统等组成。
1. 盾体：盾体是盾构机的主体部份，由前盾和后盾组成。
前盾是用于掘进地下隧道的部份，后盾用于支撑和推进盾构机。
2. 推进机构：推进机构包括推进液压缸、推进螺杆和推进盖板等部份，用于推进盾构机的前进。
3. 掘进机构：掘进机构主要由盾壳、盾壳刀盘、刀臂和刀具等组成，用于掘进地层。
4. 支护系统：支护系统用于支撑和保护隧道壁，通常包括液压支架、支撑液压缸和支撑液压缸等。
5. 电气系统：电气系统用于盾构机的控制和驱动，包括电动机、传感器、控制器和电缆等。
6. 液压系统：液压系统用于盾构机的推进和掘进，包括液压泵、液压缸和液压管路等。
二、推进系统推进系统是盾构机的核心部份，主要用于推进盾构机前进。
推进系统通常由推进液压缸、推进螺杆和推进盖板等组成。
1. 推进液压缸：推进液压缸是推进系统的关键部件，通过液压力推动盾构机前进。
2. 推进螺杆：推进螺杆是连接推进液压缸和推进盖板的部件，通过旋转推动盾构机的前进。
3. 推进盖板：推进盖板位于盾构机前部，用于推进盾构机前进，并同时起到封闭隧道壁的作用。
三、掘进系统掘进系统是盾构机开挖地层的关键部份，主要由盾壳、盾壳刀盘、刀臂和刀具等组成。
1. 盾壳：盾壳是盾构机的外壳，通过盾壳与隧道壁形成封闭空间，并承受地层压力。
2. 盾壳刀盘：盾壳刀盘是掘进系统的核心部件，通过刀盘上的刀具对地层进行切削和破碎。
3. 刀臂：刀臂是连接盾壳刀盘和盾壳的部件，通过刀臂的旋转和伸缩，驱动刀盘进行掘进。
4. 刀具：刀具是盾壳刀盘上的工作部件，通过刀具的切削和破碎，将地层松动并运送至盾构机内部。
四、支护系统支护系统用于支撑和保护隧道壁，主要由液压支架、支撑液压缸和支撑液压缸等组成。
1. 液压支架：液压支架是支护系统的主要部件，通过液压力将支撑液压缸推动至隧道壁，起到支撑作用。
盾构机的构成和工作原理
盾构机的构成和工作原理
盾构机是一种用于地下隧道开挖和施工的特种设备。
其构成部分和工作原理如下：
1. 盾构机的构成：
a. 圆柱形盾构壳：盾构机的外壳，由多个圆环相连而成，一端封闭，另一端开放用于出土。
b. 推进系统：推进装置用于推动盾构机向前推进，在推进过程中稳定土壤，防止塌方。
c. 扩展系统：类似于伞状刀片，用于开挖土壤，由推进盾构机向前扩展，形成地下空间。
d. 排土系统：用于排出开挖出的土壤，通常通过输送带或螺旋输送机将土壤运出盾构机。
2. 盾构机的工作原理：
a. 准备工作：在开始施工之前，需要进行地质勘探和隧道设计，确定隧道的位置和尺寸，并选择合适的盾构机。
b. 钻爆预处理：对于硬质地层，需要先进行钻爆预处理，通过钻孔和爆破炸药将地层破碎，以便盾构机进入施工。
c. 施工阶段：盾构机通过推进系统、扩展系统和排土系统的配合工作，进行隧道的开挖和施工。
推进系统推动盾构机向前推进，同时扩展系统展开，用于开挖土壤。
开挖后，排土系统将土壤运出盾构机。
盾构机的推进速度和施工步骤根据隧道设计和地质条件进行控制。
d. 补强和封固：开挖完成后，需要对隧道进行补强和封固，通常采用喷射混凝土或支护结构，以增强隧道的稳定性和安全性。
总结起来，盾构机通过推进系统、扩展系统和排土系统的协同作业，实现了隧道的快速开挖和施工。
它具有高效、安全、环保等优点，在城市地下工程和交通建设中得到广泛应用。
盾构机构造识别及工艺功法知识
盾构机构造识别及工艺功法知识
盾构机构造识别及工艺功法知识主要包括盾构机构造的基本原理和主要组成部分的识别，以及盾构机施工过程中的工艺功法。
1. 盾构机构造的基本原理
盾构机是一种用来进行地下隧道建设的工程机械设备，其基
本原理是通过推进装置将机身推进前进，同时利用刀盘进行掘进作业，然后通过输送系统将挖掘出的土层或岩石输送出洞口。
2. 盾构机的主要组成部分识别
盾构机一般包括机体、推进装置、刀盘、通风系统、排土系
统等主要组成部分。
机体是盾构机的主要结构部分，用于支撑和传递推进力。
推进装置用来推动机身向前推进。
刀盘是盾构机的核心部件，用于切削土层或岩石。
通风系统用于保持工作环境的通风畅通。
排土系统用来将挖掘出的土层或岩石输送出洞口。
3. 盾构机施工过程中的工艺功法
盾构机的施工过程中，需要采取一些特殊的工艺功法来确保
施工的顺利进行。
其中包括盾构机的变径施工工艺，即在施工过程中根据需要改变隧道的直径。
此外，还有注浆充填工艺，用来加固隧道周围的土层或岩石。
另外，还有预应力锚具施工工艺，用来加固隧道的结构稳定性。
此外，还需要注意施工过程中的安全措施，例如防水、防火等。
以上就是盾构机构造识别及工艺功法知识的基本介绍。
盾构机的结构工作原理
1 盾构机的工作原理1．1盾构机的掘进液压马达驱动刀盘旋转，同时开启盾构机推进油缸，将盾构机向前推进，随着推进油缸的向前推进，刀盘持续旋转，被切削下来的碴土充满泥土仓，此时开动螺旋输送机将切削下来的渣土排送到皮带输送机上，后由皮带输送机运输至渣土车的土箱中，再通过竖井运至地面。
1．2掘进中控制排土量与排土速度当泥土仓和螺旋输送机中的碴土积累到一定数量时，开挖面被切下的渣土经刀槽进入泥土仓的阻力增大，当泥土仓的土压与开挖面的土压力和地下水的水压力相平衡时，开挖面就能保持稳定，开挖面对应的地面部分也不致坍坍或隆起，这时只要保持从螺旋输送机和泥土仓中输送出去的渣土量与切削下来的流人泥土仓中的渣土量相平衡时，开挖工作就能顺利进行。
1．3管片拼装盾构机掘进一环的距离后，拼装机操作手操作拼装机拼装单层衬砌管片，使隧道—次成型。
2 盾构机的组成及各组成部分在施工中的作用盾构机的最大直径为6．28m，总长65m，其中盾体长8．5m，后配套设备长56．5m，总重量约406t，总配置功率1 577kW，最大掘进扭矩5 300kN·m，最大推进力为36400kN，最陕掘进速度可达8cm／min。
盾构机主要由9大部分组成，他们分别是盾休、刀盘驱动、双室气闸、管片拼装机、排土机构、后配套装置、电气系统和辅助设备。
2.1盾体盾体主要包括前盾、中盾和尾盾三部分，这三部分都是管状简体，其外径是6．25m。
前盾和与之焊在一起的承压隔板用来支撑刀盘驱动，同时使泥土仓与后面的工作空间相隔离，推力油缸的压力可通过承压隔板作用到开挖面上，以起到支撑和稳定开挖面的作用。
承压隔板上在不同高度处安装有五个土压传感器，可以用来探测泥土仓中不同高度的土压力。
前盾的后边是中盾，中盾和前盾通过法兰以螺栓连接，中盾内侧的周边位置装有30个推进油缸，推进油缸杆上安有塑料撑靴，撑靴顶推在后面已安装好的管片上，通过控制油缸杆向后伸出可以提供给盾构机向前的掘进力，这30个千斤顶按上下左右被分成A、B、c、D四组，掘进过程中，在操作室中可单独控制每一组油缸的压力，这样盾构机就可以实现左转、右转、抬头、低头或直行，从而可以使掘进中盾构机的轴线尽量拟合隧道设计轴线。
盾构基本工作原理及主要构造
Tunnel Engineering盾构与隧道目录01盾构机及其工作原理02盾构机的主要构造新朋友：盾构机及其工作原理（一）盾构的含义盾保持开挖面稳定性的刀盘和压力舱、支护围岩的盾构钢壳构构成隧道衬砌的管片和壁后注浆体采用压缩空气、泥浆、土压及机械等方式对开挖面予以支护，以确保开挖面的稳定（二）基本工作原理盾构前端利用封闭的筒状金属外壳承受来自地层的压力，以防止水土入侵盾构周围通过预制或者现浇的衬砌构筑物来支撑地层，确保洞室的稳定盾构后端盾构机的主要构造开挖系统推进系统注浆系统盾壳导向系统管片安装系统出渣系统导向系统（一）盾壳前盾、中盾、后盾承受水土压力、防止水土侵入、保护仓内安全（二）开挖系统土仓刀盘切口环支撑环主驱动刀盘驱动箱主轴承（三）推进系统主驱动（四）管片拼装系统管片拼装机（五）排渣系统（六）导向系统经纬仪、ELS激光靶、后视棱镜、计算机及数据传输电缆等动态掌握与控制盾构姿态，确保盾构沿着隧道的设计轴线掘进（七）注浆系统注浆泵、注浆管注入浆液，填充空隙，固结地层，确保管片的位置和稳定（八）后配套系统渣土改良系统、盾尾密封系统、润滑系统、液压控制系统、电气控制系统、工业风系统、水循环系统等与前述各系统共同保证盾构正常掘进与隧道成型、1盾构机及其工作原理盾构机的盾与构、盾构机的工作原理2盾构机的主要构造盾壳、开挖系统、推进系统、导向系统、管片安装系统、壁后注浆系统、出渣系统及后配套系统Tunnel Engineering。
盾构机工作原理
盾构机工作原理盾构机是一种用于地下隧道施工的机械设备，它通过推进土壤来完成隧道的开挖和支护。
盾构机工作原理是基于土压平衡原理和推进系统的配合运作。
1. 土压平衡原理盾构机的工作原理基于土压平衡原理，即在推进过程中，盾构机的推进力与地下土壤的土压力相平衡，以保持隧道的稳定。
盾构机前部有一个巨大的盾构壳体，它可以抵御来自土壤的压力，并通过液压缸提供推进力。
2. 推进系统盾构机的推进系统由盾构壳体、推进液压缸、推进螺旋、推进管道等组成。
推进液压缸通过液压系统提供推进力，推进螺旋将推进力转化为推进运动，推进管道将土壤排出。
3. 土壤的处理在盾构机推进过程中，土壤会被推进螺旋带动向后方运动，通过推进管道排出。
同时，盾构机还会通过注浆系统注入混凝土，形成隧道的衬砌。
4. 支护系统为了保证隧道的稳定，盾构机还配备了支护系统。
支护系统通常由隧道衬砌、预制衬砌片、液压支架等组成。
隧道衬砌是由盾构机在推进过程中注入混凝土形成的，它能够提供隧道的结构强度。
预制衬砌片则是在盾构机后部安装，用于加固和支撑隧道。
5. 监测系统为了确保盾构机的安全和施工质量，盾构机还配备了各种监测系统。
这些系统可以实时监测盾构机的推进速度、土压力、地下水位等参数，并及时调整盾构机的工作状态。
总结：盾构机工作原理是基于土压平衡原理和推进系统的配合运作。
通过推进液压缸提供的推进力，盾构机可以顺利推进并开挖隧道。
在推进过程中，土壤通过推进螺旋带动向后方运动，并通过推进管道排出。
同时，盾构机还通过注浆系统注入混凝土形成隧道的衬砌，并配备支护系统和监测系统以确保施工的安全和质量。
盾构机的构造与工作原理
盾构机的构造与工作原理盾构机是一种用于地下隧道施工的机械设备，它以其高效、快速、安全的特点被广泛应用于城市地铁、隧道、管廊等工程的建设中。
本文将从盾构机的构造和工作原理两个方面进行介绍。
一、盾构机的构造盾构机主要由盾构壳体、刀盘、推进系统、控制室和支撑系统等部分组成。
1. 盾构壳体：盾构壳体是盾构机的主体部分，由环片和壳体拼装而成。
它具有抗压、抗扭转和密封等功能，能够保护工作面的稳定和安全。
2. 刀盘：刀盘是盾构机的核心部件，位于盾构壳体前端。
它由刀盘主轴、刀臂、刀片等组成。
刀盘通过转动带动刀片切削地层，将土层碎块送入机械输送系统。
3. 推进系统：推进系统是盾构机的关键部分，它由推进液压缸、推进腔、推进座等组成。
推进系统通过液压力将盾构壳体向前推进，实现盾构机的整体推进。
4. 控制室：控制室是盾构机的操作中心，位于盾构壳体后部。
操作人员通过控制室内的控制台对盾构机进行控制和监控，实时了解施工情况并进行调整。
5. 支撑系统：支撑系统用于支撑盾构壳体，保证施工面的稳固。
它由液压支撑器、支撑梁、液压缸等组成，能够根据地质情况进行自动调整，确保盾构机的安全运行。
二、盾构机的工作原理盾构机的工作原理主要包括推进、掘进和支护三个过程。
1. 推进：盾构机在施工现场组装完成后，通过推进系统推进盾构壳体。
推进过程中，盾构机的刀盘不断转动，切削地层，同时使用推进液压缸施加推进力，将盾构壳体向前推进。
2. 掘进：在推进的同时，盾构机的刀盘通过旋转切削地层，将土层碎块送入盾构壳体内。
土层碎块经过机械输送系统，通过螺旋输送机或螺旋输送器等方式运出盾构壳体，最终被运出至地面。
3. 支护：在盾构机推进过程中，需要进行支护来保证施工面的稳固。
当盾构壳体推进一定距离后，液压支撑器通过液压力将支撑梁顶起，支撑盾构壳体，同时控制盾构壳体与地面之间的压力平衡，避免地面沉降和土层塌方。
盾构机的工作原理是将推进、掘进和支护等过程有机地结合起来，通过不断推进盾构壳体，实现隧道的快速、高效施工。
盾构机的构造工作原理
盾构机的构造工作原理盾构机是一种用于隧道开挖的机械设备，其工作原理基于盾构机的结构和运行原理。
盾构机的工作原理可以分为以下几个方面：1.盾构机的结构：盾构机主要由盾构壳体、刀盘、推进系统、导向系统、土压平衡系统、环片安装系统等组成。
盾构壳体是盾构机的主体结构，具有保护和承载作用；刀盘是盾构机的关键部件，通过转动和切削地层，形成隧道；推进系统是推动盾构机前进的部分，通常由液压缸和密封系统组成；导向系统用于控制盾构机的方向；土压平衡系统在掘进过程中用于保持隧道周围土层的平衡，防止地层坍塌；环片安装系统用于安装环片，加固隧道结构。
2.掘进过程：盾构机的掘进过程是通过刀盘在地层中切削并移走土层来形成隧道的。
刀盘通过转动和推进系统推动前进，同时利用刀盘上的刀具切削地层，将松散土层从刀盘间的切削机构中运走，然后通过输送系统将土层送到隧道外面。
3.土压平衡：在盾构机掘进过程中，由于切削土层会产生土层变形，形成土压，土压平衡系统的作用是保持隧道周围土层的平衡。
土压平衡系统通过注入压缩空气或注浆混凝土到盾构机壳体与地层之间的空间中，形成一定的压力，使地层始终保持在一定的平衡状态。
4.导向系统：盾构机通过导向系统来控制盾构机的方向，保证隧道的设计要求。
导向系统通常由水压缸、悬吊设备、导向板等组成，通过控制水压缸的行程来实现盾构机的转向。
5.环片安装：隧道掘进完成后，需要安装环片来加固隧道结构。
盾构机上的环片安装系统通常由环片转运车和安装机构组成，通过转运车将环片输送到刀盘位置，然后通过安装机构将环片固定在隧道内环境中。
综上所述，盾构机的工作原理是通过刀盘和推进系统推动盾构机前进，同时利用刀盘切削地层，通过土压平衡系统控制土层的平衡，导向系统控制盾构机的方向，最后通过环片安装系统加固隧道结构。
这种工作原理使得盾构机能够高效、安全地开挖隧道。
盾构机工作原理
盾构机工作原理盾构机是一种用于地下隧道施工的重型机械设备。
它采用盾构法施工，具有高效、安全、环保等优点。
下面将详细介绍盾构机的工作原理。
一、盾构机的构造盾构机主要由盾构机主体、刀盘、推进系统、控制系统和后续支护系统等部份组成。
1. 盾构机主体：由机壳、先后密封室、先后推进系统、主推进油缸和主推进盘等组成。
机壳是盾构机的主体结构，能够承受地下土压力。
2. 刀盘：位于盾构机前部，由刀盘主轴、刀盘盘体、刀具和刀盘驱动系统等组成。
刀盘通过旋转和推进来进行土层的开挖。
3. 推进系统：由推进油缸、推进盘和推进螺杆等组成。
推进油缸通过液压系统提供推进力，推进盘和推进螺杆将盾构机推进到地下。
4. 控制系统：包括盾构机的操作控制台、传感器、液压系统和电气系统等。
控制系统能够监测和控制盾构机的运行状态。
5. 后续支护系统：在盾构机通过后，需要进行地下隧道的支护。
后续支护系统包括涵洞衬砌、钢筋混凝土衬砌、喷射混凝土等。
二、盾构机的工作原理盾构机采用盾构法进行隧道施工，其工作原理如下：1. 准备工作：在施工前，需要对地质情况进行勘察，并确定盾构机的施工参数。
施工现场需要进行地面开挖，建立起盾构机的工作坑。
2. 推进过程：盾构机启动后，刀盘开始旋转，刀具在土层中开挖。
同时，推进油缸提供推进力，将盾构机推进到地下。
推进过程中，盾构机会持续排放掘进物料。
3. 土层处理：盾构机开挖的土层通过输送系统运出隧道，同时通过注浆系统进行土层的稳定，防止地面沉降。
4. 密封和支护：盾构机在开挖过程中，通过先后密封室和密封垫进行土层的封闭，防止水和泥浆进入隧道。
同时，后续支护系统进行隧道的支护。
5. 推进和停顿：盾构机在推进过程中，需要根据地质情况和施工计划进行停顿和调整。
停顿时，可以进行刀具更换、维护和修理。
6. 完工和拆除：当盾构机推进到目标位置后，施工完成。
隧道的后续工程，如道路铺设、管线安装等可以进行。
盾构机可以拆除或者继续用于其他隧道施工。
盾构业务知识点总结
盾构业务知识点总结一、盾构机的原理结构1. 盾构机的定义盾构机是一种在地下工程中使用的掘进机器，它具有推进力、保护构造、输送系统、掘进系统、机械系统和电气系统等组成部分。
2. 盾构机的分类（1）按掘进方式不同分类：盾构机可以分为土压平衡盾构机和泥水平衡盾构机。
（2）按结构形式分类：盾构机可以分为开式盾构机和封闭式盾构机。
3. 盾构机的构成盾构机通常由刀盘系统、支撑系统、前推系统、土压平衡系统、主控系统、电气系统、泥浆循环系统等部分组成。
4. 盾构机的工作原理在盾构机的工作过程中，刀盘负责切割地层，同时利用推进液体和地层的土压平衡原理，实现盾构机的前进。
同时，通过土压平衡和泥水平衡原理，保证施工现场的安全和稳定。
二、盾构机的施工工艺1. 盾构机的施工准备工作盾构机的施工前需要进行施工现场的勘察、地质勘探、地下管线的排查等工作，合理规划施工的工艺路线和方案，确定盾构机的开挖方式和施工工期。
2. 盾构机的开挖工艺在盾构机的开挖过程中需要根据地层的情况合理选择刀盘的刀具和速度，并根据地质情况对盾构机进行监测和控制，确保施工的安全和质量。
3. 盾构机的支护工艺在盾构机的施工过程中，需要对已开挖的地层进行支护，在深埋地下隧道工程中，要确保施工过程中的土压平衡和泥水平衡，保证施工现场的安全和稳定。
4. 盾构机的土压平衡和泥水平衡工艺在盾构机的施工过程中，需要根据地下地质条件合理控制土压平衡和泥水平衡，避免盾构机在施工过程中遭受外界地压和液压影响，保证施工的稳定和高效。
5. 盾构机的后续工程在盾构机施工完成后，还需要进行隧道的衬砌和管道的敷设等后续工程，保证地下隧道的使用安全和通行畅顺。
三、盾构机的机械设备保养1. 盾构机的日常检查在盾构机使用过程中，需要对各个部位进行日常的检查，包括机械系统、电气系统、液压系统等，确保设备的正常运行和施工的高效进行。
2. 盾构机的故障排除在盾构机使用过程中，可能会出现各种故障和问题，需要及时对设备进行维修和排除故障，保证设备的持续运行和施工的顺利进行。
盾构知识点总结
盾构知识点总结一、盾构的基本原理盾构机是一种专门设计用于地下隧道开挖的设备，它通常由推进系统、掘进系统、土压平衡系统、注浆系统、排土系统、控制系统等组成。
盾构机的基本原理是通过在地下挖掘同时安装隧道衬砌或其他结构物，从而实现地下隧道的开挖和建设。
在工程现场，盾构机通常通过液压系统驱动，利用刀盘或刀盘刀具对地下土壤进行切削，然后将挖掘的土壤通过土压平衡或压力泥浆的方式排出隧道外。
隧道衬砌则通过推进系统安装到地下的开挖部位，从而形成完整的隧道结构。
二、盾构的分类盾构机可以根据其工作原理、结构特点以及适用范围等不同进行分类。
常见的盾构分类有以下几种：1. 按照工作原理分类：盾构机主要分为开式盾构机和闭式盾构机两种。
开式盾构是指在整个开挖过程中，土壤和水可以随着刀盘的转动自由流动，不需要采取特殊措施排出，一般用于稳定的土质条件下的隧道开挖。
闭式盾构则是指在开挖过程中通过压力泥浆或土压平衡的方式来控制土壤流动，适用于不稳定的土质条件下的隧道开挖。
2. 按照结构特点分类：盾构机可以分为硬岩盾构和软土盾构两种。
硬岩盾构主要适用于坚硬岩石层下的隧道开挖，其刀盘一般采用碳化钎头等硬质合金材料制成；软土盾构则适用于松软土质条件下的隧道开挖，其刀盘一般采用刀片、刀架等结构较为复杂的装置。
3. 按照适用范围分类：盾构机可以分为地铁盾构、道路盾构、排水管道盾构等不同种类，针对具体的工程需求进行设计和定制。
三、盾构的优点在地下隧道建设中，盾构机具有以下几大优点：1. 高效性：盾构机可以实现连续不间断的隧道开挖和衬砌施工，大大提高了开挖速度和工程进度。
2. 精准性：盾构机的开挖过程受到严格的控制和监测，可以保证隧道的准确尺寸和优质质量。
3. 安全性：盾构机工作过程中不会对地表造成破坏，减少了施工对周边环境和建筑物的影响，同时也降低了工人的工作风险。
4. 环保性：盾构机在工作过程中可以控制和处理排出的土壤和水，减少了对环境的污染，有利于城市生态环境的保护。
盾构方面知识点总结
盾构方面知识点总结盾构机的构成及工作原理盾构机主要由刀盘、推进系统、控制系统、密封系统和排土系统等部分组成。
刀盘是盾构机的核心部件，是通过刀具切割和破碎地层，然后由刀盘后部的输送器将碎屑带到装有输送带的隧道管片的对接部。
同时，盾构机通过推进系统来推动刀盘向前进。
控制系统则用于实现盾构机的各项操作控制，密封系统主要用于防止地下水和泥浆涌入隧道施工工作面，最后排土系统则用来清理工作面的碎屑，保持工作面的畅通。
盾构机的工作原理是利用刀盘破碎地层，通过推进系统使盾构机向前推进，同时完成管片的组装和推送工作，最后通过排土系统将碎屑运出隧道。
盾构机的类型及应用领域盾构机根据其结构和应用范围的不同可以分为多种类型，主要包括土压式盾构机、泥水平衡盾构机、泥水盾构机、岩石盾构机等。
不同类型的盾构机适用于不同地质条件和工程要求。
盾构机主要应用在地铁、水利工程、道路、城市下水道、矿井和隧道等工程中。
在大城市地下地铁施工中，盾构机的使用已经成为一种主流的施工方法，其施工效率和质量远优于传统的开挖法。
此外，在城市地下综合管廊的建设中，盾构机也扮演了非常重要的角色。
盾构机的技术特点盾构机具有施工速度快、施工精度高、环保性好、对周边环境影响小等特点。
相比传统的开挖法，盾构机在地下隧道和管道施工中具有更为突出的优势。
盾构机在地下施工中有着较高的施工精度，可以满足工程对管道或隧道直径和轮廓形状的精确要求。
在城市地下施工中，盾构机的使用不会对地表和周边建筑造成破坏，对城市环境的影响非常小。
盾构机在施工过程中还能有效控制地下水位，减少因挖掘而引发地下水问题。
盾构机的发展趋势随着城市化进程和交通设施的不断完善，对地下空间的利用需求越来越大。
盾构机作为一种高效的地下隧道和管道施工装备，将会得到更为广泛的应用。
盾构机在技术上将会继续追求更为智能化、自动化和信息化，并且在适应各种地质条件和工程要求方面会持续进行改进。
未来盾构机发展的趋势应该是向更大规模、更深埋及；更自动化、人机协作更加密切；工程和调研相互融合的发展方向演变，这些都要求盾构机的技术水平有进一步的提高和创新。
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1828年1月12日泰晤土河水涌入盾构机
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• 1830年，英国的罗德发明“气压法”辅助 解决隧道涌水。
• 1866年，莫尔顿申请“盾构”专利。盾构最初 称为小筒（cell）或圆筒（cylinder），在莫 尔顿专利中第一次使用了“盾构”（shield） 这一术语。
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2、我国盾构机的发展历程
• 纵观我国盾构法隧道的发展历程，大体上 可以分为三个阶段：
• 起步阶段(20世纪60年代-80年代初)； • 平稳发展阶段(20世纪80年代中-2000年)； • 快速发展阶段。
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（1）起步阶段(20世纪60年代-80年代初)：
• 1962年2月，我国上海市城建局隧道处开始 塘桥试验隧道工程。采用直径4.16m的一台 普通敞胸盾构在两种有代表性的地层下进 行掘进试验，用降水或气压来稳定粉砂层 及软粘土地层。选用由螺栓连接的单层钢 筋混疑土管片作为隧道衬砌，环氧煤焦油 作为接缝防水材料。试验获得成功，采集 了大量盾构法隧道数据资料。
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• 1987年，上海市隧道工程公司承建市南站 过江电缆隧道工程，成功设计了我国第一 台直径4.35m加泥式土压平衡盾构掘进机， 由上海造船厂制造。
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• 此系统按照以下模式工作：
• 首先，借助螺杆将鞍型框架压入前方的土 中。从上部撤除隧道工作面上的木料并掘 土6英寸，然后，隧道工作面重新用木料覆 盖并用螺杆支撑，紧接着盾构后部砌砖， 把它作为整个机架的支座。
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第一条隧道施工的盾构机
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• 泰晤士河下的隧道工程施工期间遇到了许 多困难，在经历了五次以上的特大洪水后 ，直到1843年，经过18年施工，完成了全 长458m的第一条盾构法隧道。
• 1886年，格瑞海德在伦敦地下施工中将压 缩空气方法与盾构掘进相组合使用，在压 缩空气条件下施工，标志着在承压水地层 中掘进隧道的一个重大进步，20世纪初， 大多数隧道都是采用格瑞海德盾构法修建 的。
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• 布鲁诺尔发明盾构法之后的另一个技术进 步是用机械开挖代替人工开挖。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。
• 第一种方法后来被采用，并得到了推广应 用，演变为成熟的盾构法
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• 此后，布鲁诺尔逐步完善了盾构结构的机 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。
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M.I.Brunel 螺旋盾构，1818
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• 1825年，他第一次在伦敦泰晤土河下开始 用一个断面高6.8m、宽11.4m，并由12个邻 接的框架组成的矩形盾构修建隧道。每一 个框架分成3个舱，每一个舱里有一个工人 ，共有36个工人。
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1963年Sato Kogyo公司土压平衡盾构
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• 1974年第一台土压平衡盾构在东京被采用 。该盾构由日本制造商IHI（石川岛播磨） 设计，其外径3.72m，掘进了1900m的主管 线。
• 在以后的年代里，很多厂商以土压盾构、 压力保持盾构、软泥盾构、土壤压力盾构 、泥压盾构等名称生产了“土压平衡盾构”。 所有这些名称的盾构都应有了同一种工法 国际上称为“土压平衡系统”（EPBS）。
• 这台盾构有一个由几块板构成的半球形的 旋转刀盘，开挖的土料落入径向装在刀盘 上的料斗中，料斗将渣料转运至胶带输送 机上，再将它转运到后面从盾构中运出， 这一构想后来被用于修建地铁隧道工程。
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• 1917年，日本引进盾构施工技术，是欧美 国家以外第一个引进盾构法的国家。
• 1963年，土压平衡盾构首先由日本Sato Kogyo公司开发出来。
1865年，英国的布朗首次采用圆形盾构和铸 铁管片，1869年用圆形盾构在泰吾士河下修 建外径2.2m的隧道。在地下水方面没遇到什 么困难。
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• 1874年，工程师格瑞海德发现在强渗水性 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。
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（2）平稳发展阶段(20世纪80年代中-2000年) ：
• 这一时期，随着改革开放和经济发展，地 铁建设也由服务于战备转为服务于经济发 展。继北京、天津修建地铁外，上海、广 州也相继修建了地铁工程。地铁施工技术 突破了原有浅埋明挖法的限制，盾构法施 工方法被引入地铁施工中。
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盾构机的构造与工作原理
机械工程分公司 二○○九年三月
行业重点
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内容
一、盾构法隧道的起源及发展史 二、盾构机的概述 三、盾构法施工的特点及工艺流程 四、盾构机的构造 五、盾构机的工作原理
行业重点
2
一、盾构法隧道的起源及发展史
行业重点
3
1、国外盾构法隧道的起源及发展史
• 1818年，法国的布鲁诺尔(M.I.Brune1)从 蛀虫钻孔得到启示，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。
行业重点
4
布鲁诺尔注册专利的盾构
行业重点
5
• 布鲁诺尔构想的盾构机机械内部结构由不 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。 采用的方法是将所有的单元格牢靠地装在 盾壳上。
行业重点
6
• 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 向前推进；另一种方法是每一个单元格能 单独地向前推进。
• 1980年，上海开始进行盾构法隧道地铁试 验工程，采用直径6.412m网格式机械出土 盾构机施工。掘进长度为565m，采用泥水 加压和局部气压施工。
• 1980年11月开始地铁试验一期、二期盾构 推进，1982年12月推进结束；
• 1983年6月开始地铁试验三期盾构推进， 1984年10月推进结束，隧道总长1130m。
行业重点
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1989年，日本最引人注目的泥水盾 构隧道工程开工。东京湾海底隧道 长10km，是世界最长公路专用海底 隧道，用八台直径14.14m泥水加压 式盾构施工。
行业重点
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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日本东京湾海底隧道盾构机示意图
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日本东京湾海底隧道泥水式盾构机
行业重点
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1992年，日本研制成世界上第一台三圆泥水加压式盾构，并成功地用于 大阪市地铁7号线“商务公园站”车站工程施工。