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
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§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
盾构法施工
第 6 章盾构施工技术第一节概述一、基本原理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。
先在隧道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。
●盾构是进行土方开挖、正面支护和隧道衬砌结构安装的施工机具●盾构是一个既能支承地层压力，又能在地层中推进的钢筒结构●钢筒的前面设置各种支撑和挖土装置钢筒的中段周圈内安装顶进千斤顶钢筒的尾部可安置数环隧道衬砌●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。
二、国外盾构施工技术发展概述1. 人工开挖盾构的发明世界上第一条人工开挖盾构隧道是由Mare Brunel和他的儿子—起在伦敦泰晤士河下建成的。
该盾构呈矩形（11.6m宽，7m高），总共只有366m长的隧道耗时20年左右，曾经历很大困难，出现过五次以上涌水。
1869年，James Henry Greathhead采用圆形敞开式盾构在泰晤士河下再建了一条外径为2.18m的行人隧道，该隧道衬砌是铸铁管片，隧道在不透水的粘土层中掘进，无地下水威胁，因此进展相当顺利。
1886年，Greathead在建造伦敦地铁时首次使用了压缩空气盾构，解决了在含水地层中修建隧道的问题。
2.机械化盾构的问世1876年：第一台机械化盾构的专利出现。
第一台机械化盾构的设想是用由几块板构成的半球状刀盘旋转切削土体，然后靠径向转动的土斗将切削下来的土体运到皮带输送机上。
1896年，J．Price的专利比第一台盾构有较大改进，刀盘由若干轮辐构成，电动驱动由长轴传递，其外形也与现代盾构较为接近。
早期的盾构技术在英国发明并得到发展并不是偶然的事件，由于19世纪和20世纪上半叶，英国是全球最强盛的工业化国家，而对隧道掘进来讲，伦敦的粘土可说是地球上较理想的土层，因此，由当时最发达的国家率先在较理想的土层中发展盾构技术是合乎技术发展的逻辑的。
盾构法隧道施工的发展与应用
盾构法隧道施工的进展与应用一、盾构法隧道施工简述盾构法隧道施工(Shield Tunnelling)，是在地表以下地层中承受盾构机进展暗挖隧道的一种施工方法，可以实现边掘进、边出土，边拼装衬砌构造的工厂化施工。
相对于传统的明挖法和矿山暗挖法隧道施工，盾构法隧道技术具有环境较好，掘进速度较快、隧洞成型质量较好、工作环境较好、不受地表环境条件限制、不受天气限制及人性化等优点,从而使盾构法在地下铁道、大路隧道、水工及市政隧道等方面得到广泛应用。
二、盾构法施工的起源与进展盾构机是盾构法隧道施工的核心，盾构机最初于1818 年，法国的布鲁诺尔(M.I.Brune1)从蛀虫钻孔得到启发，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。
布鲁诺尔设想的盾构机机械内部构造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。
承受的方法是将全部的单元格牢靠地装在盾壳上。
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动；另一种方法是每一个单元格能单独地向前推动。
第一种方法后来被承受，并得到了推广应用，演化为成熟的盾构法。
此后，布鲁诺尔逐步完善了盾构构造的机械系统，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。
1825 年，他第一次在伦敦泰晤土河下开头用框架机构的矩形盾构修建隧道。
经过18 年施工，完成了全长458m 的第一条盾构法隧道。
1830 年，英国的罗德制造“气压法”关心解决隧道涌水。
1865 年，英国的布朗首次承受圆形盾构和铸铁管片，1866 年，莫尔顿申请“盾构”专利。
在莫尔顿专利中第一次使用了“盾构”〔shield〕这一术语。
1869 年用圆形盾构在泰吾士河下修建外径2.2m 的隧道。
1874 年，工程师格瑞海德觉察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。
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。
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
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。
盾构法隧道工程监测技术交流
盾构法隧道工程监测技术交流1 概述1.1盾构的定义盾构，全称隧道掘进机（Tunnel Boring Machine），是一种用于软土、土岩混合、岩石等地层内隧道暗挖施工的机械设备，具有金属外壳，外壳内装有整机及其辅助设备，通过外壳的掩护进行地层开挖、渣土（石）排运、整机推进和管片安装或其他支护等作业，使隧道一次成型。
传统上讲，用于土层或土岩混合地层的称为盾构，用于岩石地层的称为岩石全断面掘进机（国际上简称TBM）。
在欧美地区，一般将上述两种情形统称为TBM，而在日本、中国和东南亚地区，仍习惯的有盾构和TBM之分。
盾构是一种隧道掘进的专用工程机械，现代盾构集机、电、传感、信息等技术于一体，具有开挖切削地层、输送渣土、拼装隧道衬砌（一般是管片或锚喷支架支护）、测量导向纠偏等功能。
盾构已广泛用于城市地铁、铁路、公路、市政、水电隧道等工程中。
TBM是Tunnel Boring Machine的简称，在盾构/TBM的发展历史上，曾经在很长一段时间里一直将盾构定义为在土体内修建开挖隧道的机械化设备，而将TBM定义为在岩石地层中开挖隧道的机械化设备。
随着社会的不断发展，工程建设大规模开展，施工建设条件更加复杂，在采用机械掘进机开挖隧道的过程中，经常遇到隧道断面为土岩混合的情况，同时在全岩隧道开挖中大量出现软硬不均（岩石的无侧限抗压强度相差较大，国际上一般定义岩石单轴抗压强度为10～20以上）的地层情况，土层隧道开挖中出现断面内土体性质差异较大的复合地层等情况，因此国际隧道协会已经将软土盾构和硬岩TBM统称为TBM。
图1和图2分别为典型的盾构和TBM刀盘外部结构图。
为了统一使用外文译文中的盾构或TBM这个词，同时也为了规范国内对盾构设备的用语，我国已在一些相关规范或规程中将历史上曾经的“盾构机”一词统称为“盾构”。
尽管国际隧道协会已经将传统意义上的盾构和岩石TBM的称谓仍然会争论一段时间，例如混合式盾构、混合式TBM，泥水盾构、泥水TBM等。
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)
盾构法与顶管法
第二章盾构法与顶管法盾构是在软岩和土体中进行隧道施工的专门机具,使用盾构机开挖隧道的方法称为盾构法.顶管法是将分节预制好的地下管道或小型隧道在土层中顶进,穿越障碍物的一种施工方法.盾构法和顶管法是软土地层中隧道暗挖施工的两类主要方法.盾构法隧道前进是依靠设在盾尾的一组千斤顶克服盾构机重和周围土体产生的正面和侧壁的摩阻力,千斤顶支撑在已拼装好的环形隧道衬砌上,每拼装一环管片,千斤顶向前推进一个衬砌环间宽度.理论上,盾构法施工隧道,前进阻力不受隧道长度增加而增加.顶管法的推力来自始发工作井内作用在后背井壁上的分组千斤顶,千斤顶将装有切口和支护开挖装置的工具管顶出工作井井壁,以工具管为先导,逐步将预制好的管节按设计轴线顶人土层中,直至工具管后的第一个管节进人目标工作井.顶管法推进的阻力随管道长度的增加而增加.为了克服长距离顶管顶进力不足,常在管道中间设置一个至几个中继接力间或采取其他减少摩阻力措施.这两类工法的共同特点1除竖井外,地面作业很少,隐蔽性好,因噪声、振动引起的环境影响小；2隧道及管道施工费用和技术难度基本上不受覆土深浅的影响,适合建造覆土深的隧道；3穿越河底或湖、海底时,隧道施工不影响航道,也完全不受气候的影响；4穿越地面建筑群和地下管线密集的区域时,周围环境可不受施工影响；5自动化程度高,劳动强度低,施工速度快、安全.在施工工艺上,两种工法也有许多共同特点：l都必须先在地面建造始发工作井,进出工作井的封门和土体加固技术；2开挖工作面采用土压、气压、泥水或机械平台平衡开挖面的技术；3挖土、土渣材料的运输方式；4防排水及安全保护措施；5地面沉降,对环境的扰动.顶管法一般用于修建排水管、敷设煤气管、输油管、动力电缆和通讯电缆的管道、地下交通隧道及桥梁的墩台等,这些管道的内径一般都在2～3m.内径太大和太小的管道顶进都较困难,因而都是目前顶管技术研究的方向.口径超过4石m的管道,一般自重过大,且在市内输送时超过限量规定,故常在现场预制；口径超过3m的较长距离顶管综合经济效益不如盾构法施工；直径小于的顶管,人员不能到达工作面,必须借助电视等实行远距离操作、自动控制,习惯称为微形顶管.顶管法施工与盾构法施工相比有突出的优点：1管段整体预制,结构强度易保证；2管段制作、养护工艺在工厂完成,混凝土管壁可有较好的水密闭性能；3与盾构法隧道相比,接缝大为减少,容易使接缝达到密闭防水要求；4管道纵向受力性能较好,能适应地层的变形；5不需要二次衬砌,工序简单；6内壁光洁,作为输水隧道时,流水阻力减小.第一节盾构法施工一、盾构机的组成与分类盾构掘进机一般由盾构壳、推进千斤顶、正面支撑机构、挖土及运输组、衬砌拼装机构、液压系统、操作系统、注浆系统和盾尾装置等组成.盾构机的盾壳是由钢板焊接成壳体,在盾壳掩护下,进行土体开挖、衬砌拼装等隧道施工的工序.盾壳可分为切口环、支承环和盾尾三部分,见图2-1.1．切口部分.它位于盾构的最前端,施工时切人地层,掩护开挖作业.切口环前端设有刃口,以减少切土时对图 2-1 盾构的构地层的扰动.切口环的长度主要取决于支撑、开挖方法的挖土机具和操作人员回旋余地大小.大部分手掘式盾构切口顶部比底部长,就像帽檐一样,有的还设有千斤顶操纵的活动前檐,以增加掩护长度.网格式盾构在切口环上装有钢网格,正面支承千斤顶和活动帽檐,机械式盾构则前端装有刀盘和铲斗.在局部气压、泥水加压和上压平衡式盾构中,其切口部分的压力高于隧道内部的常压,故切口与支撑之间需用密闭隔板分开.2．支承环部分.支承环紧接于切口环后,位于盾构的中部,是一个刚性较好的圆形结构.地层土压力、所有千斤顶的顶力以及切口、盾尾、衬砌拼装时传来的施工荷载均由支承环承担.支承环的外沿布置盾构推进千斤顶.拼装机用于拼装管片衬砌,主要设备有举重臂、真圆保护器等.大型盾构占用空间较大,所有液压动力设备、操纵控制台、衬砌拼装器举重器等都往往布置在这里,中小盾构则可把部分设备移至盾构后面的车架上.当切口环内压力高于常压时,在支承环内要布置人行加压和减压闸.3．盾尾部分.盾尾一般由盾构外壳钢板延长构成,主要用于掩护隧道衬砌的安装工作.盾尾末端设有密封装置,以防止水、土及注浆材料从盾尾与衬砌之间进人盾构内.盾尾密封装置损坏时,还要在盾尾部分进行更换,因此,盾尾的长度要满足以上各项工作的进行.盾尾厚度从结构上考虑应尽可能减薄,但盾尾除承受上压力外,遇到隧道纠偏及弯道施工时,还有图 2-2 盾尾密封一些难以估计的施工荷载,受力情况复杂,所以其厚度应综合上述因素来确定.4．盾壳外径与衬砌外径间的建筑空隙,在满足盾构纠偏要求的前提下应尽量减小.盾尾密封装置要将经常变化的空隙加以密封,因此材料要富有弹性,构造形式要求耐磨损、耐撕裂.以往采用过橡胶板或橡胶板两面加弹簧钢板的复合板,还试用过充气车胎、尼龙毛刷等,但均未取得理想的效果.特别是盾尾压注水泥浆的盾构,密封装置更易损坏.目前除了摸索新的密封形式外,一般采用多道、可更换的盾尾密封装置,如图2-2所示.当前多采用多道弹簧钢板和钢丝刷组成的密封装置,同时在钢丝刷上涂满油膏.油膏在盾构推进中有损耗,需不断补充.盾构机可分为以下四类1．手掘式盾构手掘式盾构构造简单,配套设备较少,因而造价低.其开挖面可以根据地质条件全部敞开,也可以采取正面支撑随开挖随支撑.在某些疏散的砂性地层,还可以按照土的摩擦角将开挖面分为几层,这时,就把盾构称为棚式盾构.手掘式盾构的主要优点：1正面是敞开的,施工人员随时可以观察地层变化情况,及时采取应付措施；2当在地层中遇到桩、孤石等地下障碍物时,比较容易处理；3可以向需要方向超挖,容易进行盾构纠偏,也便于在隧道的曲线段施工；4造价低,结构设备简单,易制造.它的主要缺点有：1在含水地层中,当开挖面出现渗水、流砂时,必须辅以降水、气压或地层加固等措施；2工作面若发生塌方和沼气爆炸事故时,易引起危及人身及工程安全的事故；3劳动强度大,效率低、进速慢,在大直径盾构中尤为突出.手掘式盾构尽管有上述不少缺点,但由于简单易行,目前在地质条件较好的工程中仍广泛应用.2．挤压式盾构挤压式盾构分为全挤压及半挤压两种,前者是将手掘式盾构的开挖工作面用胸板封闭起来,把土层挡在胸板外,这样就比较安全可靠,没有水、砂涌人及土体坍塌的危险,并省去了出土工序；后者是在封闭上局部开孔,当盾构推进时,土体从孔中挤人盾构,装车外运,劳动条件比手掘式盾构大为改善,效率也成倍提高,见图2-3.挤压式盾构仅适用于软可塑的粘土层,适用范围比较狭窄.全挤压施工由于有较大隆起变形,只能用于空阔的地段或河底、海滩等处；半挤压施工虽然能在城市房屋、街道下进行,但对地层扰动大,地面变形也很难避免,这是挤压式盾构的缺点.网格式盾构是一种介于半挤压和手掘式之间的盾构形式.这种盾构在开挖面装有钢制的开口格栅,称为网格.当盾构向前推进时,土被网格切成条状,进人盾构后运走如图2－4.当盾构停止推进时,网格起到挡土作用,有效地防止了开挖面坍塌.这种盾构对土体的挤压作用比挤压式盾构小些.网格式盾构也只适用于软可塑的粘性土层,地层含水时,尚需辅以降水、气压等措施.3．半机械式盾构图 2-3 挤压式盾图 2-4 网格式盾构1-盾构千斤顶推进盾构用; 2-开挖面支撑千斤顶; 3-举重臂拼装装配式钢筋混凝土衬砌用; 4-堆土平台盾构下部土块由转盘提升后落入推半机械式盾构系在手掘式盾构正面装上挖土机械来代替人工开挖.根据地层条件,可以安装反铲挖土机或螺旋切削机.如果土质坚硬,可安装软岩掘进机的切削头子.半机械式盾构的适用范围基本上和手掘式一样,其优缺点除可减轻工人劳动强度外,均与手掘式相似.4．机械式盾构机械式盾构是手掘式盾构的切口部分,安装与盾构直径同样大小的大刀盘,以实现全断面切削开挖.若地层能够自立或采取辅助措施后能自立,可用开胸机械式盾构,如果地层较差,则可采用下列几种阔胸机械式盾构.1开胸机械切削盾构.当地层能够自立,或采用辅助措施后能够自立时,在盾构切口部分,安装与盾构直径相适宜的大刀盘,以进行全断面开胸机械切削.星形的刀盘辐条后面没有胸板封闭2局部气压盾构.这种盾构见图2－5系在开胸机械式盾构的切口环和支承环之间装上隔板,使切口环部分形成一个密封舱,舱中通人压缩空气,以平衡开挖面的土压力代替在隧道内加压的全气压施工.这样衬砌拼装和隧道内其它施工人员就不在气压舱内工作,无疑有很大的优越性.局部气压盾构的一些技术问题,目前尚未很好解决.例如,从密封舱内连续出土的装置,还存在漏气和寿命不长等问题；盾尾密封装置还不能完全阻止气压舱内的压缩空气通过开挖面经外壳从盾尾泄露；管片接缝漏气等,故目前世界各国应用不多.在江、河、海底进行盾构图 2-5 局部气压盾构 1-气压内出土运输系统; 2-皮带运输机; 3-排土抓斗; 4-出土斗; 5-运土车; 6-运送管片单轨; 7-管片; 8-管片拼装器; 9-伸缩接头法隧道施工,如果覆盖土层薄,为防止塌顶和地表水涌人,采用压缩空气支撑开挖面常常是必需的.3泥水加压式盾构.局部气压盾构的技术难题是连续出土和压缩空气的泄露问题.地层在同样压力差及同样间隙条件下,漏气量要比漏水量大80倍之多.因此,若在上述局部气压密封舱内改通入泥水泥浆,既可大大减少盾尾的漏气,同时刀盘切削下来的土,还可利用泥水通过管道输送到地面处理,这就解决了从密封舱内连续出土的问题,这些优点都是显而易见的.但泥水盾构的配套设备多,首先要有一套自动控制和泥水输送的系统,还要有专门的泥水处理系统,所以泥水加压盾构的设备费用较大.以5m直径的中型盾构为例,假定泥水盾构本身的投资为100,则其控制系统的投资也需100,地面泥水处理的投资还需100.设备投资比一般机械化盾构高,这是它的主要缺点.4土压平衡式盾构.这种盾构又称削土密闭式或泥土加压式盾构见图2－6,是在上述两种机械化盾构的基础上发展起来的.这种盾构的前端也有一个全断面切削刀盘,盾构的中心或下部有长筒形螺旋运输机的进土口,其出土口则在密封舱外.所谓土压平衡,就是用刀盘切削下来的土,如同压缩空气或泥水一样充满整个密封舱,并保持一定压力来平衡开挖面的土压力.螺旋运输机的出土量用它的转速控制要密切配合刀盘的切削速度,以保持密封舱内始终充满泥土,而又不致过于饱满.这种盾构避免了局部气压盾构的主要缺点,也省略了投资较大的泥水盾构所需的输送和处理设备,因此,是一种发展中的最新型盾构.土压平衡式盾构机应用比较广泛,种类也比较多.5混合形盾构Mixsllield.混合形盾构就是把隧道岩石掘进机T．B．M,Tunnel Boring Machine与软土的盾构机相结合,造出既能用于岩石地层,也可用于软土的新型隧道掘进机,图2-7为有代表性的一种.为了图 2-6 土压平衡式盾构1-刀盘用油马达; 2-螺旋运输机; 3-螺旋运输机适应软土层的粉细砂、中砂、粗砂、淤泥、粉质粘土、风化砂岩等多变的地层条件,我国广州地铁采用了混合型的泥水平衡盾构和混合形土压平衡盾构.即通过改进刀盘的刀具型式、刀具开口进土率、泥土排除外运和分离装置,吸收两种盾构机特点,以适应不同地质和环境条件的影响.6异形盾构.上海隧道股份有限公司使用国产矩形盾构施工完成了黄浦江行人观光隧道的出人通道,日本东京地铁12号线使用了三心圆泥水盾构.三心圆泥水盾构是由三台圆形盾构机排列组合成一体,中心大刀盘直径为,两侧盾构机外径为8．14m,相互交叠后总的高度达.为适合 R ＝125m 弯曲曲线推进,机器装有活动铰接合机构铰的角度2°.机身总长,工作面单位面积推力为179kN,总推力150000kN.有四台电机用于盾构机操作管片的拼装、钢主柱的架设,设备的总重量达2600t.盾构机身和车架总长约275m,中部为137m,主要用于建造乘客在两端进出的车站.站台部分的衬砌由钢管片组成,乘客的通道由柔性的钢筋土管片组成,见图2-8.二、盾构法施工工艺过程使用盾构法施工,施工工艺流程如图2-9.始发工作井建造 盾构吊运、装配、试车 架设后座支撑基座 凿除封门 开挖、顶进50m 后拆除吊环、100m 后调整施工强度,设定推压力 出井进洞 千斤顶顶进挖土 调整舱内土压力 拼装衬砌、注浆 姿态调整,循环往复 推 进 最后50m 轴线校正、调整 盾构出洞进工作井 嵌缝、封孔、堵漏 管片制作 螺栓现场粘贴 防水联络通道施工 进出工作井洞口土体加固处土体改良图2-8 异形盾构一盾构的组装基坑或工作井 在盾构施工段的始端,要布置基坑或井,用以进行盾构的安装工作.若盾构推进线路特别长时,还应设置检修工作井,这些井和基坑应尽量结合隧道规划线路上的通风井、设备井、地铁车站、排水泵房以及立体交叉、平行交叉、施工方法转换处来设置.作为拼装室用的井,其建筑尺寸应根据盾构装施工要求来确定,其宽度一般应比盾构直径酌情减小,井的长度方向沿推进方向要考虑盾构设备安装的要求.目前,中、小盾构的动力装置、配电设备大部分布置在盾构后面的设备车架上.若考虑安装全部设备车架,会使工作井尺寸过长.一般盾构可采用临时操纵措施安装部分车架,但确定井的长度时也要考虑将来转换成全套车架的方便.从施工要求考虑,井的宽度具有盾构安装尺寸已够,而长度则要考虑在盾构前面拆除洞门封板和在盾构后面布置后座和垂直运输所需的尺寸.此外,为方便进行洞门与衬砌间空隙的充填、封板工作及临时后座衬砌环与盾构导轨间的填实工作,在盾构下部至少应留有1m 左右高度的空间.工作井可以用沉井箱法施工,也可连续墙支护桩排墙支护、锚喷支护明挖法施工,视工程地质和水文地质情况而定.盾构基座 盾构基座在井内用作安装及稳妥地搁置盾构,更重要的是通过设在基座上的导轨使盾构在施工前获得正确的导向.因此,导轨需要根据隧道设计、施工要求定出的平面及高程位置进行测量定位.基座可以采用现浇钢筋混凝土或钢结构,导轨由两根或多根钢轨组成.基座除承受图2-9 盾构隧道施工流程盾构自重外,还应考虑盾构切人地层后,进行纠偏时产生的集中荷载.二盾构开挖盾构开挖方式可分为敞开式、机械切削式、网格式和挤压式等.为了减少盾构施工对地层的扰动,可先借助千斤顶驱动盾构使其切口贯入土层,然后在切口内进行土体开挖与运输,这是软土地层盾构掘进的基本过程.1．敞开式开挖手掘式及半机械式盾构均为半敞开式开挖,这种方式适于地质条件好,开挖面在掘进中能维持稳定或在有辅助措施时能维持稳定的情况,其开挖程序一般是从顶部开始逐层向下挖掘.若土层较差,还可以借助千斤顶加撑板对开挖面进行临时支撑.根据切口长度的不同,每环可分数次开挖和推进.支撑千斤顶常设计成差压式,即在保持支撑力的条件下可以缩回,以确保支撑效能.采用敞开式开挖,处理孤立障碍物、纠偏、超挖均比其他方式容易.为尽量减少对地层的扰动,要适当控制超挖量与暴露时间,土质较差时尤应注意.2．机械切削开挖这里主要指与盾构直径相仿的全断面旋转切削刀盘简称大刀盘开挖方式.过去也用过一些由多个小盘组成的所谓行星式刀盘,以及千斤顶操纵的摆动式刀盘,但目前大都采用以液压或电动机作动力的可双向转动切削的大刀盘.根据地质条件的好坏,大刀盘可分为刀架间无封板的及有封板的两种.前者适用于土质较好的条件,如我国黄土高原使用的“—2”黄土洞掘进机,即为无封板刀盘形式.大刀盘切削开挖配合运土机械皮带机、刮板机、转盘.螺旋运输机等可使土方从开挖到装车运输部实现机械化.大刀盘开挖方式,在弯道施工或纠偏时不如敞开式便于超挖有些刀盘装有周边超挖刀来弥补其不足.此外,清除障碍物也显得困难些,特别是装有封板的大刀盘更显不便.使用大刀盘的盾构机械构造复杂,消耗动力较大,但这种盾构是实现隧道施工机械化、减轻体力劳动的必然方向.目前国内外较先进的泥水加压盾构、土压平衡盾构,均采用这种开挖方式.3．网格式开挖采用这种开挖方式时,开挖面由阿格梁与格板分成许多格子.开挖面的支撑作用是由土的粘聚力和网格厚度范围内的阻力与主动土压相等而产生的.当盾构推进时,克服这项阻力,土体就从格子里呈条状挤出来.要根据土的性质,调节网格的开孔面积.格子过大会丧失支撑作用；格子过小则会引起对土层的挤压扰动等不利影响.我国在大面积使用大、中型盾构过程中,曾在网格后面布置提土转盘,把土提到盾构中心的刮板机头部,然后装车外运.实践证明,这种出土方式效率高、效果好.网格式开挖一般不能超前开挖,全靠调整千斤顶编组进行纠偏.采用网格开挖时,在所有千斤顶缩回后,会产生较大的盾构后退现象,导致地表沉降,因此,施工时务必采取有效措施,防止盾构后退.根据施工经验,每环推进结束后采取维持顶力使盾构不进不推屏压5～10min,可有效防止盾构后退.此外,拼装管片时,要使一定数量的千斤顶轴对称地轮流维持顶力,以防盾构后退.在确定网格式盾构的推力时,应计及开挖面土体主动上压力引起的阻力以及网格梁、隔板切人土层的阻力.4．挤压式开挖全挤压式和局部挤压式开挖,由于不出土或只部分出土,对地层有较大的扰动,在考虑施工轴线时,应尽量避开地面建筑物.局部挤压施工时,要精心控制出土量土质不同,出土量也不同,一般宜作实地试验,以减少和控制地表变形.全挤压施工时,盾构把四周一定范围内的土体挤密实.由于只有上部有自由面,所以大部分上体被挤向地表面,部分土体则挤向盾尾及盾构下部.因此盾尾建筑空隙可以自然得到充填,不需要再进行衬砌壁后注浆.根据施工的观察与测量,挤向盾尾的土体对初出盾尾的衬砌产生的环向荷载是不小的.挤压施工时,由于可以把开挖面全部封闭起来,在盾尾密封效果良好的条件下,可以不采取其他辅助施工措施,而且不出土、不压浆,能在土质塑性大、空隙比较大、有流动性的地层中达到较高的施工速度.挤压推进时,盾构有明显的上浮趋势,正面又不能超挖,只能凭调整千斤顶编组来纠偏.遇到纠偏困难时,在正面阻力较大处,可以打开封板挤出部分土来调整阻力.因此,常在正面封板的各个方位设置可启闭的出土闸门.三隧道衬砌的拼装软土地层盾构施工的隧道衬砌,通常采用预制拼装的形式：对于防护要求甚高的隧道,也有采用整体浇注混凝土的.整体浇注衬砌施工繁琐,进度较慢,目前已逐渐被复合式衬砌取代.复合式衬砌在成洞阶段先采用较薄的预制衬砌,然后再浇注混凝土内衬,以满足防护要求.预制拼装衬砌是由称为“管片”的多块弧形预制构件拼装而成.管片可采用铸铁、铸钢、钢筋混凝土等材料制成的各种构件形式.通常,盾构及衬砌结构确定之后,其拼装方法也就大致决定了.管片拼装方法根据结构受力要求,分为通缝拼装和错缝拼装两种.通缝拼装,管片的纵缝要环环对齐,拼装较为方便,易定位,衬砌环施工应力小,但环面不平整的误差容易累积起来,特别是采用较厚的现浇防水材料时,更是如此.若结构设计需要采用衬砌本身来传递圆环内力时,宜采用错缝拼装,即衬砌圆环的纵缝在相邻圆环环间错开l／2～l／3管片.这种管片的环纵缝可设计成榨形连接,以利拼装.错缝拼装的隧道比通缝拼装的隧道整体性强,但由于环面不平整,常引起较大的施工应力,防水材料也常因压密不够面渗漏水.管片拼装方法按其程序,可分为“先纵后环”和“先环后纵”两种.先环后纵法是：拼装前将所有盾构千斤顶缩回,管片先拼装成圆环,然后用千斤顶使拼好的圆环纵向靠拢与已成环连接成洞.这种方法拼装的环面较为平整,纵缝拼装质量好,但对易产生后退现象的盾构,不宜采用.先纵后环的拼装方法可以有效地防止盾构后退,即拼装某一块管片时,就只缩回该管片部分的千斤顶,其它千斤顶则轴对称地支撑或升压.这样逐块轮流缩回与伸出部分千斤顶,直至拼装成环.在整个拼装过程中,要求控制盾构位置不变.管片拼装常用举重臂来进行.举重臂可以根据拼装要求完成旋转、径向伸缩、纵向移动等操作,有的还装有可以微动调节的装置.无论是采用先纵后环还是先环后纵的方法,举重臂均能迅速、方便地完成作业,其操作顺序是：自上而下,左右交叉,最后封顶成环.若采用将衬砌管片纵向插入拼装的方法,举重臂沿隧道轴向的移动距离要加长.。
《盾构法发展历史》课件
盾构法的重要性
盾构法是现代城市地铁、地下管线、高速公路等基础设施建 设中的重要技术手段，具有施工速度快、安全性能高、对周 围环境影响小等优点。
随着城市化进程的加速和地下空间的开发利用，盾构法的应 用范围越来越广泛，对于推动城市发展和提高人民生活水平 具有重要意义。
盾构法的历史背景
盾构法的起源可以追溯到19世纪中叶，当时英国工程师马克·伊桑布鲁内特在伦 敦地下铁路建设中首次应用了盾构技术。
现代盾构法的起源
总结词
现代盾构法起源于19世纪中叶的欧洲，最初用于挖掘地下水道和隧道。
详细描述
随着工业革命的发展，欧洲开始大规模建设城市基础设施，需要挖掘大量的地下工程。为了解决这个问题，人们 开始研究更先进的盾构法技术。1847年，英国工程师马克·伊桑布鲁内特发明了第一台现代意义上的盾构机，并 成功应用于伦敦地下水道的建设中。
跨界融合
03
加强与其他行业的融合发展，拓展盾构法的应用领域，实现多
元化发展。
感谢观看
THANKS
地下管道建设
盾构法也广泛应用于地下管道建设， 包括污水管道、雨水管道、燃气管道 等。
盾构机在地下挖掘隧道，将管道敷设 于隧道内，能够快速、高效地完成管 道建设，减少对城市环境和交通的影 响。
水利工程
在水利工程中，盾构法可用于建设水坝、水库等水利设施。
通过盾构机在地下挖掘隧道，可以将水库或水坝的建设对周围环境和居民的影响降至最低。
机遇
随着城市化进程的加速和基础设施建 设的不断推进，盾构法市场需求将持 续增长，为行业的发展带来机遇。
未来盾构法的发展方向
创新驱动
01
加强科技创新，研发更加高效、智能、环保的盾构装备和技术
，提升核心竞争力。
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盾构法
在隧道某段的一端建造竖井，供盾构安装就位，盾构从竖井的墙壁开孔出发，在地层中沿着设计轴线，向另一竖井的设计孔洞推进。
盾构推进中所受的地层阻力，通过盾构千斤顶传至盾构尾部已拼装的预制隧道衬砌结构，再传到竖井的后靠壁上。
见下图：
盾构是软土隧道掘进机。
采用机械开挖，人工开挖配合。
它是一种施工机具，又是一个强有力的临时支撑结构。
在盾构的保护下，既可进行开挖，又能进行衬砌。
盾构施工，具有不影响地面交通，没有振动，对地面邻近建筑物危害较小。
一、盾构的方法
（一）泥水加压式盾构
适用于粘性软土或砂质含水地层的施工，盾构的旋转切
削头后面有一个用模隔板密封起来的泥浆室，其间充满从地面泥水处理设备输送来的有压泥浆，泥浆的压力比开挖面的地下水压力高，从而保持开挖面稳定。
弃碴与泥浆混合后由输泥管抽出洞外进行碴泥分离。
采用泥水加压盾构，在很浅覆盖层的砂卵石地层中，在很高的水平下挖掘，而不会象气压盾构施工那样有喷气的危险。
施工人员可以在常压下工作，不会象在气压盾构的高压下工作那样困难。
但此种盾构需要附有庞大的泥水处理设备，成本较高。
（二）土压盾构
土压盾构适用粘结性土壤的开挖。
是把旋刀切削下来的土暂存于储土室内，根据掘进量并在保持对开挖面施加一定压力的条件下，由螺旋输送器自动控制出土量，连续出土。
这样不仅可以防止开挖面坍塌，滞留在螺旋输送器内的土砂还可以起隔水墙的作用来抵抗地下水压力。
采用土压式盾构时由于螺旋输送机的栓塞效果，不会产生主动土压，故必须将工作面土压切实地传递给螺旋输送机。
将开挖下来的土砂在切削刀削刀腔内进行充分搅拌是非常重要的。
含水率组成适当，流态土质充填切削刀腔时，采用土压式盾构。
含水率大、孔隙多、不具流动的土质条件下，加水泥浆或添加剂。
进行强制搅拌后，能够切实地充填和传递土压时，则土压式盾构适用。
（三）插刀盾构
使用在开挖面无地下水较稳定的土层，插刀盾构推进是由许多插刀组成，可以组合成不同的断面形状和尺寸，可自由选择衬砌类型。
能以极小的沉陷量从其它建筑物下面掘进通过。
插刀盾构的推进是用设在插刀和支承框架之间的液压缸，将插刀以单插刀或成组插刀的方式进行。
当所有插刀都推进了一个行程的距离时，再由所有的液压缸同步收缩，把支承框架向前拖动，插刀推进和拖动支承框架的力，由盾构的大部分插刀与围岩间摩擦力平衡。
连续泵输送混凝土用的插刀盾构是一个带有后续盾构的组合插刀盾构。
插刀尾板搁置在后续盾构上，后续盾构有一盾尾壳，用液压缸与插刀盾构相连联结。
用伸缩式挖掘机挖土。
使用插刀盾构将框架部分和插刀收折起来，从已衬砌的洞内退出，重复使用。
盾构的推进时必须根据围岩条件，适当地开动千斤顶，在保证工作面稳定的同时，沿所定路线方向准确地进行推进。
二、推进时注意以下问题：
（一）推进时正确地使用所需台数和必要位置的千斤顶，使之产生推力，按设计的线路方向行走或进行必要的纠偏。
（二）不使开挖面受到损害。
在开挖后立即推进，或在开挖的同时进行推进，衬砌组装完成后，立即进行开挖或推进。
缩短开挖面的暴露时间，每次推进的距离为1环衬砌的长度或为1环长度的几分之一。
推进速度约为10mm/min~50mm/min。
（三）不要使衬砌等后方结构受到损害。
推进时根据衬砌结构的强度，尽力发挥千斤顶的推力作用。
为使每台千斤顶的推力过大，用全部千斤顶来产生所需推力。
在曲线段、上下坡、修正蛇形等情况下，有时只能使用局部千斤顶，但必须尽力加多千斤顶的使用台数。
（四）为使盾构能在计划路线上正确推进、预防偏移、偏转及俯仰现象的发生。
盾构隧道施工前，在地表进行中线及纵断面测量，建立施工所必须的基准点。
施工时必须精密地把中心线和高程引入竖井中，以便进行施工中的管理测量，使组装的衬砌和盾构在隧道的计划位置上。