盾构施工技术与质量控制
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起源和发展史——第二代盾构
2020/9/29
7
一、盾构法隧道简述
起源和发展史——第三代盾构
2020/9/29
8
一、盾构法隧道简述
起源和发展史——第四代盾构
2020/9/29
9
一、盾构法隧道简述
盾构在我国发展历史及发展现状
我国自20世纪50年代开始涉足盾构法修建隧道和管道工程，最近二十年 开始大规模应用。虽然起步较晚，与国外先进国家仍存在一定差距。但由于 应用前景广阔，主要吸收和采用先进技术和工艺、参考和借鉴国外成功的经 验和失败的教训，所以发展较快，差距正在逐步减小。
20
三、盾构施工技术介绍
泥水平衡盾构工法技术介绍
2020/9/29
泥水循环系统
开挖的土砂以泥浆形式输 送到地面，通过泥浆处理 设备进行分离，分离后的 泥水进行重新调浆冲刷管， 再输送到开挖面。 泥水盾构适用的地质范围 从软弱砂质土层到砂砾层 都可以使用。
21
三、盾构施工技术介绍
管片拼装技术介绍
一般每环管片有6-8块管片组成，分为A、B、K型，分别为标准 块，邻接块、封顶块。 可由球墨铸铁、钢结构、钢筋砼、钢板与钢筋砼的复合材料等 制成的管片（衬砌）
2020/9/29
4
1、盾构法隧道简述
优点 缺点
• 1） 在盾构支护下进行暗挖，施工安全性高特点； • 2） 具有机械化、自动化程度高、施工速度快、劳动强度较低的特
点； • 3） 施工时不受交通、河道、航运、潮汐、气候等条件的影响、开
挖时地面沉降可控、对地面建筑物及交通、环境的影响较小、水下 开挖不影响水面交通等特点； • 4） 在松软地层中，开挖埋深深度较大的长距离，大直径隧道，使 用盾构技术施工更为安全、经济合理。 • 5） 地下结构的抗震性好
管片拼装技术介绍
管 片 拼 装 流 程
2020/9/29
25
三、盾构施工技术介绍
管片拼装技术介绍
螺栓紧固流程
管片拼装 时紧固
检验紧固
二次复紧
2020/9/29
26
三、盾构施工技术介绍
管片拼装技术介绍
错缝拼装
2020/9/29
通缝拼装
27
三、盾构施工技术介绍
盾构施工技术及质控要点
BSEM
2020/9/29
1
目录
1 盾构法隧道简述 2 盾构构造、分类及选型 3 盾构施工技术措施介绍 4 盾构施工质量技术措施
2020/9/29
2
1、盾构法隧道简述
原理：运用盾构机挖土排土构筑隧道的工法，属暗挖法范畴。 即利用盾构机在地下掘进，在其掩护下，防止软基开挖面崩塌或
盾 构 机 的 分 类
2020/9/29
14
二、盾构构造、分类及选型
盾构的选型
综 合 性 比 选 问 题
首先考虑：地质条件和开挖面稳定 其次考虑：环境、工期、造价、设计线路、现场条件、障碍 物情况、可选用的辅助工法等因素
2020/9/29
15
三、盾构施工技术介绍
土压平衡盾构工法技术介绍（EPB）
2020/9/29
三、盾构施工技术介绍
管片拼装技术介绍
通缝拼装一般只在隧道曲线段设置楔形管片
错缝拼装设计时往往每环均为楔形管片（通过左右环宽 不等的特点，管片旋转角度，可用于隧道转弯和纠偏）
2020/9/29
23
三、盾构施工技术介绍
管片拼装技术介绍
管 片 拼 装 流 程
2020/9/29
24
三、盾构施工技术介绍
2020/9/29
10
二、盾构构造、分类及选型
盾 构 的 构 造
2020/9/29
11
二、盾构构造、分类及选型
盾构机的构造（土压平衡）
驱动系统
推进系统
刀 盘
盾尾 拼装机
皮带输送机
螺旋机
切口环
支撑环
2020/9/29
12
二、盾构构造、分类及选型
盾
构
按切削面挡土 方式分类
按支护地层形 式的分类
按适用土层分 类
土压平衡盾构工法技术介绍（EPB）
土压力管理
土压设定和管理方法： 理论估算，经验判断，确定 合理P0；精心操作，认真量 测，及时反馈信息，通过出 土量与地表沉降数据对P0进 行调整，即对P0进行动态化 管理，以适应盾构连续推进 工况。
（水压力+主动土压力+预备压）＜P0＜（水压力+被动土压力+预备压）
2020/9/29
基本原理
盾构推进时，其前端刀 盘旋转切削地层土体， 切削下来的渣土进入土 仓，当土体充满土舱时， 其被动土压力与切削面 水、土压基本相同，故 实现切削面平衡，从而 保持开挖面的稳定
16
三、盾构施工技术介绍
土压平衡盾构的施工技术与管理
施工工艺流程
2020/9/29
17
三、盾构施工技术介绍
• 1）盾构机造价较高，隧道衬砌、运输、拼装、机械安装工艺较复杂， 需设备制造、管片预制、衬砌防水、测量、盾构转移等技术配合， 系统工程协调复杂；
• 2）隧道曲线半径特别小或隧道埋深较浅时，施工难度较大。
2020/9/29
5
1、盾构法隧道简述
起源和发展史——第一代盾构
2020/9/29
6
1、盾构法隧道简述
2020/9/29
18
三、盾构施工技术介绍
土压平衡盾构工法技术介绍（EPB）
2020/9/29
土压力管理
土压力的调整方法 a、调节螺旋机转速及出土 闸门开口率 b、调节盾构千斤顶推进速 度 c、两者组合调节
19
三、盾构施工技术介绍
土压平衡盾构工法技术介绍（EPB）
2020/9/29
土体改良技术
当掘进过程中遇到砂层或含 水量低的硬黏土等不良地层 时，土体塑流性差，需通过 盾构机的渣土改良系统，注 入高压水或粘土、膨润土、 发泡剂等材料，通过土仓内 搅拌系统充分搅拌后，从而 保证盾构顺利掘进。
保持开挖面稳定的同时，在机内安全地进行隧道的开挖和衬砌作业。 三大要素：①稳定开挖面；②挖掘及排土；③衬砌作业及壁后注浆
2020/9/29
3
1、盾构法隧道简述
盾构机是一种隧道掘进的专用工程机械，现代盾构掘进机集机械、电气、 液压、传感、信息等技术于一体，具有开挖切削土体、输送土碴、拼装隧道衬 砌、测量导向纠偏等功能，且需按不同的地质进行“量体裁衣”式的设计制造， 可靠性要求极高。
按断面形状分 类
机
• 全敞开
ห้องสมุดไป่ตู้
• 自然支护式； • 软土盾构
的
• 半敞开式 （挤压式）
• 机械支护式； • 硬岩盾构 • 气压平衡式； • 复合盾构
分
• 密闭式（泥
• 土压平衡式；
水、土压式） • 泥水平衡式
类
• 圆形盾构 • 矩形盾构 • 多圆搭接形
盾构
• 椭圆形盾构
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二、盾构构造、分类及选型
2020/9/29
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一、盾构法隧道简述
起源和发展史——第三代盾构
2020/9/29
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一、盾构法隧道简述
起源和发展史——第四代盾构
2020/9/29
9
一、盾构法隧道简述
盾构在我国发展历史及发展现状
我国自20世纪50年代开始涉足盾构法修建隧道和管道工程，最近二十年 开始大规模应用。虽然起步较晚，与国外先进国家仍存在一定差距。但由于 应用前景广阔，主要吸收和采用先进技术和工艺、参考和借鉴国外成功的经 验和失败的教训，所以发展较快，差距正在逐步减小。
20
三、盾构施工技术介绍
泥水平衡盾构工法技术介绍
2020/9/29
泥水循环系统
开挖的土砂以泥浆形式输 送到地面，通过泥浆处理 设备进行分离，分离后的 泥水进行重新调浆冲刷管， 再输送到开挖面。 泥水盾构适用的地质范围 从软弱砂质土层到砂砾层 都可以使用。
21
三、盾构施工技术介绍
管片拼装技术介绍
一般每环管片有6-8块管片组成，分为A、B、K型，分别为标准 块，邻接块、封顶块。 可由球墨铸铁、钢结构、钢筋砼、钢板与钢筋砼的复合材料等 制成的管片（衬砌）
2020/9/29
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1、盾构法隧道简述
优点 缺点
• 1） 在盾构支护下进行暗挖，施工安全性高特点； • 2） 具有机械化、自动化程度高、施工速度快、劳动强度较低的特
点； • 3） 施工时不受交通、河道、航运、潮汐、气候等条件的影响、开
挖时地面沉降可控、对地面建筑物及交通、环境的影响较小、水下 开挖不影响水面交通等特点； • 4） 在松软地层中，开挖埋深深度较大的长距离，大直径隧道，使 用盾构技术施工更为安全、经济合理。 • 5） 地下结构的抗震性好
管片拼装技术介绍
管 片 拼 装 流 程
2020/9/29
25
三、盾构施工技术介绍
管片拼装技术介绍
螺栓紧固流程
管片拼装 时紧固
检验紧固
二次复紧
2020/9/29
26
三、盾构施工技术介绍
管片拼装技术介绍
错缝拼装
2020/9/29
通缝拼装
27
三、盾构施工技术介绍
盾构施工技术及质控要点
BSEM
2020/9/29
1
目录
1 盾构法隧道简述 2 盾构构造、分类及选型 3 盾构施工技术措施介绍 4 盾构施工质量技术措施
2020/9/29
2
1、盾构法隧道简述
原理：运用盾构机挖土排土构筑隧道的工法，属暗挖法范畴。 即利用盾构机在地下掘进，在其掩护下，防止软基开挖面崩塌或
盾 构 机 的 分 类
2020/9/29
14
二、盾构构造、分类及选型
盾构的选型
综 合 性 比 选 问 题
首先考虑：地质条件和开挖面稳定 其次考虑：环境、工期、造价、设计线路、现场条件、障碍 物情况、可选用的辅助工法等因素
2020/9/29
15
三、盾构施工技术介绍
土压平衡盾构工法技术介绍（EPB）
2020/9/29
三、盾构施工技术介绍
管片拼装技术介绍
通缝拼装一般只在隧道曲线段设置楔形管片
错缝拼装设计时往往每环均为楔形管片（通过左右环宽 不等的特点，管片旋转角度，可用于隧道转弯和纠偏）
2020/9/29
23
三、盾构施工技术介绍
管片拼装技术介绍
管 片 拼 装 流 程
2020/9/29
24
三、盾构施工技术介绍
2020/9/29
10
二、盾构构造、分类及选型
盾 构 的 构 造
2020/9/29
11
二、盾构构造、分类及选型
盾构机的构造（土压平衡）
驱动系统
推进系统
刀 盘
盾尾 拼装机
皮带输送机
螺旋机
切口环
支撑环
2020/9/29
12
二、盾构构造、分类及选型
盾
构
按切削面挡土 方式分类
按支护地层形 式的分类
按适用土层分 类
土压平衡盾构工法技术介绍（EPB）
土压力管理
土压设定和管理方法： 理论估算，经验判断，确定 合理P0；精心操作，认真量 测，及时反馈信息，通过出 土量与地表沉降数据对P0进 行调整，即对P0进行动态化 管理，以适应盾构连续推进 工况。
（水压力+主动土压力+预备压）＜P0＜（水压力+被动土压力+预备压）
2020/9/29
基本原理
盾构推进时，其前端刀 盘旋转切削地层土体， 切削下来的渣土进入土 仓，当土体充满土舱时， 其被动土压力与切削面 水、土压基本相同，故 实现切削面平衡，从而 保持开挖面的稳定
16
三、盾构施工技术介绍
土压平衡盾构的施工技术与管理
施工工艺流程
2020/9/29
17
三、盾构施工技术介绍
• 1）盾构机造价较高，隧道衬砌、运输、拼装、机械安装工艺较复杂， 需设备制造、管片预制、衬砌防水、测量、盾构转移等技术配合， 系统工程协调复杂；
• 2）隧道曲线半径特别小或隧道埋深较浅时，施工难度较大。
2020/9/29
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1、盾构法隧道简述
起源和发展史——第一代盾构
2020/9/29
6
1、盾构法隧道简述
2020/9/29
18
三、盾构施工技术介绍
土压平衡盾构工法技术介绍（EPB）
2020/9/29
土压力管理
土压力的调整方法 a、调节螺旋机转速及出土 闸门开口率 b、调节盾构千斤顶推进速 度 c、两者组合调节
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三、盾构施工技术介绍
土压平衡盾构工法技术介绍（EPB）
2020/9/29
土体改良技术
当掘进过程中遇到砂层或含 水量低的硬黏土等不良地层 时，土体塑流性差，需通过 盾构机的渣土改良系统，注 入高压水或粘土、膨润土、 发泡剂等材料，通过土仓内 搅拌系统充分搅拌后，从而 保证盾构顺利掘进。
保持开挖面稳定的同时，在机内安全地进行隧道的开挖和衬砌作业。 三大要素：①稳定开挖面；②挖掘及排土；③衬砌作业及壁后注浆
2020/9/29
3
1、盾构法隧道简述
盾构机是一种隧道掘进的专用工程机械，现代盾构掘进机集机械、电气、 液压、传感、信息等技术于一体，具有开挖切削土体、输送土碴、拼装隧道衬 砌、测量导向纠偏等功能，且需按不同的地质进行“量体裁衣”式的设计制造， 可靠性要求极高。
按断面形状分 类
机
• 全敞开
ห้องสมุดไป่ตู้
• 自然支护式； • 软土盾构
的
• 半敞开式 （挤压式）
• 机械支护式； • 硬岩盾构 • 气压平衡式； • 复合盾构
分
• 密闭式（泥
• 土压平衡式；
水、土压式） • 泥水平衡式
类
• 圆形盾构 • 矩形盾构 • 多圆搭接形
盾构
• 椭圆形盾构
2020/9/29
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二、盾构构造、分类及选型