城市地铁盾构工法介绍

增大 / 减小螺旋输送机排放 速度
地下水 压 土压
三.盾构施工的主要环节
2 盾构掘进技术
➢ 土压平衡盾构掘进技术 盾构掘进系统： 刀具的选择 掘进模式 刀具的更换
三.盾构施工的主要环节
2 盾构掘进技术
➢ 土压平衡盾构掘进技术 渣土排运： 螺旋输送机 皮带运输 有轨与无轨运输
三.盾构施工的主要环节
二.盾构机的选型与配置
2 .盾构选型的地质与环境适应性
➢ 选型的原则：
掘得进、稳得住、出得来、成形快、环保好
➢ 地质影响因素：土砂层、岩层
一般来说对于土层或淤泥质地层，选择土压平衡盾 构；而砂层或卵石地层选择泥水；岩石地层选择土压盾 构；对于复合地层需要综合分析。
主要因素有：地层的渗透系数、岩土层的颗粒分布 与组份、岩石的强度、岩石的RQD指标、地质构造。
二.盾构机的选型与配置
1 盾构机选型的主要内容
➢ 盾构机基本类型的选择
土压盾构、泥水盾构、复二合盾构
➢ 盾构刀盘与刀具的选择 幅条式刀盘、面板式刀盘 滚刀、切刀、先行刀、超挖刀
➢ 主要功能的配置；
土压盾构：加泥装置、泡沫注入装置 泥水盾构：冲洗装置、气垫平衡装置 复合盾构：功能部件更换、多模式平衡功能
3 壁后注浆
➢ 同步注浆 通过盾尾内（外）置注 浆管与与掘进同步进行
砂卵石适应性 （粒径＞15cm）
适应性强，必要时可加滚刀。
不能加滚刀，刀头形式及数量较少。
刀盘扭矩
刀盘扭矩阻力大，需增加设备能力， 刀盘扭矩阻力小，设备造价低，适用
造价高。适用于硬土与岩石地层
于淤泥质地层与砂层。
隧道内刀头更换 由于有面板，在隧道内更换刀头时安 在隧道内更换刀头时安全性差，加固
安全性
一. 盾构法介绍
盾构法具有安全、可靠、快速、环保等优点，目 前，该方法已经在我国的地铁建设中得到了迅速的发 展。据不完全统计，至今我国各城市地铁采用的盾构 机已有近200多台，基本上是土压平衡盾构和泥水平 衡盾构两种机型。
一. 盾构法介绍
我国盾构技术的进步表现在4个方面：①掌握了盾 构机的选型和配套技术，与外国合作设计生产盾构机， 配套施工设备包括管片模具完全能够自行设计制造； ②掌握了盾构隧道的设计和结构计算技术以及防水技 术；③掌握了盾构掘进控制技术，控制洞内和地面沉 降技术。④掌握了不同地质条件和复杂环境条件下的 施工及相关的施工技术。
➢ 始发轴线的控制 曲线始发 高层控制
三.盾构施工的主要环节
2 盾构掘进技术
➢ 泥水平衡盾构掘进技术 泥水盾构的三大系统： 盾构掘进 环流 泥水处理
三.盾构施工的主要环节
2 盾构掘进技术
➢ 土压平衡盾构掘进技术
土压平衡盾构的二大系统：
盾构掘进
渣土排放
土仓压力控制因素图 增大/减小推进速度
全可靠性相对好。
土体费用高。
二.盾构机的选型与配置
3 刀盘及刀具的选择与应用
➢ 刀具的分类
球齿滚刀
滚压破岩 刀具
楔齿滚刀 盘形滚刀
掘进刀具
切削破岩 刀具
切刀 齿刀
辅助刀具
刮刀 超挖刀
三.盾构施工的主要环节
1 盾构始发
➢ 始发端头的地层加固 旋喷、搅拌、冻结
➢ 洞门的破除 检查与破除时机
➢ 洞门密封 折叠密封、钢护套密封
二.盾构机的选型与配置
2 盾构选型的地质与环境适应性
➢ 环境因素：建构筑物、场地环境、工程投资 作为控制地层变形能力评判，泥水盾构优于土压盾
构；但是由于泥水处理系统的需要，工作场地要求大。 从工程投资角度考虑，一般泥水盾构施工的成本高
于土压盾构的15~20%；且泥水系统会造成噪音污染。
二.盾构机的选型与配置
盾构的发展历程
▪ 1986年，中铁隧道集团研制出半断面插刀盾构，并经 过了工业性试验。
盾构的发展历程
▪ 1987年，上海隧道股份研制成功了我国第一 台4.35m加泥式土压平衡盾构 。
▪ 1990年，上海地铁1号线Baidu Nhomakorabea程全线开工，18km 区间隧道采用7台由法国FCB公司、上海隧道 股份、上海隧道工程设计院、沪东造船厂联 合制造的6.34m土压平衡盾构。
盾构的发展历程
▪ 我国盾构的开发与应用始于1953年，东北阜 新煤矿用手掘式盾构修建了直径2.6m的疏 水巷道
盾构的发展历程
▪ 1965年3月，江南造船厂制造了2台直径5.8m的网格挤 压盾构。
▪ 1966年5月，中国第一条水底公路隧道——上海打浦路 越江公路隧道工程由江南造船厂制造的直径10.22m网 格挤压盾构施工。
一. 盾构法介绍
我国盾构掘进速度最高已达到月进400m以上，平 均进度一般为月进160～200m，最高平均进度可达月 进240m。地表沉降可控制在＋10～－30mm以内， 可以在距既有建、构筑物不足1m的距离安全掘进隧道， 既有建、构筑物的变形量可控制在2～5mm以下；隧 道轴线误差可控制在30～50mm以内。
3 刀盘及刀具的选择与应用
➢ 刀盘面板的分类 面板式刀盘
辐条式刀盘
二.盾构机的选型与配置
3 刀盘及刀具的选择与应用
➢ 刀盘型式的选择
刀盘特性比较
刀盘形式 比较项目
面板式
幅条式
砂、土适应性 由于开挖面土体受面板开口影响，渣 仅有几根幅条，同时幅条后均设有搅 （粒径＜15 cm） 土进入渣舱不顺畅，易粘结，易堵塞。 拌叶片，土、砂流动顺畅，不易堵塞。
城市地铁盾构工法介绍
提纲
一. 盾构法介绍 二.盾构机的选型与配置 三.盾构施工的主要环节
盾构的发展历程
最早发明盾构的思路是来自于一个有趣的发现. 1806年，法国工程师马克•布鲁诺尔（Marc Isambrd Brunel）在伦敦的一艘船上,发现船的木板中，有一 种蛀虫钻出孔道，并用它自己分泌的液体涂在孔壁 上,在蛀虫钻孔的启示下，布鲁诺尔构思了盾构掘进 隧道的原理,并注册了专利。
盾构的发展历程
▪ 盾构的问世已有183年的历史。1825年，马克•布鲁 诺尔第一次在伦敦泰晤士河下用一个断面高 6.8m，宽11.4m 的矩形盾构修建 了第一条盾构法 隧道。
盾构的发展历程
施工中遇到了坍方和水淹，1828年1月12日，第一次出 现洪水停工,伦敦地下铁道公司的Callodam曾向布鲁诺尔提出 采用压缩空气的建议，然而布鲁诺尔未采纳。在经历了5次 特大洪水后，历经18年直到1843年才完成了这条全长458m的 隧道。