土压平衡盾构隧道施工工艺简介(讲
土压平衡盾构施工简介
（5）龙门吊
区间配置16T龙门吊一台，45T龙门吊两台，沿管片堆放场、盾构材料堆放场、渣土池及工 作井、出土口之间设置龙门吊轨道梁，用于调运渣土、调运材料分别安装龙门吊供专门使
用，龙门吊轨道基础尽量与车站施工合建，注意与监理沟通龙门吊轨道基础方案报批。
（6）砂浆站
临近始发井口或者出土口设置砂浆站，并配置80T以上水泥罐、砂池、膨润土及水泥堆放场，
4、 盾构机组装应注意的问题 5、 盾构机调试应注意的问题
（三）盾构始发及试掘进
1、负环管片安装 2、洞门密封与洞门破除
3、盾构始发
（四）盾构正常掘进
1、 掘进模式与主要参数控制 2 、掘进方向控制
（五）盾构到达及盾构解体吊出等过程
（六）联络通道施工 （七）洞门施工
（八）盾构施工测量与监测
（一）盾构施工整体筹划（人、机、料、法、环）
构始发定位是否准确关系到盾构机开始掘进时，盾构机的实际中线和设计中线的偏差大小
以及盾构机的掘进姿态是否理想等问题，所以应该给予足够的重视，在整个托架定位放样 过程，包括内业资料计算，都必须有相应的检查和复核，确保定位准确，符合策划要求。
（3）托架的重要作用是：支撑300吨重的盾体，使之保持稳定；为盾构机的井下安装提供平台；
隧道盾构法施工 盾构法的工作原理
土压平衡盾构机
泥水盾构机
盾构法施工工艺
2土压平衡盾构
土压平衡盾构是在机械式盾构的前部设置隔板，在刀盘的旋转作用下，刀具切削开挖面的 泥土，破碎的泥土通过刀盘开口进入土仓，使土仓和排土用的螺旋输送机内充满切削下来的 泥土，依靠盾构千斤顶的推力通过隔板给土仓内的土渣加压，使土压作用于开挖面以平衡开 挖面的水土压力。
03
盾构法的工作原理
盾构法施工工艺
1概述
盾构施工时，盾构机头部可以安全地开挖地层 ,尾部可以装配预制管片或 砌块，迅速地拼装成隧道永久衬砌。推进过程主要依靠盾构机内部设置的千 斤顶。
盾构法施工工艺
1概述
根据开挖面的支护形式，目前应用最广的是土压平衡盾构(土压平衡支护 式)和泥水盾构(泥浆支护式)两种机型盾构机。
盾构法施工工艺
2土压平衡盾构
土压平衡盾构的 “模式”可分为敞开式、半敞开式、闭胸式三种。
土压平衡模式
敞开式模式
加气模式 （半敞开模式）开式模式
在掌子面足够稳定并且涌水能够被控 制时，采用‘敞开’模式作业。
在敞开模式下，刀具切削开挖面土体， 切削土进入土仓，通过位于土仓底部的螺 旋输送机将碴土排出。在土仓的底部，要 有足够的碴土供应螺旋输送机出碴用，土 仓的其他空间是空的。
敞开模式下，土仓通过螺旋输送机的 出料口与隧道相通。当推进停止时，可以 随时进入开挖仓而无需采取其他措施
盾构法施工工艺
2土压平衡盾构
加气模式（半敞开模式）
在掌子面具有足够的自稳能力，且 水压小于1.5bar的地层中，采用半敞 开模式掘进。半敞开式作业时，土仓 下部是刀盘切削下来的碴土，上部为 压缩空气。半敞开式作业的开挖和推 进与敞开式作业基本一致
盾构法施工工艺
土压平衡盾构施工技术
土压平衡盾构施工技术一、盾构施工法概述1.盾构施工程序。
盾构施工法与矿山法相比具有的特点是地层掘进、出土运输、衬砌拼装、接缝防水和盾尾间隙注浆充填等主要作业都在盾构保护下进行，因而是工艺技术要求高、综合性强的一类施工方法。
其主要施工程序为：建造盾构工作井；盾构机安装就位；出洞口土体加固处理；初推段盾构掘进施工；隧道正常连续掘进施工；盾构接收井洞口的土体加固处理；盾构进入接收井解体吊出。
2.盾构施工优点。
盾构施工与矿山法施工具有以下优点：地面作业少，隐蔽性好，因噪音、振动引起的环境影响小；自动化程度高、劳动强度低、施工速度快；因隧道衬砌属工厂预制，质量有保证；穿越地面建筑群和地下管线密集的区域时，周围可不受施工影响；穿越河底或海底时，隧道施工不影响航道，也完全不受气候影响；对于地质复杂、含水量大、围岩软弱的地层可确保施工安全；在费用和技术难度上不受覆土深度影响。
二、盾构推进隧道施工1. 掘进原理。
盾构在粉质粘土、粉质砂土和砂质粉土等粘性土层中掘进施工时，由刀盘旋转切削下来的土体进入密封土仓后，可对开挖面地层形成被动土压力，与开挖面上的主动土压力相抗衡。
使开挖面的土层处于稳定状态。
当盾构推进时，启动螺旋输送器排土，使排土量等于开挖量，即可使开挖面地层始终处于稳定。
排土量一般通过调节螺旋输送器转速和出土口装置予以控制。
当地层含砂量超过某一限度时，因土的摩阻力大、渗透系数高、地下水丰富等原因，泥土塑流性将明显变差，密封仓内的土体可因固结作用而被压密，导致渣土难于排出，甚至形成泥饼而无法推进，而且单靠切削土提供的被动土压力，常不足以抵抗开挖面的水土压力。
出现这种状况时，可向密封仓内注入水、泡沫、膨润土等，同时进行搅拌，以期适当改善仓内土体的塑流性，顺利排土。
2.轴线控制。
盾构轴线的控制是盾构推进施工的一项关键技术，怎样控制盾构能在已定空间轴线的允许偏差范围内是必须掌握的技术，在实际施工中盾构推进轴线控制不可能是理想的状况，轴线控制不佳状况除地质不均匀引起的正面阻力不均匀及隧道的平面和竖曲线要求外，往往是产生于人为因素，这是指施工不精心及对轴线控制操作技术水平不够两个原因，而后者占多数。
盾构施工工艺流程及重大工艺简介[详细]
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安装反力架
洞门凿除
拼装负环管片 始发掘进
洞门密封盾尾注浆回填
盾构正常掘进
➢盾构始发
盾构始发、到达是盾构施工过程中的事故多发地带，其 中端头加固效果直接关系到盾构能否安全始发、到达。选择 合适的加固工法和必要的加固检测手段，是保证盾构法隧道 顺利施工的重要环节。
1）冻结法加固：加固止水效果良好，但造价高，解冻融沉沉 降大；
2）盾构进场运输必须由具有 资质的大件运输公司实施；
3）盾构吊装由具有资质的专 业队伍负责起吊；
4）作业前需对吊机工作区域 进行加固提高地基承载力。
台车轨道及始 发基座安装
组装场 地准备
吊机组装就位
台车吊装与管线连接
主机吊装与连接
安装反力架
空载调试
➢盾构始发
盾构吊装场地布置图
➢盾构始发
主机大件翻身
➢盾构选型
选型 步骤
➢复合盾构与软土盾构选择 ➢土压盾构与泥水盾构选择 ➢主要功能部件进行选择和设计 ➢后配套施工设备
➢盾构设计与制造
监造
无工厂组装技术
➢端头加固
端头加固方法需结合地质情况及地下水位综合考虑，常用的加固 形式有：高压旋喷加固、搅拌桩加固、注浆加固、冻结加固、素混 凝土墙与井点降水等。
盾构施工工艺流程及重大工艺简介
杨钊 中交二航局技术中心
2014年9月17日
汇报内容
一、概述 二、盾构施工工艺流程 三、盾构施工重大工艺简介
一、概述
盾构法是使用所谓的“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、衬砌作业修建隧道的方法。
盾构施工工艺流程图
二、盾构施工工艺流程
➢盾构选型
盾构选型，即选择区间隧道合适的盾构机和配套设备。
盾构施工技术简介
盾构施工技术简介盾构施工技术简介盾构施工技术是一种现代化的地下隧道施工方法，通过使用盾构机械设备在地下挖掘隧道，并同步施工衬砌，以实现隧道的快速、高效建设。
下面将对盾构施工技术进行详细的介绍。
一、盾构施工技术概述1.1 盾构概述盾构是一种具有盾体的特殊地下隧道掘进机械，由推进机构、导向机构、土压平衡系统和支撑系统等组成。
盾构机的工作原理是通过推进机构将盾体向前推进，同时利用盾体周围的土层形成土压平衡，并通过导向机构保持盾构机的稳定性。
1.2 盾构施工流程盾构施工的一般流程包括勘探、设计、生产、安装、施工和监测等阶段。
勘探阶段主要进行地质勘查和隧道线路规划；设计阶段进行隧道结构设计和盾构施工方案设计；生产阶段包括盾构机的制造和组装；安装阶段将盾构机运到施工现场并进行安装；施工阶段进行盾构掘进和衬砌等工作；监测阶段对隧道进行监测和调整。
二、盾构机分类及工作原理2.1 盾构机分类盾构机可分为硬岩盾构机、软岩盾构机和土壤盾构机。
硬岩盾构机适用于岩石隧道工程；软岩盾构机适用于软弱岩体和半软岩体；土壤盾构机适用于土壤隧道工程。
2.2 盾构机工作原理盾构机的工作原理是通过盾体推进机构和导向机构的配合，将盾体向前推进，同时控制土层压力平衡，并进行同时施工衬砌的工作。
三、盾构施工工艺3.1 盾构施工准备工作盾构施工前需进行隧道环境调查、地质勘探、盾构机的组装和调试、施工现场的准备等工作。
3.2 盾构机掘进盾构机掘进包括与地质条件相关的盾构机选择、盾构机的启动、推进等工作。
3.3 盾构衬砌盾构机掘进当地完成后，需对隧道进行衬砌工作，包括预埋管片、衬砌混凝土的浇筑、检查和修复等工作。
四、盾构施工中的技术难点4.1 地质条件的复杂性不同地质条件下的盾构施工存在不同的技术难点，如地层软弱、地下水位较高等。
4.2 岩土纵横交错的地质情况盾构施工中，遇到岩土纵横交错的地质情况，需要根据实际情况调整施工方法和技术参数。
五、盾构施工的安全与环保5.1 盾构施工安全盾构施工需要严格遵守相关的安全规定，包括操作员的培训、设备的检测和维护等。
(完整版)土压平衡盾构课件
• 超挖刀照片
2、刀盘支撑：
• 构造：由固定部(齿轮箱部分)、回转部、主轴承和 密封部分构成，固定部由盾构主机前侧切口环支撑 固定。
• 主轴承承受切削刀盘的轴向、径向负荷和力矩，支 撑刀盘的回转及传动。
1、切削刀盘
• 形式：平面面板式、顺、逆时针回转方向掘削。 • 构造：钢板焊接结构。 • 刀盘前面设有5处注泥口，刀盘背面设有搅拌棒。 • 切削刀盘由6根圆柱形中间悬梁通过主轴承由刀
盘支撑结构支撑。由8台减速变频电机驱动。
• 刀盘面装备有切削刀、边刀、箭形刀等，刀盘配备有2套 超挖刀(1套为预备)。
• 切削刀、刮刀的安装采用辐条二侧螺栓连接、背装式设 计，方便作业人员在刀盘背后（土仓内）进行刀具的拆 装工作。
中心切削刀
正面切削刀
周边刮刀
先行刀
• 超挖刀：
• 形式：液压油缸驱动式。
• 构造：由超挖刀、驱动油缸、导向滑动机构构成，可 对盾构机外周土体进行超挖。以圆周的16分之 1(22.5゜) 为设定单位，在0゜～359゜超挖范围内进 行设定。超挖刀配备有2套(其中一套为预备用)。
四、土压平衡盾构机构造 （以小松TMX634为例）
• 土压平衡盾构机主要由盾壳、开挖系统、推 进系统、排土系统、管片拼装系统、油压、 电气、控制系统、姿态控制装置、导向系统、 壁后注浆装置、后拖台车、集中润滑装置、 超前钻机及预注浆、铰接装置、通风装置、 碴土改良装置及其他一些重要装置如人闸等 组成。
所有盾构的形式，其本体从工作面开始均可分 为切口环（前体）、支承环（中体）和盾尾三部 分，借以外壳钢板联成整体。
盾构主机
1、 盾构机本体：
❖ 在切口环部设有安装刀盘及刀盘支撑的结构，在土仓胸板下 部安装有螺旋机。
盾构施工工序及要领介绍
➢始发基座
根据复核的盾构始发线路，进行 始发基座的定位。常用钢结构或混凝 土现浇方式。
二、盾构施工工序
1 盾构始发 ➢洞门密封
为了防止盾构始发掘进时泥土、地下 水从盾壳和洞门的间隙处流失，以及盾 尾通过洞门后背衬注浆浆液的流失，在 盾构始发时需安装洞门临时密封装置， 常用单折叠密封、地下水位丰富及大直 径盾构采用双道密封装置或其它形式 （尾刷等），由帘布橡胶板、圆环板、 折页压板等组成。同时可在工作井结构 施工时预埋注浆管，在延长洞门钢环上 焊接注浆管，各注浆管均布置在上半断 面。
膨润土溶液 进浆管
排浆管
泥水平衡盾构
二、盾构施工工序
1、盾构始发 2、土压平衡盾构掘进 3、泥水平衡盾构掘进 4、管片壁后注浆 5、方向控制盾构始发
端头加固并检查加固效果
盾构始发施工包括：始发端头地层加固、 始发台施工
降水井施工、始发基座定位、洞门密封安装、 洞门破除、盾构组装调试、反力架支持系统、 延长洞门及密封安装
二、盾构施工工序
1 盾构始发
➢始发端头地层加固
加固范围：在具备条件下满足盾构刀盘在出加固区前，盾尾完全进入土体， 洞门橡胶密封与管片间形成密封环后进行注浆（砂浆、双液浆）填充，同时进 行密封与管片间缝隙的封堵。再次掘进土仓可建立平衡压力、洞门封堵完成。
如：盾构直径11.65m，主机长度11.7m。加固范围：纵向长15m（结构 0.8m+1m连续墙）、隧道外轮廓以外两侧各3m、加固深度隧道外轮廓底以下3m。
土压平衡盾构工作原理和结构
土仓压力=地下水压+土压
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㈢土仓压力控制原因
增大/减小推动速度
地下水压/土压
增大/降低碴土排量
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㈣土仓压力对地表旳影响
压力过小地表 沉降
压力过大地表 隆起
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土压平衡盾构构成
按构造分：主机和后配套。 按功能分：控制系统、主驱动系统、推动系统、出碴系统、管片运送及 拼装系统、注浆系统、注脂系统、碴土改良系统、供电系统等。
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㈡类型及模式
为适应多种不同类型地层及盾构工作方式旳不同，盾构主要有 下列三种类型、四种模式：
三种类型： ☆软土盾构机； ☆硬岩盾构机； ☆混合型盾构机。
四种模式： ☆敞开式； ☆半敞开式； ☆土压平衡式； ☆气压式。
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㈠工作原理
刀盘旋转切削泥土经过刀盘开口被压进土舱，经过螺旋机转到皮带 机上，然后输送到碴车里。盾构在推动油缸旳推力作用下向前推动，盾 壳对挖掘出旳还未衬砌旳隧道起着临时支护作用，承受周围土层旳土压 和水压以及将地下水挡在盾壳外面。掘进、排土、衬砌等作业在盾壳旳 掩护下进行。
主要作用： ☆实现主机旳向前推动 ☆实现掘进速度旳调整 ☆实现盾构方向旳调整
上 部
左部
右部
下部 28
⑸碴土改良系统
主要作用： ☆改善碴土流塑性，有利于碴土顺畅排出 ☆降低碴土密实度并减小摩擦 ☆拓宽盾构旳适应范围
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⑹注浆系统
主要作用： ☆管片壁后空隙填充，控制地表沉降 ☆形成壁后屏障，形成防水层 ☆稳定管片与周围岩体一体化
1—刀盘；2--土舱；3—承压 隔板；4—人舱；5—推动千 斤顶；6—盾尾密封；7—管 片；8—皮带机；9—拼装机；
10—主驱动；11—螺旋机
《土压平衡盾构》课件
结语
1 土压平衡盾构技术的优点
该技术能够提高施工效率，减少环境破坏，并且能够应用于各种不同的隧道项目。
2 未来发展趋势
随着城市建设的持续推进，土压平衡盾构技术将继续发展，并在更多领域得到应用。
3 展望与展示
我们期待土压平衡盾构技术未来的创新和突破，为城市建设贡献更多的力量。
参考文献
1. 土压平衡盾构技术发展历程 2. 盾构技术的前世今生 3. 城市建设中盾构技术的应用前景
《土压平衡盾构》PPT课 件
土压平衡盾构是一种先进的隧道掘进技术，在城市建理、应用案例、施工注意事项以及未来 发展趋势。
盾构简介
改变城市面貌
盾构技术可以高效、安全 地掘进隧道，改变城市的 交通和建设方式。
大规模工程
盾构通常用于大型基础设 施项目，如地铁、水利工 程和石油管道。
提高施工效率
与传统爆破掘进相比，盾 构技术能够减少噪音和对 周围环境的影响。
土压平衡技术概述
1 防止地层塌方
土压平衡技术利用循环水系统平衡隧道周围土层的土压力，防止塌方。
2 减少环境破坏
与其他掘进方法相比，土压平衡盾构减少了地面沉降和振动对周围环境的影响。
3 确保施工安全
土压平衡技术可以在挖掘隧道时提供良好的稳定性，降低事故发生的风险。
土压平衡盾构的工作原理
1
工作原理概述
土压平衡盾构利用液压系统平衡土压
盾构机结构与作用
2
力，并推进隧道掘进机。
盾构机包括刀盘、推进缸和支撑系统
等组件，这些组件合作推进隧道。
3
循环水系统的作用
循环水系统用于平衡和控制土层的水
土压平衡系统的作用
4
压力，保证隧道施工的稳定性。
加泥式土压平衡盾构施工技术
加泥式土压平衡盾构施工技术中铁十六局盾构工程项目经理部内容提要：本文详细介绍了土压平衡盾构机组成、工作原理，并结合深圳地铁7标段盾构隧道的施工，重点对盾构隧道的主要施工过程和关键工艺技术进行总结和分析。
关键词：土压平衡盾构施工技术一、盾构施工法概述及盾构机的选型1．1盾构施工法概述盾构施工法于19世纪初在英国开始使用，经过反复摸索，在近30～40年间取得了飞速发展，现在，该施工法已同矿山法一起成为城市隧道施工的两大主要施工方法。
20世纪90年代该项技术被引进我国，主要集中应用盾构技术来进行上、下水道、电力通讯隧道、人防工事、地铁隧道等施工。
目前在上海、广州、深圳、南京等城市已经开始采用盾构法来施工地铁隧道，盾构法在国内逐渐开始发展普及。
盾构施工法与矿山法相比具有的特点是地层掘进、出土运输、衬砌拼装、接缝防水和盾尾间隙注浆充填等主要作业都在盾构保护下进行，因而是工艺技术要求高、综合性强的一类施工方法。
其主要施工程序为：1、建造盾构工作井2、盾构机安装就位3、出洞口土体加固处理4、初推段盾构掘进施工5、隧道正常连续掘进施工6、盾构接收井洞口的土体加固处理7、盾构进入接收井解体吊出盾构施工与矿山法施工具有以下优点：1、地面作业少，隐蔽性好，因噪音、振动引起的环境影响小；2、自动化程度高、劳动强度低、施工速度快；3、因隧道衬砌属工厂预制，质量有保证；4、穿越地面建筑群和地下管线密集的区域时，周围可不受施工影响；5、穿越河底或海底时，隧道施工不影响航道，也完全不受气候影响；6、对于地质复杂、含水量大、围岩软弱的地层可确保施工安全；7、在费用和技术难度上不受覆土深度影响。
盾构法施工也存在一些缺点：1、一次性投入大，施工设备费用较高；2、覆土较浅时，地表沉降较难控制；3、用于施作小曲率半径（R＜20D）隧道时掘进较困难。
1．2盾构机的选型盾构施工法大体上分为开放式和封闭式两种。
开放式就是没有隔墙而工作面开放的盾构，考虑到确保工作面稳定、高压气下的作业环境等问题，目前已基本上不再采用这个方法。
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)
土压平衡盾构施工工艺
土压平衡盾构施工工艺土压平衡盾构的基本原理是用一件有形的钢质组件沿隧道设计轴线开挖土体而向前推进。
土压平衡盾构属封闭式盾构。
盾构另一个作用是能够承受来自地层的压力，防止地下水或流砂的入侵。
01工作原理1.盾构机的掘进液压马达驱动刀盘旋转，同时启动盾构机推进油缸，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，被切削下来的渣土充满泥土仓，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，再通过盾构井口垂直运至地面。
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塌或隆起，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。
3.管片拼装盾构机掘进一环的距离后，通过管片拼装机通缝或错缝拼装单层衬砌管片，使隧道—次成型。
02操作工艺盾构掘进时泥土质量控制1.泥土压力控制。
盾构中的泥土压力可通过以下3种方式调节：（1）调节螺旋输送机的转数；（2）调节盾构千斤顶的推进速度；（3）两者组合控制。
2.泥土塑流性控制。
泥土的塑流性可通过以下4种方法测试。
（1）土仓内的土压。
可通过设在盾构隔板上的土压计测定，是判断泥土塑流性的一种简洁方法。
（2）盾构负荷。
由掘削扭矩、螺旋输送机的扭矩等负荷的变化推定泥土的塑流性。
（3）螺旋输送机的排土效率。
泥土塑流性好的情况下，从螺旋输送机的转数算出的排土量与计算掘削土量的相关性较高。
（4）排土形状测量。
根据目测排土状况或者泥土取样的坍落度试验可以判定泥土的塑流性。
3.防止刀盘泥饼的形成：（1）土舱内水、土、气压力设定值不宜过高，应设法减小刀盘与正面岩土的挤压应力；（2）采取发泡剂等措施切断裂隙水的通道，防止地层中裂隙水涌入；（3）合理布设刀盘刀具，遇到塑性大、裂隙水丰富的风化岩土时，应及时拆除滚刀；（4）向刀盘正面压注一定量的发泡剂或润滑水，减小刀盘与正面土体的碾磨力，同时还可增加破碎的流塑性；（5）在土舱内加以适当的气压，提高螺旋输送机的排土能力。
盾构机工作原理及施工工艺简介最终版演示文稿
土压平衡盾构施工工艺
土压平衡盾构施工工艺3.6.1工艺概述土压平衡盾构施工中,由刀盘切下的弃土进入土仓，形成土压，土压超过预先设定值时，土仓门打开，部分弃土通过螺旋机排出土仓，从而保持土仓内土压平衡，土仓内的土压反作用于挖掘面，防止地层的坍塌。
3.6.2作业内容一、启动皮带机、刀盘、螺旋输送机等机电设备，根据测量系统面板上显示的盾构目前滚动状态选择盾构旋向按钮，一般选择能够纠正盾构滚动的方向；开启螺旋输送机的出渣口仓门并开始推进。
二、根据测量系统屏幕上指示的盾构姿态，调整各组推进油缸的压力至适当的值，并逐渐增大推进系统的整体推进速度。
三、在盾构的掘进过程中，值班工程师及设备主管人员随时注意巡检盾构的各种设备状态，如泵站噪声情况，油脂及泡沫系统原料是否充足，轨道是否畅通，注浆是否正常等。
操作室内主司机应时刻监视螺旋输送机出口的出渣情况，根据测量系统屏幕上显示的值调整盾构的姿态。
发现问题立即采取相应的措施。
四、掘进完成后停止掘进按以下顺序停止掘进：停止推进系统、逐步降低螺旋输送机的转速至零、停止螺旋输送机、关闭螺旋输送机出渣口仓门、停止皮带机、停止刀盘转动。
3.6.3质量标准及验收方法1、盾构本体滚动角不大于 3 度。
2、盾构轴线偏离隧道轴线不大于 50mm。
3、盾构推进过程中壁后注浆不小于设计方量，设计方量根据地质情况、地表监测情况调整。
4、根据横向偏差和转动偏差，应采取措施调整盾构姿态，防止过量纠偏。
5、盾构停止掘进时应采取适当措施稳定开挖面，防止坍塌。
6、必须对盾构姿态和管片姿态进行人工复合测量。
3.6.4工艺流程图以两趟列车完成一个掘进循环为例。
- 221 -图3.6.4-1 掘进控制流程图3.6.5工序步骤及质量控制说明一、工序步骤1.掘进准备工作就绪后，先启动水平运输设备，后启动螺旋输送机。
2.由盾构司机按有关盾构设备操作规定对推进系统进行检查和操作后即开始掘进，同时观察螺旋输送机排渣情况是否正常。
3.推进完成后，使盾构停留在管片安装模式下，并随时观察土仓内土压变化采取保压措施，- 222 -- 223 -防止掌子面坍塌，同时开始管片安装。
土木工程知识点-土压平衡盾构施工系统及施工流程
土木工程知识点-土压平衡盾构施工系统及施工流程压平衡式盾构又称削土密闭式或泥土加压式盾构。
其施工方法是保持开挖面的稳定，在切削刀盘后面的密封腔内充满开挖下来的土砂，并保持一定土压力。
因为近来有几个网友在后台留言，所以小编给你们整理了这篇内容，帮助你们学习土压平衡盾构的发展基于挤压式盾构和泥水盾构，始于日本，20世纪70年代初，第一台土压平衡盾构由日本设计制造，直径3.72m。
1985年国内第一次引进土压平衡盾构，直径4.33m，1987年国内首台土压平衡盾构研制成功，直径4.35m。
特点：施工中基本不使用土体加固等辅助施工措施，节省技术措施费，并对环境无污染；根据土压变化调整出土和盾构推进速度，易达到工作面的稳定，减少了地表变形；对掘进土量能形成自动控制管理，机械自动化程度高、施工速度快。
原理：土压平衡盾构掘进机是利用安装在盾构最前面的全断面切削刀盘，将正面土体切削下来进入刀盘后面的贮留密封仓内，并使舱内具有适当压力与开挖面水土压力平衡，以减少盾构推进对地层土体的扰动，从而控制地表沉降，在出土时由安装在密封仓下部的螺旋运输机向排土口连续的将土碴排出。
土压平衡原理土仓压力控制因素适用特点：在易发生流砂的地层中能稳定开挖面，可在正常大气压下施工作业，无需用气压法施工；泥水压力传递速度快而均匀，开挖面平衡土压力的控制精度高，对开挖面周边土体的干扰少，地面沉降量的控制精度高；盾构出土由泥水管道输送，速度快而连续；减少了电机车的运输量，施工进度快；刀具、刀盘磨损小，易于长距离盾构施工；刀盘所受扭矩小，更适合大直径隧道的施工；需要较大规模的泥水处理设备及设置泥水处理设备的场地。
有人认为建立新形式的标准化始走向建筑和谐的唯一道路，并且能用建筑技术加以成功地控制．而我的观点不同，我要强调的是建筑最宝贵的性质是它的多样化和联想到自然界有机生命的生长．我认为着才是真正建筑风格的唯一目标．如果阻碍朝这一方向发展，建筑就会枯萎和死亡．要使建筑结构适合于环境，要注意到气候，地位和四周的自然风光，在结合目的来考虑的一切因素中，创造出一个自由的统一的整体，这就是建筑的普遍课题，建筑师的才智就要在这个可提到完满解决上体现。
土压平衡盾构施工
土压平衡盾构施工一、工艺概述土压平衡盾构施工中,由刀盘切下的弃土进入土仓，形成土压，土压超过预先设定值时，土仓门打开，部分弃土通过螺旋机排出土仓，从而保持土仓内土压平衡，土仓内的土压反作用于挖掘面，防止地层的坍塌。
二、作业内容1、启动皮带机、刀盘、螺旋输送机等机电设备，根据测量系统面板上显示的盾构目前滚动状态选择盾构旋向按钮，一般选择能够纠正盾构滚动的方向；开启螺旋输送机的出渣口仓门并开始推进。
2、根据测量系统屏幕上指示的盾构姿态，调整各组推进油缸的压力至适当的值，并逐渐增大推进系统的整体推进速度。
3、在盾构的掘进过程中，值班工程师及设备主管人员随时注意巡检盾构的各种设备状态，如泵站噪声情况，油脂及泡沫系统原料是否充足，轨道是否畅通，注浆是否正常等。
操作室内主司机应时刻监视螺旋输送机出口的出渣情况，根据测量系统屏幕上显示的值调整盾构的姿态。
发现问题立即采取相应的措施。
4、掘进完成后停止掘进按以下顺序停止掘进：停止推进系统、逐步降低螺旋输送机的转速至零、停止螺旋输送机、关闭螺旋输送机出渣口仓门、停止皮带机、停止刀盘转动。
三、质量标准及验收方法1、盾构本体滚动角不大于3度。
2、盾构轴线偏离隧道轴线不大于50m m。
3、盾构推进过程中壁后注浆不小于设计方量，设计方量根据地质情况、地表监测情况调整。
4、根据横向偏差和转动偏差，应采取措施调整盾构姿态，防止过量纠偏。
5、盾构停止掘进时应采取适当措施稳定开挖面，防止坍塌。
6、必须对盾构姿态和管片姿态进行人工复合测量。
四、工艺流程图以两趟列车完成一个掘进循环为例。
五、工序步骤及质量控制说明1、工序步骤掘进准备工作就绪后，先启动水平运输设备，后启动螺旋输送机。
由盾构司机按有关盾构设备操作规定对推进系统进行检查和操作后即开始掘进，同时观察螺旋输送机排渣情况是否正常。
推进完成后，使盾构停留在管片安装模式下，并随时观察土仓内土压变化采取保压措施，防止掌子面坍塌，同时开始管片安装。
隧道土压平衡盾构施工工艺(隧道工艺标准系列之十六)
16土压平衡盾构施工工艺16.1总则16.1.1适用范围本标准适用于采用土压平衡式盾构机修建隧道结构的施工。
16.1.2编制参考标准及规范16.1.2.1地下铁道工程施工及验收规范(GB 50299-1999)。
16.1.2.2地下铁道设计规范（GB 50157-92）。
16.1.2.3铁路隧道设计规范（TB10003-2001）。
16.1.2.4盾构掘进隧道工程施工验收规范。
16.1.2.5公路隧道施工技术规范(JTJ042－94)。
16.1.2.6公路工程质量检验评定标准(JTGF80/1-2004)。
16.2术语16.2.1土压平衡式盾构土压平衡盾构也称泥土加压式盾构，它的基本构成见图16.2.1。
在盾构切削刀盘和支承环之间有一密封舱，称为“土压平衡舱”，在平衡舱后隔板的中间装有一台长筒形螺旋输送器，进土口设在密封舱内的中心或下部。
用刀盘切削下来的土充填整个为确保盾构始发和到达时施工安全，确保地层稳定，防止端头地层发生坍塌或涌漏水等意外情况，根据各始发和到达端头工程地质、水文地质、地面建筑物及管线状况和端头结构等综合分析，确定对洞门端头地层加固形式。
16.2.3盾构后座盾构刚开始掘进时，其推力要靠工作井井壁来承担。
因此，在盾构与井壁之间需要设传力设施，此设施称为后座。
16.2.4添加材采用土压平衡盾构掘进时，为改善土体的流动性防止其粘附在盾构机上而注入的一些外加剂。
添加材的功能是：辅助掘削面的稳定（提高泥土的塑流性和止水性）；减少掘削刀具的磨耗；防止土仓内的泥土压密粘附；减少输送机的扭矩和泵的负荷。
16.3施工准备16.3.1技术准备16.3.1.1根据隧道外径、埋深、地质、地下管线、构筑物、地面环境、开挖面稳定及地表隆陷值等的控制要求，经过经济、技术比较后选用盾构设备。
盾构选型流程如图16.3.1.1所示。
图16.3.1.1 盾构选型流程图16.3.1.2认真熟悉工程设计文件、图纸，对工程地质、水文地质、地下管线、暗渠、古河道以及邻近建筑等调查清楚，并将上述内容汇总表示在工程纵剖面总体图上，然后提出针对性的技术措施，以确保工程进展顺利和邻近范围内原建筑物的安全。
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1、井下准备：正面加泥
当盾构安装、 调试结束并一切 正常后，进入出 洞状态，刀盘鼻 尖距深层搅拌桩 20cm时，停止推 进。在盾构前土 仓内利用螺旋机 反转的方式填充 粘土。
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1、井下准备：洞门土体加固
例如：盾构出洞时，隧道主要埋置于灰色淤泥质粘土④层， 灰色粘土⑤1层中，为了确保盾构出洞施工的安全和更好地保护 附近的管线和建筑物，盾构出洞前需对洞口土体进行加固。对盾 构出洞区域采用深层搅拌桩地基加固，加固范围：深度24m，长 度为洞圈向外延伸1m的距离，宽度为6m。
人工填土 褐黄~灰色黄色粉质粘土
灰色粉质粘土 灰色淤泥质粉质粘土
灰色淤泥质粘土
灰色粘土
灰色粉质粘土
深层搅拌桩加固范围
盾构中心线
浦东南路站西端头井
底板
深层搅拌桩加固范围 深层搅拌桩加固范围
下行线盾构进洞方向
上行线盾构进洞方向
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2、井上准备：管片生产
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2、井上准备：地面行车
一般井口 上面布置15T、 5T行车各一辆， 15T行车用于 井下至地面的 垂直运输，包 括盾构出土、 管片运输等。 5T行车用于管 片制作和堆放 等。
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盾构法施工主要过程示意图
4
土压平衡式盾构掘进机
5
盾构刀盘结构
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盾构盾尾结构
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二、盾构法施工准备
1、井下准备
工作井施工、基座安装、出洞装置安装、洞门拆除、正面 加泥、洞门土体加固
2、井上准备
管片生产、地面行车、集土坑、施工用料准备、测量
3、施工情况了解
了解隧道轴线、沿线土质、建筑物、管线等形式
脚手架
脚手架
盾构
在洞圈内搭设
钢制脚手架（见左
图：洞圈内脚手架
布置图）。
在洞门中心凿一个孔，用来观察外 部土体情况，然后分九块凿除洞门混凝土 (见右图：混凝土分块图)，首先暴露出内、 外排钢筋，割去内排钢筋，保留外排钢筋， 并在每块混凝土中间凿出一个吊装孔，清 理干净落在洞圈底部的混凝土碎块，然后 按照先下后上的顺序逐块割断外排钢筋， 吊出混凝土。
加强板 10 均布
穿墙管
橡胶帘布
环布
螺钉 垫圈 5 均布 销套 翻板 盾构
管片
由于工作井洞圈直径与
盾构外径存有一定的间隙， 为了防止盾构出洞时及施工 期间土体从该间隙中流失， 在洞圈周围安装橡胶帘布带、 环板、铰链板、弧型插板等 组成的密封装置，并设置注 浆孔，作为洞口防水堵漏的 预防措施。
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1、井下准备：洞门拆除
盾构是于隧道形状一致的钢制外壳内，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。盾构是一个既能支承地层压力，又能在地层推进 的圆形、矩形、马蹄形及其它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，在盾尾可以安置数环 拼成的隧道衬砌环。
土压平衡盾构隧道施工 工艺简介
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一、盾构的介绍
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。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。
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2、井上准备：集土坑
箍套 斜撑肋板
垫块
在紧靠端头 井一侧设钢制集 土坑，集土坑内 设置土箱翻转架 以满足倒土之需。
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2、井上准备：施工 用料准备
拌浆 平台
充电 间
15T行车
集 土 坑
管片堆场
轨枕 轨道 堆场 5T行车
司旗台
烘房 涂料间
宿 舍 厕浴
办 花坛 公
室
施工便道
料 库
轨道、 轨枕、走 道板等堆 场以及涂 料和材料 仓库根据 场地情况 布置。
4、隧道断面布置形式
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1、井下准备：工作井施工
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1、井下准备：基座安装
盾构基座为钢结构预制成榀，盾构基座位置按设计轴 线准确放样，安装时按照测量放样的基线，吊入井下就位 焊接。两根轨道中心线与基座上的盾构必须对准洞门中心 且与隧道设计轴线一致，并对基座加设支撑加固。
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1、井下准备：出洞装置安装
平面测量
（2）地面与井下连测 定向测量采用几何定向法。在井口X设站，传递至隧道
内的固定边（固定边宜在150M－200M左右）整个施工期间不 得少于三次定向，三次定向成果最大之差应≤8″～10″， 横向误差≤3mm～5mm。
（3） 井下导线 以定向测量结果为井下导线的起始边，尽量使导线布设
为等边直伸导线，井下边长一般以200m左右为宜，井下导线 测角6－8测回，分别测左右角各一半，圆周角闭合差≤3″ ，重复测导线水平角总和不得大于±3”×n1/2 （n为测站数 ），边长测定需正倒镜各测4次，且应往返测边。
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危险品仓库
2、井上准备：测量
平面测量
（1）地面 为确保两井之间相互顺利贯通，宜建立两井之间互相通
视平面控制点。
高控点
高控点
洞门
井口点X1
洞门
井口点X2
连测一般采用WILD T2仪器的六测回，按测回差9″、2C 差13″、归零差6″控制测角精度，边长用2mm+2PPm全站仪 测往返成果。
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2、井上准备：测量
2
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盾构开挖面排出 适量的土体。
盾构是进行土体开挖、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 运输，衬砌与地层间的填充，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。此外，采用气压施工时，还涉及到医学上的一些 问题和防护措施等。
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2、井上准备：测量
高程测量 （1）地面
以城市Ⅱ等导线点的两点为起始依据，在两井附近各建 立二个以上的固定水准点（整个施工期间不得破坏），按城 市Ⅲ等水准规范往返测定。
（2）地面和井下连接 高程传递采用悬挂钢尺进行连接。采用2台水准仪同步
观测，一般测6～8个结果，误差不大于2mm即可，传递至井 下水准点上作为井下高程起算点。