[上海]15m超大直径盾构穿越复合地层关键施工技术案例66页PPT课件
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《盾构法施工技术》课件
盾构法施工的优缺点及应用范围
优点
• 施工速度快 • 对地面影响小 • 适用于多种地质条件
缺点
• 设备投资大 • 维护和管理成本高 • 对环境保护要求严格
应用范围
• 城市地铁和隧道 • 水利工程 • 交通基础设施
盾构法在城市地下工程中的应用实例
地铁工程
盾构法被广泛应用于城市地铁线路 的施工。
道路隧道
盾构法施工的未来发展趋势
1
智能化技术应用
盾构机与人工智能、无人驾驶技术相结合，
可持续发展
2
提高施工效率和安全性。
注重节能减排和资源回收利用，推动盾构法
施工朝着可持续发展方向发展。
3
新材料和设备
研发新型耐磨材料和高效盾构机，提高施工 质量和效率。
2
安全管理
制定详细的安全计划和操作规程，保障施工人员的安全。系统，提高质量和安全管理水平。
盾构法施工中常见问题及处理方法
1 地层突变
采用合适的处理方法，如先导钻孔和注浆加固。
2 地下水渗漏
采取抗渗措施，如喷射混凝土或安装防渗设备。
3 地质灾害风险
进行地质勘探和风险评估，确保施工过程安全。
《盾构法施工技术》PPT 课件
通过本次PPT课件，我们将详细介绍盾构法施工技术，包括定义、作用以及在 城市地下工程中的应用实例。
盾构机的组成和工作原理
组成
盾构机由刀盘、主轴、推进系统、脱泥系统等部件组成。
工作原理
盾构机利用刀盘旋转挖掘，同时推进壁构件，形成地下隧道。
技术创新
现代盾构机与智能化技术相结合，实现自动驾驶和实时监测。
盾构法可以用于道路隧道的建设， 减少对地面交通的干扰。
水利工程
盾构法隧道施工PPT课件
地铁区间隧道工法系列
第4页/共33页
盾构法系列
第5页/共33页
盾构机的 种类
第6页/共33页
土 压 平 衡 盾 构 机 照 片
第7页/共33页
()
第8页/共33页
第9页/共33页
泥水盾构的工作原理
第10页/共33页
1.2土压平衡盾构工作原理
第11页/共33页
1.3盾构机破岩基本原理
滚刀用于破碎硬岩和软土中的较大石块，其破岩原理如 下： 滚刀的刀刃截面为楔形。在推力作用下，滚刀随着刀盘 的转动和自身的旋转而在开挖面上压切产生出沟槽，每 一个刀刃在岩石上压切出一条沟槽。相邻两条沟槽在半 径方向上的差距B即刀尖距，一般在4～12cm之间随岩石 类型而异。在圆周方向上第二个沟槽的刀刃比第一个刀 刃延迟一定的角度。这样，保证了每两个沟槽之间的岩 石具有一个临空面。 在向沟槽施加压力P、P1、P2的时候，如果侧向剪切分 力Q高到足以使槽间岩石破碎时，由于岩石具有的脆性， 槽间的岩石就形成碎块而掉落。
前体
组装 后体 下部
组装 螺旋机
组装 刀盘
组装 后体 上部
第21页/共33页
第22页/共33页
盾构始发示意图
安装 止水 帘幕
盾构 组装
盾构 调试
凿除 洞门
安装 负环 管片
初始 掘进
第23页/共33页
盾构区间掘进示意图
开挖 同步 注浆
出土 安装 管片
倒土 装管片 装沙浆
列车 返回
下一 循环
泥水
电缆隧道
刮刀的切削原理比较简单，刮刀依靠刀盘传来的推力切 入开挖面上的土体，只要刀盘有足够的扭矩驱动，在切 向力的作用下刮刀即可将土体沿着前刀面切除。
盾构法施工技术讲义课件图文并茂(2024)
针对复杂地质条件，采用创新性的盾 构施工技术，并进行优化改进，以提 高施工效率和质量。
施工安全与风险控制
阐述盾构法在该复杂地质条件下隧道 工程中的施工安全措施和风险控制方 法。
06
总结与展望
回顾本次课程重点内容
盾构法施工基本原理
盾构法施工流程
介绍了盾构法施工的基本原理，包括盾构 机的构造、推进系统、出土系统等。
利用盾构机上的导向系统，实时监测掘进方向，通过纠偏装置进 行纠偏，确保隧道轴线精度。
管片拼装与防水措施
管片选型与拼装
01
根据设计要求选择合适的管片类型，按照拼装顺序进行拼装，
形成隧道衬砌。
防水措施
02
在管片拼缝处设置橡胶止水带、嵌缝材料等防水措施，确保隧
道防水效果。
管片背后注浆
03
在管片背后进行注浆，填充管片与地层之间的空隙，提高隧道
对未来盾构法施工技术发展的展望
技术创新
随着科技的不断进步，盾构法施工技术将不断创新，例如 研发更高效的盾构机、优化施工流程等，以提高施工效率 和质量。
智能化发展
未来盾构法施工技术将更加注重智能化发展，例如引入人 工智能、大数据等技术，实现自动化施工和智能化管理。
绿色环保
随着环保意识的提高，未来盾构法施工技术将更加注重绿 色环保，例如减少施工噪音、降低能耗等，以实现可持续 发展。
盾构法施工流程与步骤
施工前准备工作
01
02
03
地质勘察
对施工区域进行详细的地 质勘察，了解地层分布、 岩土性质、地下水位等。
设计方案
根据地质勘察结果，制定 盾构机选型、施工参数、 管片设计等方案。
施工场地准备
平整场地、搭建临时设施 、准备施工材料等。
施工安全与风险控制
阐述盾构法在该复杂地质条件下隧道 工程中的施工安全措施和风险控制方 法。
06
总结与展望
回顾本次课程重点内容
盾构法施工基本原理
盾构法施工流程
介绍了盾构法施工的基本原理，包括盾构 机的构造、推进系统、出土系统等。
利用盾构机上的导向系统，实时监测掘进方向，通过纠偏装置进 行纠偏，确保隧道轴线精度。
管片拼装与防水措施
管片选型与拼装
01
根据设计要求选择合适的管片类型，按照拼装顺序进行拼装，
形成隧道衬砌。
防水措施
02
在管片拼缝处设置橡胶止水带、嵌缝材料等防水措施，确保隧
道防水效果。
管片背后注浆
03
在管片背后进行注浆，填充管片与地层之间的空隙，提高隧道
对未来盾构法施工技术发展的展望
技术创新
随着科技的不断进步，盾构法施工技术将不断创新，例如 研发更高效的盾构机、优化施工流程等，以提高施工效率 和质量。
智能化发展
未来盾构法施工技术将更加注重智能化发展，例如引入人 工智能、大数据等技术，实现自动化施工和智能化管理。
绿色环保
随着环保意识的提高，未来盾构法施工技术将更加注重绿 色环保，例如减少施工噪音、降低能耗等，以实现可持续 发展。
盾构法施工流程与步骤
施工前准备工作
01
02
03
地质勘察
对施工区域进行详细的地 质勘察，了解地层分布、 岩土性质、地下水位等。
设计方案
根据地质勘察结果，制定 盾构机选型、施工参数、 管片设计等方案。
施工场地准备
平整场地、搭建临时设施 、准备施工材料等。
《盾构隧道施工》PPT课件
2007年9月27日
4
盾构法隧道施工
1 盾构始发
(1) 竖井形状 形状与其深度、大小、挡土墙形式及支撑方式等因素有关。
平面形状 圆形
正多边行 矩形
其他多边形
优缺点比较 内空利用率差，刚性好，适于大深度、大口径 内空利用率差，刚性好，适于大深度、大口径 内空利用率好，成本低，刚性差，适于浅井、小口径 可以把几个井合并成为一个井，节约用地，降低成本
2007年9月27日
盾构出洞
12
盾构法隧道施工
3 盾构掘进
（1）正确使用千斤顶的配置，确保所需的推力和掘进方向 掘进方向是由推力的大小和施加的位置所决定的。须事先
考虑曲线、坡度等来选择千斤顶的个数和位置。在曲线、坡 度、蛇行修正等地方，只用单侧的千斤顶掘进。
（2）保证开挖面的稳定 闭胸式盾构，避免发生过量出土和压力舱内堵塞，要求开
密封垫圈。 ①始发台座 提供组装盾构的场地并支承组装好的盾
构，保证盾构稳定始发。 ②反力设备 主要由反力架和临时组装管片构成，
用来支撑盾尾，提供盾构始发时所需要的顶 进反力。
③入口及密封垫圈 入口是指确保盾构掘进轴线精度，通常
修建内径略大于盾构外径的环形筒状物，即 始发导口。作用是限制盾构机切削摆动。
2007年9月27日
23
盾构法隧道施工
（5）衬砌（管片）防水 ①管片自身的抗渗性和制作精度
上海地铁管片生产质量标准
项目重要性 重要
重要 重要 重要
次要
检验内容 管片宽度
单位 mm
弧弦长
mm
管片厚度
mm
管片抗渗性和强度
管片蜂窝麻面和查漏 %
质量标准 ±1.0
1.0 ±3.0
《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。
THANKS
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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
超大直径土压盾构上穿运营地铁隧道施工技术
－
（ ）受 ２ Ｃ 号线 运 营维 护条 件限 制 ， 穿越 前无 法对 其进 行 有效 的预 加 固 ： （ ）穿越段 濒 临 黄 浦江 ， ｄ 轨交 ２号线 隧 道 自身受 潮 汐 影 响产 生规 律 性变 形 ， 日振幅 约为 １ｍ ； 每 ｍ
３５ ５ 环处 上穿运营中的轨交 ２ 号线隧道 ，平面斜交 角度
绝对 沉降 量小 于 １ ｍ； ５ｍ
１ 工 程概 况
根 据 上海外 滩 隧道 盾构 施 工实 际 工程 情况 ，我 们 采 用 了 目前 国 内最 大 １． ４２ ｍ土 压 平衡 盾构 进 行施 工 。该 隧 ７ 道 西１．５ｍ ３ ，管片 厚 度 ０ ，环宽 ２ ｍ ９ ．ｍ ６ ，盾 构在 ３ ５ ４ 环
（ ） 营 中的轨 交线 隧道 保 护标 准高 ， ｂ 运 地铁 结构 设施
模 型采 用最 接 近实际 工况 的分 步 开挖 施 工模 型盾 构 推
作者简介 ： 段创峰（ ９ １ ）男 ， １ ８ 一 ， 研究生 ， 工程师 。 作者地址 ： 上海市浦 东福 山路 ５０号（０ １２ 。 ０ ２０ ２ ） 收稿 日期 ： ０ ２ ０ — ４ ２ １— ５ ２
段 创 峰 上 海 城建 （ 团 ） 司 集 公
上 海 ２ ０２ ０ １２
摘 要： 以上海 外滩 隧道盾 构施 工 为实例 ，对 国 内最 大直 径土压 平衡 盾构 超近距 离 上穿 运 营地铁 隧道 施工 技术 ，及 控制
措 施进 行 了全 面的分析 研究 。通 过前期 穿越 过程 数值计 算分 析 ，给 出穿越 施工 过程 中轨 交 ２ 号线 位移 定 性趋势 及定 量 参 考 ；通过施 工 过程信 息化 监控 及穿越 段施 工参 数优 化 ，保 障 了整 个穿 越施 工过程 顺 利 、安全 。最 终将 轨交 ２ 号线 隧
（ ）受 ２ Ｃ 号线 运 营维 护条 件限 制 ， 穿越 前无 法对 其进 行 有效 的预 加 固 ： （ ）穿越段 濒 临 黄 浦江 ， ｄ 轨交 ２号线 隧 道 自身受 潮 汐 影 响产 生规 律 性变 形 ， 日振幅 约为 １ｍ ； 每 ｍ
３５ ５ 环处 上穿运营中的轨交 ２ 号线隧道 ，平面斜交 角度
绝对 沉降 量小 于 １ ｍ； ５ｍ
１ 工 程概 况
根 据 上海外 滩 隧道 盾构 施 工实 际 工程 情况 ，我 们 采 用 了 目前 国 内最 大 １． ４２ ｍ土 压 平衡 盾构 进 行施 工 。该 隧 ７ 道 西１．５ｍ ３ ，管片 厚 度 ０ ，环宽 ２ ｍ ９ ．ｍ ６ ，盾 构在 ３ ５ ４ 环
（ ） 营 中的轨 交线 隧道 保 护标 准高 ， ｂ 运 地铁 结构 设施
模 型采 用最 接 近实际 工况 的分 步 开挖 施 工模 型盾 构 推
作者简介 ： 段创峰（ ９ １ ）男 ， １ ８ 一 ， 研究生 ， 工程师 。 作者地址 ： 上海市浦 东福 山路 ５０号（０ １２ 。 ０ ２０ ２ ） 收稿 日期 ： ０ ２ ０ — ４ ２ １— ５ ２
段 创 峰 上 海 城建 （ 团 ） 司 集 公
上 海 ２ ０２ ０ １２
摘 要： 以上海 外滩 隧道盾 构施 工 为实例 ，对 国 内最 大直 径土压 平衡 盾构 超近距 离 上穿 运 营地铁 隧道 施工 技术 ，及 控制
措 施进 行 了全 面的分析 研究 。通 过前期 穿越 过程 数值计 算分 析 ，给 出穿越 施工 过程 中轨 交 ２ 号线 位移 定 性趋势 及定 量 参 考 ；通过施 工 过程信 息化 监控 及穿越 段施 工参 数优 化 ，保 障 了整 个穿 越施 工过程 顺 利 、安全 。最 终将 轨交 ２ 号线 隧
盾构施工技术培训讲义ppt(66张)
1.2.1 按断面形状分类
盾构施工技术
SHIELD CONSTRUCTION TECHINQUE
单圆盾构、复圆盾构（多圆盾 构）、非圆盾构。
异形盾构包括复圆盾构（双圆 和三圆）和非圆盾构（椭圆形 盾构、矩形、马蹄形、半圆形）
盾构施工技术
SHIELD CONSTRUCTION TECHINQUE
1.1 盾构及其工作原理
盾构施工技术
SHIELD CONSTRUCTION TECHINQUE
概念：是一种用于软土隧道暗挖施工、具有金属外壳、 壳内装有整机及辅助设备，在其掩护下进行土体开挖、 土渣排运、整机推进和管片安装等作业，而使隧道一 次成型的工作机械。
盾构是一种隧道掘进的专用工程机械，现代盾构集机、 电、液、传感、信息技术于一体，具有开挖切削土体、 输送土渣、拼装隧道衬砌、量测导向纠偏等功能。
盾构的三大要素：
1、开挖面稳定
2、掘进及排土
3、管片衬砌及壁 后注浆。
盾构施工技术
SHIELD CONSTRUCTION TECHINQUE
盾构施工技术
SHIELD CONSTRUCTION TECHINQUE
盾构与硬岩掘进机（TBM）的区别：
1. TBM不具备泥水压、土压等维护掌子面稳定的功能。
Ⅲ 网格挤压盾构
在上海软土地层中常常被采用，进土量接近或等于 全部隧道其出土量，且往往带有局部挤压性质，盾构正面 装钢板网格，在推进中可以且学土体，而在停止推进时可 以起到稳定开挖面的作用。可有效控制地表变形。
盾构施工技术培训讲义(PPT66页)
盾构施工技术培训讲义(PPT66页)
盾构施工技术
SHIELD CONSTRUCTION TECHINQUE
盾构施工经验交流(顾眩曜)ppt精选课件
40
编辑版pppt
41
6、盾构掘进中土层突变，尤其遇暗河容易发生事故
编辑版pppt
42
编辑版pppt
43
7、在掘进中遇地表存在空洞及复杂的复合地层（ 上面粘土下面砂性土、砂卵等)容易发生的事故
编辑版pppt
44
经验教训
掘进施工中要控制好施工参数，上方建筑物 必须加强监测，一旦沉降数据异常，停止施 工，进行原因分析，及时采用措施，千万不 能熟若无睹，（可以利用半夜车少、人少的 时间进行排摸，如地面钻孔监测，发现异常 ，及时回填。）
编辑版pppt
67
1、联络通道施 工不当容易发
生的事故
2003年6月24日，开始 旁通道开挖施工。7月1 日凌晨约4时。
编辑版pppt
68
2、联络通道制冷设备不 符合要求发生事故
编辑版pppt
69
教训
根据上述案例，联络通道是一个高风险的项目，目前普遍 采用冻结法进行施工，由于每座城市土层不一样，对冻结 法的设计强度要求和制冷设备的选型要增加保险系数。另 外旁通道位置的设计最好避开构建筑物。
编辑版pppt
58
盾构穿越地下连续墙刀盘磨损严重
编辑版pppt
59
2、盾构机切削不明 障碍物容易发生事故
编辑版pppt
60
3、深覆土施工中轴 线纠偏时，总推力 不足影响纠偏效果
发生事故
编辑版pppt
61
采取措施
增加千斤顶，至少影响半个 月工期。
编辑版pppt
62
4、盾构机在深覆土施工发生盾尾变形事故
编辑版，ppp原t 因地下有空洞。
73
2、施工监测中大口径管道或地下障 碍物未及时摸清发生事故
盾构施工技术(ppt)
环片拼装机
气锁室 密封隔舱板
压力夹舱
推进千斤顶
密封油脂装置
泥水平衡盾构机的主要结构
泥水平衡盾构机的工作原理
开挖泥水舱
气压调节舱
气压调节管
进泥管
排泥管
三、盾构机的选型
泥水盾构与土压平衡盾构的选择
泥水盾构特点
土压平衡盾机特点
场地要求较高； 施工费用相对多；
场地要求较低； 施工费用相对少；
武汉地区掘进地层主要为粘土、淤泥 及少部分角砾，故选择复合式土压平衡盾 构机。
盾构施工技术(ppt)
盾构施工技术
目录
Contents
一、盾构机简述 构机简述
一 盾构机的分类 二 盾构机的基本构造及工作原理 三 盾构机的选型
一、盾构机的分类
硬岩隧道掘进机(TBM)
全
断
面
隧
均一地层盾 构机
道
掘
进
盾构机
刀盘
刀盘 前盾
防涌门
中盾
尾盾
螺旋机出土门 托梁 管片拼装机 拼装机抓取头
土压平衡盾构结构
刀盘 中盾
前盾
尾盾
连接桥
连接桥
皮带机从动滚筒
皮带机
管片吊机
管片吊机轨道
连接桥走道板
尾盾
前盾
中盾
主机
连接桥
1号台车
操作室 注浆系统
2号台车
膨润土 液压站
3号台车
油脂系统 配电柜
4号台车
循环水系统 变电站
5号台车
较大
较差
重量 轻 较重
短时冲击和过载承受 能力
复合地层中 使用
调速范围
一般
少
宽
《盾构法施工技术》PPT课件
2、敞开模式 盾构机切削下来的碴土进入土仓内，即刻被螺旋输
送机排出。土仓内仅有极少量碴土，基本处于清空状态， 态，掘进中刀盘和螺旋输送机所受的反扭力较小。
土仓压 力分布
Ⅳ.Ⅴ类围岩、 部分Ⅲ类围岩
Open模式
第五页，共51页。
3、半敞开模式
〈5〉 〈6〉
压缩空气
〈7〉
土仓压 力分布
部分Ⅲ类围岩, 重要建筑物
第三十九页，共51页。
盾构到达破除洞门
第四十页，共51页。
安装接收 基座
盾构机定 位及接收 洞门位置 复核测量
盾构到达 施工内容
地层加固
安装洞门 圈密封 设备
洞门处理
第四十一页，共51页。
洞门部分凿除
洞门密封的安装
掘进参数 的调整
接收托架的安装与固定 到达段的掘进
掘进方向 的控制
洞门剩余部分凿除
拓展能力
1 盾构机的 1 与人沟通能力
开挖与推进模式；2 团队协作能力
2 盾构开挖
与推进的方法
检验效果 1 知识 2 能力
第十页，共51页。
操作开始
第十一页，共51页。
教师总结、作业布置
教师总结：
学生在操作中掌握了
盾构土压平衡开挖和推进模式施工技术
课业布置：写本次操作课程总结材 料（包括盾构机的开挖与推进模式，
写本次现场操作的总结材料任务四职业能力目标任务的能力目标1盾构到达施工能力2预防和处理盾构到达工序中常见问题的能力1盾构到达后拆除接收井的围护结构再推进的2事先对接收井端头进行地基改良后盾构到达前拆除接收井的围护结构再到达3利用接收井自身结构施工的条件在接口处设置素砼挡土墙盾构直接破除1请同学们观看广州地铁三号线到达盾构到达施工图片2让学生分组讨论盾构到达工作内容3让学生分组讨论盾构到达施工工艺流程4教师总结盾构到达破除洞门安装接收基座安装洞门圈密封设备洞门处理地层加固盾构机定位及接收洞门位置复核测量盾构到达施工内容洞门密封的安装接收托架的安装与固定贯通后步上接收托架到达段的掘进掘进参数的调整碴土的清理掘进方向的控制洞门剩余部分凿除观看资料1通过资料讨论盾构到达的主要施工技术
2024版盾构培训ppt课件
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针对可能发生的突发事件，制定相应 的应急处理措施，如火灾、坍塌、涌 水等。
定期组织应急演练和培训，提高员工 的应急处置能力和协同配合能力。
CHAPTER 05
盾构维护保养与故障排除
日常检查和维护保养项目
刀盘和刀具检查
每日检查刀盘磨损、刀具损坏情况，确保切 削效果。
电气系统检查
检查电缆、接线端子等电气元件，确保电气 系统安全可靠。
地质条件
项目所在地地质条件复杂， 包括软土、砂土、硬岩等 多种地层。
技术挑战
盾构机选型、刀盘设计、 渣土处理等技术问题需解 决。
成功实施的关键因素分析
前期规划 充分的地质勘察和设计方案优化，确保
盾构机选型和施工方案的合理性。
团队协作 建立高效的团队协作机制，包括设计、 施工、监理等各方紧密配合，确保项
01
02
03
04
严格遵守国家和地方相 关安全法规，确保盾构 施工符合规范要求。
建立健全安全管理体系， 明确各级管理人员和操 作人员的安全职责。
实施安全教育和培训， 提高员工的安全意识和 操作技能。
定期进行安全检查和评 估，及时发现和消除安 全隐患。
危险源辨识与风险评估
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对盾构施工现场进行全面危险 源辨识，识别潜在的危险因素。
原理
盾构机在挖掘过程中，通过刀盘切削土体，同时利用千斤顶推动盾体前进。在 挖掘过程中，盾体内部的支护结构起到临时支撑作用，保证隧道施工的安全。
盾构发展历程
01
初始阶段
盾构技术起源于19世纪中叶，最初用于水下隧道的施工。随着技术的发
展，逐渐应用于城市地铁、市政管道等领域。
盾构施工技术之图文详解 ppt课件
三、盾构推进施工工艺
1、建造盾构工作井 2、盾构掘进机安装就位 3、出洞口土体加固 4、初推段掘进施工 5、掘进机设备转换 6、盾构连续掘进施工 7、接收井洞口土体加固 8、盾构进入接收 井， 并运出地面
1、盾构始发准备工作：
盾构掘进施工的竖井
始发工作井: 满足盾构掘进机安装和出洞施工的要求接收
3）中盾
中盾又称支撑环，前盾和中盾是用螺栓上紧并焊接 在一起的。
在中盾内布置了推进缸支座和管片安装机架。管片 安装机支架通过相应的法兰面和管片安装机梁连接 起来。推进缸和连接盾尾的铰接油缸布置在中盾。 为稳定岩石和用掘进设备进行试掘进，在中盾的盾 壳上焊接了带球阀的超前钻机孔。中盾和盾尾之间 使用的是预紧密封。如果密封出现问题，虽然有脂 润滑，水还是能够进入盾壳；那么铰接密封有一个 可膨胀的应急气囊密封临时保护，防止水的进入。 气囊最大膨胀压力为10bar。注意：如用气囊应急 密封时，则不允许掘进。
⑻对盾构隧道沿线的建（构）筑物、管线等设施现有状 况及其承受变形的能力已完成调查，并且制订好切实可 行的防御措施；
⑼施工现场技术交底（含各施工工艺和步骤）已按要求 完成；
⑽人员、机械、材料按要求到位（盾构以及大型起重 设备拼装就位，并通过相关部门验收）；
发射架的安装应注意始发段隧道所处的线路平、纵面曲线 条件，确保盾构中心轴线的坡度与隧道设计轴线坡度相适 应，考虑到隧道后期沉降因素，盾构中心轴线可比设计轴 线略抬高10~20mm，特别注意在对始发基座固定前应按设 计进行准确的定位，严格控制标高及中心轴线等。定好位 后对发射架加设支撑加固和固定，防止其移动。盾构发射 架应具有足够的刚度和强度，导轨必须顺直。
⑤进、始发口土体加固
为保证盾构安全始发、接收，隧道进、出口土体必须有良 好的自立性和密实性，使洞口土体在盾构经过该段时不坍 塌，地下水不涌入端头井内，为此必须对洞口土体进行加 固。加固方法一般采用旋喷桩加固和冷冻法加固。
[上海]15m超大直径盾构穿越复合地层关键施工技术案例
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长距离掘进对盾构机刀具寿命提出了更高的要求。 尤其是在复合地层中，刀具磨损不可避免，在刀具无法满足全
程掘进寿命要求的现状下，不得不寻求中途更换刀具的技术突 破。 刀具更换分为常压开舱更换和带压开舱更换两种方式，地质复 杂性、多变性和周边条件的局限性，尤其是深水江河下，很难 实现常压条件下开舱更换刀具，因此带压开舱更换刀具成为唯 一的选择。 带压开舱分为常规压缩空气条件下开舱和饱和压缩空气条件下 开舱两种形式，实践表明后一种开舱方法具有极大的优越性。
机构设置
项目经理部
综合办公室
工程管理部
财务部
物资部
安质部
计合部
科技部
设备部
试验室
管 片 预 制 场
盾 构 工 区
梅 子 洲 工 区
江 南 工 区
三、施 工 进 度
管片预制场
管片预制场：承担2070环管片和2070块口型构 件施工任务，目前管片预制完成1639环，口型 构件1839块。
盾构工区
刀盘伸缩
尾刷更换
5道盾尾密封刷------阻隔洞外高压泥水进隧道，尾刷
在掘进过程中如有损坏，最内侧两道可以检查和更换。
16.1m
5道盾尾刷隔离1MPa水压和土压
管片预制与拼装技术
管片预制
隧道管片：外径14.5m，内径13.3m，环宽2m，管片厚度0.6m，楔形量
为48mm。隧道衬砌采用单层管片，为通用环楔形管片，每环由10块管片构成。 其中标准块7块(B1，B2，B3，B4，B5，B6，B7)，邻接块2块(L1，L2)，封顶 块1块(F)。管片环与环之间用58根T30的纵向斜螺栓相连接，每环管片块与块 间以3根T36的环向斜螺栓连接，环向斜螺栓共30根。
可视化刀具检测系统
程掘进寿命要求的现状下，不得不寻求中途更换刀具的技术突 破。 刀具更换分为常压开舱更换和带压开舱更换两种方式，地质复 杂性、多变性和周边条件的局限性，尤其是深水江河下，很难 实现常压条件下开舱更换刀具，因此带压开舱更换刀具成为唯 一的选择。 带压开舱分为常规压缩空气条件下开舱和饱和压缩空气条件下 开舱两种形式，实践表明后一种开舱方法具有极大的优越性。
机构设置
项目经理部
综合办公室
工程管理部
财务部
物资部
安质部
计合部
科技部
设备部
试验室
管 片 预 制 场
盾 构 工 区
梅 子 洲 工 区
江 南 工 区
三、施 工 进 度
管片预制场
管片预制场：承担2070环管片和2070块口型构 件施工任务，目前管片预制完成1639环，口型 构件1839块。
盾构工区
刀盘伸缩
尾刷更换
5道盾尾密封刷------阻隔洞外高压泥水进隧道，尾刷
在掘进过程中如有损坏，最内侧两道可以检查和更换。
16.1m
5道盾尾刷隔离1MPa水压和土压
管片预制与拼装技术
管片预制
隧道管片：外径14.5m，内径13.3m，环宽2m，管片厚度0.6m，楔形量
为48mm。隧道衬砌采用单层管片，为通用环楔形管片，每环由10块管片构成。 其中标准块7块(B1，B2，B3，B4，B5，B6，B7)，邻接块2块(L1，L2)，封顶 块1块(F)。管片环与环之间用58根T30的纵向斜螺栓相连接，每环管片块与块 间以3根T36的环向斜螺栓连接，环向斜螺栓共30根。
可视化刀具检测系统
盾构穿越特殊地层施工技术PPT课件
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房屋预注浆加固根 据建筑物基础、地 质水文及隧道埋深 条件，对建筑物天 然基础下的松散土 体及管桩周边地层 进行主动注浆加固， 以改善天然基础地 层并加强管桩与土 体摩阻力。
房屋跟踪注浆加固根据建筑物 基础、地质水文及隧道埋深条 件，对隧道开挖中因失水、应 力释放等形成的间隙或松散土 层根据监控量测结果进行注浆， 当建筑物沉降变形监控量测值 大于设计警戒值（控制值的 80%）时应立即停止隧道开挖 及时对建筑物基础进行单排袖 阀管跟踪注浆（跟踪注浆加固 施工方法同预注浆加固方法）。
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为保证盾构施工期间大井头跨 线桥的安全，在桥桩基础外布 置两排斜向袖阀管，钻孔同排 间距0.8m，两排袖阀管距基础 边的距离根据基础深度来确定， 采用梅花型布置，尽量减小无 法加固区域；钻孔布置可根据 现场实际情况适当调整钻孔位 置及间距。整个注浆结束后采 取水泥砂浆进行封堵处理。注 浆深度为桩基基底以下2m或 进入微风化岩层则注浆深度入 微风化层0.5m。
用什么刀盘结构形式和刀具配置才能够使盾构机在整个隧道掘进过程中达到最小的刀具磨损、最少的换刀 次数和最快的掘进速度。 • 左线施工由中铁二十局施工，采用法国NFM技术北方重工生产的直径φ8.83m土压平衡式盾构机，右线施 工由中铁十六局施工，采用德国海瑞克生产的直径直径φ8.83m土压平衡式盾构机
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• 盾构施工机理和地质情况的限制，掘进时将引起地面隆起和沉降。如沉降或隆起超过建构筑物或管线允许 的变形控制极限，造成地面建构筑物和管线的变形、开裂，甚至建筑物倒塌，可能带来的纠纷对施工产生 不可忽视的影响，不但影响施工进度和施工安全，并且会造成严重的社会不良影响。
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房屋预注浆加固根 据建筑物基础、地 质水文及隧道埋深 条件，对建筑物天 然基础下的松散土 体及管桩周边地层 进行主动注浆加固， 以改善天然基础地 层并加强管桩与土 体摩阻力。
房屋跟踪注浆加固根据建筑物 基础、地质水文及隧道埋深条 件，对隧道开挖中因失水、应 力释放等形成的间隙或松散土 层根据监控量测结果进行注浆， 当建筑物沉降变形监控量测值 大于设计警戒值（控制值的 80%）时应立即停止隧道开挖 及时对建筑物基础进行单排袖 阀管跟踪注浆（跟踪注浆加固 施工方法同预注浆加固方法）。
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为保证盾构施工期间大井头跨 线桥的安全，在桥桩基础外布 置两排斜向袖阀管，钻孔同排 间距0.8m，两排袖阀管距基础 边的距离根据基础深度来确定， 采用梅花型布置，尽量减小无 法加固区域；钻孔布置可根据 现场实际情况适当调整钻孔位 置及间距。整个注浆结束后采 取水泥砂浆进行封堵处理。注 浆深度为桩基基底以下2m或 进入微风化岩层则注浆深度入 微风化层0.5m。
用什么刀盘结构形式和刀具配置才能够使盾构机在整个隧道掘进过程中达到最小的刀具磨损、最少的换刀 次数和最快的掘进速度。 • 左线施工由中铁二十局施工，采用法国NFM技术北方重工生产的直径φ8.83m土压平衡式盾构机，右线施 工由中铁十六局施工，采用德国海瑞克生产的直径直径φ8.83m土压平衡式盾构机
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• 盾构施工机理和地质情况的限制，掘进时将引起地面隆起和沉降。如沉降或隆起超过建构筑物或管线允许 的变形控制极限，造成地面建构筑物和管线的变形、开裂，甚至建筑物倒塌，可能带来的纠纷对施工产生 不可忽视的影响，不但影响施工进度和施工安全，并且会造成严重的社会不良影响。
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(推荐)大直径长距离盾构隧道施工技术PPT资料
• 由于掘进距离长，须充分考察挖掘线路上的土 质情况，综合考虑后选择适合和挖掘路线，提 前制定好应对复杂地形的方案，选用适应多种 土质的掘削刀具。应设置可以更换面板的装置， 或增加插入型超前刀具〔长短刀交替挖掘）。
• 提高施工测量精度。由于长距离施工，所以要 求隧道的轴线测量精度、盾构机的位置和方向 的控制精度及管片的拼装要有一个较大的提高。 如果才用盾构机相向开挖，则要控制贯通误差， 尤其是横向贯通误差。这就需要用到更精密的 仪器，如陀螺仪，高精度的GPS等。
盾适构于机 长要距•安离装盾盾制构冷的构装施置工。技机术特要征 安装制冷装置。由于连续长距离掘进， 刀具、刀盘等机内设备发热，故机内应考虑设 同步施工流水作业的实施。
盾构出洞前井外地基加固、出洞时盾构后盾管片设置及洞圈的处理。
置制冷装置，以冷却刀具、刀盘及机内各种发 热装置。
适于长距离盾构的施工技术特征
大直径长距离盾构隧道施工技术
小组成员:霍思逊〔ppt制作） 刘一鸣〔讲解）
王春天〔回答下列问题）
总述
• 不管是大直径长距离盾构施工隧道还是常 规的隧道开挖，他们的工艺流程上是大体 相同的，只是在个别的环节上，例如：精 度，安全级别，设备的功能提出了更高的 要求。
• 下面首先来分大直径和长距离两个方面来 分析盾构法施工的部分主要特征。
下面首先来分大直径和长距离两个方面来分析盾构法施工的部分主要特征。
刀盘、刀具〔碳化钨类E2、E3材料）、面板、盾尾封口、土砂仓入口、输泥管、压泥泵等构件的耐磨性要好，刀具的数量及在刀盘上 的布设方法等均应考虑对长距离挖掘有利的原则，特别是选用耐磨刀具和设置机内刀具更换装置尤为重要。
同步施工流水作业的实施。
上海崇明越江通道长江隧道工程是2019年前后世界最大直径〔衬砌外径15. 适于长距离盾构的施工技术特征
• 提高施工测量精度。由于长距离施工，所以要 求隧道的轴线测量精度、盾构机的位置和方向 的控制精度及管片的拼装要有一个较大的提高。 如果才用盾构机相向开挖，则要控制贯通误差， 尤其是横向贯通误差。这就需要用到更精密的 仪器，如陀螺仪，高精度的GPS等。
盾适构于机 长要距•安离装盾盾制构冷的构装施置工。技机术特要征 安装制冷装置。由于连续长距离掘进， 刀具、刀盘等机内设备发热，故机内应考虑设 同步施工流水作业的实施。
盾构出洞前井外地基加固、出洞时盾构后盾管片设置及洞圈的处理。
置制冷装置，以冷却刀具、刀盘及机内各种发 热装置。
适于长距离盾构的施工技术特征
大直径长距离盾构隧道施工技术
小组成员:霍思逊〔ppt制作） 刘一鸣〔讲解）
王春天〔回答下列问题）
总述
• 不管是大直径长距离盾构施工隧道还是常 规的隧道开挖，他们的工艺流程上是大体 相同的，只是在个别的环节上，例如：精 度，安全级别，设备的功能提出了更高的 要求。
• 下面首先来分大直径和长距离两个方面来 分析盾构法施工的部分主要特征。
下面首先来分大直径和长距离两个方面来分析盾构法施工的部分主要特征。
刀盘、刀具〔碳化钨类E2、E3材料）、面板、盾尾封口、土砂仓入口、输泥管、压泥泵等构件的耐磨性要好，刀具的数量及在刀盘上 的布设方法等均应考虑对长距离挖掘有利的原则，特别是选用耐磨刀具和设置机内刀具更换装置尤为重要。
同步施工流水作业的实施。
上海崇明越江通道长江隧道工程是2019年前后世界最大直径〔衬砌外径15. 适于长距离盾构的施工技术特征
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工程位置
浦口区
N线隧道
潜洲左汊
潜洲
S线隧道
潜洲右汊
梅子洲
梅子洲 右汊
江南
S线隧道工程地质纵断面图
工程概况
隧道结构：双层四车道
管片参数：
每 环： 7B+2L+1F 管片宽： 2000mm 管片厚： 600mm 楔形量： 48mm 安装方式：错缝拼装
双层4车道
Φ13.3m
衬砌厚0.6m
一个隧道，上下两层，四个车道，南上北下。
薄----最小覆土厚度0.6D(D为隧道直径） 长----盾构一次掘进距离长达(S线4135m）
S线4135m
0.6D
工程特点 险----地质条件复杂，需穿越卵石层、泥岩层、砂岩层，同时
沿线需穿越桩群和风井，并可能存在孤石、漂木、铁锚、沉船 等不明障碍物。
风井
二、管 理 体 系
机构设置
根据工程施工需要，中交隧道工程局有限 公司组建了项目经理部，项目经理部下设“七 部两室”：工程部、安质部、物资部、设备部、 科技部、财务部、计合部、试验室、综合办公 室。根据工程地域特点项目部下设四个工区： 盾构工区、梅子洲工区、江南工区和管片预制 场。
盾构开舱作业
1、泥膜的形成机理和泥水平衡
地层
泥浆渗透带 泥皮
在压力作用下，泥水中的悬浮颗粒
随着泥水渗入到开挖面土体颗粒空隙中，
泥浆
产生填充孔隙的阻塞和架桥效应，形成 泥膜。
压力泥水通过泥膜对挖掘面土体产生支撑的平衡效果。这种动态的 平衡就叫泥水平衡。
在盾构掘进中，盾构刀具不断地切削开挖面土体的过程，也是泥膜不 断地被破坏和再建立的循环过程。不同的地质其泥浆配置不同，泥膜形
B、硬岩工况-----滚刀冲前头、刮刀当助手
软土掘进状态 砂卵层、岩层掘进状态
常压更换切削刀
4个常压换刀舱：可常压更换80把主切削刀，保持软土掘进效 率
作 业 人 员 在 刀 盘 幅 条 内 更 换 刀 具
盾构开舱作业
近十年来，国内穿江越河的大直径盾构隧道建设得到了飞速的 发展。大直径、高水压、长距离是大型越江隧道的共同特点。
长距离掘进对盾构机刀具寿命提出了更高的要求。 尤其是在复合地层中，刀具磨损不可避免，在刀具无法满足全
程掘进寿命要求的现状下，不得不寻求中途更换刀具的技术突 破。 刀具更换分为常压开舱更换和带压开舱更换两种方式，地质复 杂性、多变性和周边条件的局限性，尤其是深水江河下，很难 实现常压条件下开舱更换刀具，因此带压开舱更换刀具成为唯 一的选择。 带压开舱分为常规压缩空气条件下开舱和饱和压缩空气条件下 开舱两种形式，实践表明后一种开舱方法具有极大的优越性。
地质特点
地质复杂：隧道穿越粘土层、粉细砂、中粗砂、卵砾石层以及中风化粉砂岩地层。
1468m
480m
580m
1607m
淤
粉
泥
砂
砂
卵
泥
角
层
岩
砾
岩
砂 岩
粉 质 粘
土
工程特点
xx江通道工程盾构隧道特点
1
大
开挖 直径 15.02
m
2
3
4
5
高
薄
长
险
水压高 石英含量 高管片
拼装 精度高
覆土厚度 0.6D
掘进距 离长 4135m
盾构工区：盾构掘进1324m，管片共拼装662环， 完成盾构段内部结构施工958m。
梅子洲工区
梅子洲工区：完成围护结构、水下开挖、混凝土 封底施工，地下主体结构基本完成，拟进入地上 风塔施工。
江南工区
江南工区： 完成盾构接 收井，连接 线的明挖基 坑工程基本 完工。
四、施工关键技术
汇报大纲
复合地层超大直径盾构掘进关键技术 管片预制与拼装技术 隧道结构防水 内部结构同步施工 临江超深圆形深基坑施工
成时间也各不相同。
盾构开舱作业
2、土层级配与建膜关系
泥浆直接从土体中逸散
泥浆在开挖面形成稳定泥膜
土层有级配、泥浆要匹配
盾构开舱作业
3、泥膜类型
根据泥浆在土体中渗透的深度和密封效果，可分为：泥皮泥膜 和渗透泥膜。
渗透泥膜的建膜速度快，对泥浆指标变 化的敏感度低，适用于盾构掘进中开挖面 的动态支护。缺点是泥浆滤量大。
xx江通道工程
超大直径盾构穿越复合地层 关键施工技术
xx隧道工程局有限公司 2014年4月28日
整体概述
概况一
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概况二
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概况三
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汇报提纲
➢ 工程简介 ➢ 管理体系 ➢ 施工进度 ➢ 项目施工关键技术
机构设置
项目经理部
综合办公室
工程管理部
财务部
物资部
安质部
计合部
科技部
设备部
试验室
管 片 预 制 场
盾 构 工 区
梅 子 洲 工 区
江 南 工 区
三、施 工 进 度
管片预制场
管片预制场：承担2070环管片和2070块口型构 件施工任务，目前管片预制完成1区
隧道穿越 上软下硬 复合地层
施工 风险大
15.02m
工程特点 大----盾构开挖直径达到15.02米，为目前世界上最大的泥水
平衡盾构机之一；
相当于5层楼高
工程特点
高----施工中承受的水压最高达0.74MPa，为国内之最；
复合地层岩石石英含量高达65%； 管片拼装精度高；
0.74MPa
工程特点
一、工 程 简 介
工程简介
xx江通道工程位于xx长江大桥和纬七路过江通道之间，距 离xx长江大桥约5km，连接xx主城区与浦口规划新市区，是xx 市城市快速路系统跨江成网的重要通道之一。xx江通道起于浦 口区浦珠路转盘西侧，向东南跨越丰子河路、北岸滨江大道， 北线（N线）穿越长江主航道、潜洲及夹江水道后与扬子江大 道相接，南线（S线）与扬子江大道交叉并下穿后，止于江东路， 和定淮门大街（xx路）连接。
复合地层超大直径盾构掘进关键技术
刀具配置
刀盘直径:15m 开口率：25.7%
固定滚刀： 19英寸双刃滚刀45把（可更换) 17英寸双刃滚刀6把(可更换）
可推出式滚刀： 面板 19英寸双刃滚刀32把（可
更换） 外周 19英寸双刃滚刀6把（不可
更换）
刀具配置
掘进工况
A、软土工况-----刮刀上前线、滚刀躲后边
泥皮泥膜的建膜速度慢，密封性好， 对泥浆指标变化的敏感度高，泥浆滤失 量小，一般用于开挖面的静态支护。缺 点是失水易开裂和剥落。
盾构开舱作业
4、带压作业的泥膜——复合泥膜 要求：气密性好； 滤失量小； 寿命长；
复合泥膜=渗透泥膜+泥皮泥膜
排水管