《盾构施工经济分析》PPT演示课件
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盾构施工技术 PPT
能力
使用
调速范围
变频电机驱动
高
小
好
轻
一般
少
宽
液压马达驱动 较低
较大
较差
较重略好多来自较宽二、土压盾构机施工技术
一 准备工作 二 盾构机的始发 三 盾构机的掘进 四 盾构机的过站 五 盾构机的接收
盾构施工场 地一布、置准：备工作 1、场地布置 龙门吊 设置渣土坑 管片堆放场 地及材料堆 放场地 一座高压配 电房
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。
刀盘选
面型板式：优点是开口率较小，软土口开口率一般在45%左右，
复合地层开口率在30%左右，面板开口小，强度高，易于刀
幅具条布式置：，优对点正是面开土口体率支大撑，效渣果土较易好进，入土土压仓波，动不小易；形缺成点泥是饼传， 刀感盘器不对易正被面堵土，体正的面压土力压反能映较不准够确准的确反，映渣；土缺进点入是土正仓面相土对压困 波难动。较大，容易引起地表沉降，刀盘比较薄弱，不易满足复
土压盾构机施工技术 让世界更畅通
目录 Contents
一、盾构机简述
二、土压盾构机施工技术
三、土压盾构机施工风险控 制 四、案例分析
一、盾构机简述
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
全
机(TBM)
断
面
均一地层盾
隧
构机
道
盾构机
掘
进
（软土、 复合地层盾
全的作用，这个钢质组件被称为盾Ea构rth。pressure distribution diagram Excavation chamber
盾构隧道施工技术培训课件(PPT10)
应急预案制定和演练活动组织
应急预案制定
根据盾构隧道施工特点和可能发生的 突发事件，制定相应的应急预案，明 确应急组织、通讯联络、现场处置等 方面的要求。
应急演练活动组织
定期组织应急演练活动，提高员工的 应急处置能力和协同作战能力。同时， 根据演练结果对应急预案进行修订和 完善，确保其有效性。
06
控制系统
由PLC控制器、人机界面和各种传感器组成， 用于实时监测并调整盾构机各项参数，确 保掘进精度和安全。
刀盘驱动系统
由电机、减速器和刀盘组成，用于驱动刀 盘旋转切削土体。
注浆系统
由注浆泵、注浆管路和注浆嘴组成，用于 向隧道衬砌背后注入浆液，防止地层变形 和渗漏。
管片拼装机
由拼装机头、拼装机架和控制系统组成， 用于在后盾内拼装管片。
针对不合格品产生的原因，制定相应的预防 措施，避免类似问题的再次发生，并持续改 进施工过程中的质量控制措施。
07
总结回顾与展望未来发 展趋势
本次培训重点内容回顾
盾构隧道施工基本原理与工 艺流程
盾构机类型、结构及其功能 特点
02
01
地质条件对盾构施工影响及
应对措施
03
盾构隧道施工中的关键技术 难题与解决方案
管片拼装质量检查
对管片拼装过程中的错台、破损、渗漏等问 题进行检查，确保隧道结构安全。
验收标准明确及执行流程规范
验收标准明确
根据设计文件、施工图纸及相关规范，明确盾构隧道施工的验收标准，包括隧道线形、管片拼装质量、渗漏水等 方面的具体要求。
执行流程规范
制定详细的验收流程，包括验收申请、现场核查、问题整改、复验等环节，确保验收工作的规范化和标准化。
不同地质条件下施工方法选择
盾构施工技术培训讲义ppt(66张)
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。
和铣削头式） 3 机械式（全断面开挖）
OF盾构——自稳性强的围岩，各种非黏性和黏性地层在地下 水位以下地层或渗漏地层掘进时，必须用井点降水降低地 下水位。
盾构施工技术培训讲义(PPT66页)
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盾构施工技术
SHIELD CONSTRUCTION TECHINQUE
盾构施工技术培训讲义(PPT66页)
目前最大的泥水盾构
盾构施工技术培训讲义(PPT66页)
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盾构施工技术
SHIELD CONSTRUCTION TECHINQUE
目前最大的泥水盾构
盾构施工技术培训讲义(PPT66页)
盾构施工技术培训讲义(PPT66页)
日本泥水盾构
土压平衡盾构
盾构施工技术
SHIELD CONSTRUCTION TECHINQUE
统 可调整泥浆物性，并将其送到开挖面，保持开挖面稳
定的泥水循环系统 综合管理送排泥状态、泥水压力及泥水处理设备运转
状况的综合管理系统 泥水分离处理系统 壁后同步注浆系统
盾构施工技术培训讲义(PPT66页)
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盾构施工技术
盾构施工ppt课件
喷射混凝土拌合料的砂率控制在45～55%为 好，水灰比0.4～0.5为宜。
精选课件ppt
26
4.回填注浆
在暗挖法施工中，在初期支护的拱顶上部， 由于喷射混凝土与土层未密贴，拱顶下沉 形成空隙，为防止地面下沉，采用水泥浆 液回填注浆。这样不仅挤密了拱顶部分的 土体，而且加强了土体与初期支护的形体 性，有效防止地面的沉降。
3．盾尾部分 它的作用主要是掩护衬砌的拼装，并且防止水、土及注 浆材料从盾尾间隙进入盾构。盾尾密封装置由于盾构位置千变万化，极 易损坏，要求材耐磨、耐拉并富有弹性。曾采用单纯橡胶的、橡胶加弹 簧钢板的、充气式的、毛刷型的等多种盾尾密封装置，但至今效果不够 理想，一般多采用多道密封及可更换盾尾密封装置。
有的资料提供经验公式确定盾构总顶力为：
P=（700-1000）πD²/4·Kn 盾构千斤顶的顶力：
小型断面用500～600ｋＮ； 中型断面用1000～1500ｋＮ； 大型断面用（D>10m）用25000ｋＮ。 我国使用的千斤顶多数为1500～2000ｋＮ。
精选课件ppt
13
盾构施工 盾构法施工概貌，如图所示
精选课件ppt
15
盾构法施工的给水排水管道允许偏差
项目 高程
排水管道
允许偏差 +15～-150(mm)
套管或管廊
每环±100(mm)
轴线位移 圆环变形 初期衬砌相邻环高差
150(mm) 8‰ ≤20(mm)
注：圆环变形等于圆环水平及垂直直径差值与标准内径的 比值。
精选课件ppt
16
盾构工作坑及始顶
盾构法施工也应当设置工作坑（也称工作 室），作为盾构开始、中间、结束井。开 始工作坑作为盾构施工起点，将盾构下入 工作坑内；结束工作坑作为全线顶进完毕， 需要交盾构取出；中间工作坑根据需要设 置，如为了减少土方、材料地下运输距离 或者中间需要设置检查井、车站等构筑物 时而设置中间工作坑。
精选课件ppt
26
4.回填注浆
在暗挖法施工中，在初期支护的拱顶上部， 由于喷射混凝土与土层未密贴，拱顶下沉 形成空隙，为防止地面下沉，采用水泥浆 液回填注浆。这样不仅挤密了拱顶部分的 土体，而且加强了土体与初期支护的形体 性，有效防止地面的沉降。
3．盾尾部分 它的作用主要是掩护衬砌的拼装，并且防止水、土及注 浆材料从盾尾间隙进入盾构。盾尾密封装置由于盾构位置千变万化，极 易损坏，要求材耐磨、耐拉并富有弹性。曾采用单纯橡胶的、橡胶加弹 簧钢板的、充气式的、毛刷型的等多种盾尾密封装置，但至今效果不够 理想，一般多采用多道密封及可更换盾尾密封装置。
有的资料提供经验公式确定盾构总顶力为：
P=（700-1000）πD²/4·Kn 盾构千斤顶的顶力：
小型断面用500～600ｋＮ； 中型断面用1000～1500ｋＮ； 大型断面用（D>10m）用25000ｋＮ。 我国使用的千斤顶多数为1500～2000ｋＮ。
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13
盾构施工 盾构法施工概貌，如图所示
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15
盾构法施工的给水排水管道允许偏差
项目 高程
排水管道
允许偏差 +15～-150(mm)
套管或管廊
每环±100(mm)
轴线位移 圆环变形 初期衬砌相邻环高差
150(mm) 8‰ ≤20(mm)
注：圆环变形等于圆环水平及垂直直径差值与标准内径的 比值。
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16
盾构工作坑及始顶
盾构法施工也应当设置工作坑（也称工作 室），作为盾构开始、中间、结束井。开 始工作坑作为盾构施工起点，将盾构下入 工作坑内；结束工作坑作为全线顶进完毕， 需要交盾构取出；中间工作坑根据需要设 置，如为了减少土方、材料地下运输距离 或者中间需要设置检查井、车站等构筑物 时而设置中间工作坑。
《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》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
盾构施工技术ppt课件
6
1）软土土压平衡盾构机
主要用于软土、砂土、杂填土、粘土、粉质粘土、砂质粘土、淤泥质粘土、粉土、交杂少量砾石等地 层，如北京、上海、西安、南京、长春、苏州等地铁部分标段。
7
2） 复合式土压平衡盾构机
主要用于长沙、昆明、南京、南昌、南宁等中风化、微风化砂质泥质板岩、中风化泥质粉砂岩、砾砂、角 砾、块石、圆砾、碎石等交互复合地层，及用于成都、兰州、广州、深圳等中粗砂、松散卵石、密实卵石、 上软下硬、岩层等地层。
Injection
70%
50%
Screw conveyor 0%
Discharge
16
Earth Pressure
Plug area
Without injection With injection
100%
80% 0%
70%
50%
土压平衡盾构渣土压力分布图
Tunnelling Equipment
2. 泥水盾构 刀盘及切口环
32
二、盾构机的始发
盾构始发所需准备工作如下： 始发基座安装就位，并安装临时轨道 盾构机吊装、组装完成并调试验收 测量控制点及监测点布设完成并测取初始值 始发反力架安装就位 始发洞门防水帘布安装完毕并完成始发洞门破除
33
安装始发基座 盾构吊装组装调试
安装反力架 安装洞门密封
凿除洞门
29
SMW工法
适用于砂层、淤泥、粘土层，加固宽度小，造价较低，是此类地层最安全可靠的加固方法之一。 该方法成桩效果好，止水性好，对周围地层影响小。
优点：加固质量高，桩体连续、强度高（粘土中0.5～1MPa，砂和卵石中0.5～3MPa），适用 于各类软土地层。
缺点：对于上软下硬地层不适应，造价偏高。
1）软土土压平衡盾构机
主要用于软土、砂土、杂填土、粘土、粉质粘土、砂质粘土、淤泥质粘土、粉土、交杂少量砾石等地 层，如北京、上海、西安、南京、长春、苏州等地铁部分标段。
7
2） 复合式土压平衡盾构机
主要用于长沙、昆明、南京、南昌、南宁等中风化、微风化砂质泥质板岩、中风化泥质粉砂岩、砾砂、角 砾、块石、圆砾、碎石等交互复合地层，及用于成都、兰州、广州、深圳等中粗砂、松散卵石、密实卵石、 上软下硬、岩层等地层。
Injection
70%
50%
Screw conveyor 0%
Discharge
16
Earth Pressure
Plug area
Without injection With injection
100%
80% 0%
70%
50%
土压平衡盾构渣土压力分布图
Tunnelling Equipment
2. 泥水盾构 刀盘及切口环
32
二、盾构机的始发
盾构始发所需准备工作如下： 始发基座安装就位，并安装临时轨道 盾构机吊装、组装完成并调试验收 测量控制点及监测点布设完成并测取初始值 始发反力架安装就位 始发洞门防水帘布安装完毕并完成始发洞门破除
33
安装始发基座 盾构吊装组装调试
安装反力架 安装洞门密封
凿除洞门
29
SMW工法
适用于砂层、淤泥、粘土层，加固宽度小，造价较低，是此类地层最安全可靠的加固方法之一。 该方法成桩效果好，止水性好，对周围地层影响小。
优点：加固质量高，桩体连续、强度高（粘土中0.5～1MPa，砂和卵石中0.5～3MPa），适用 于各类软土地层。
缺点：对于上软下硬地层不适应，造价偏高。
盾构法施工(新手能看懂)PPT课件
盾构法隧道施工技术讲座
讲座内容
盾构法隧道的发展历史、技术现状和发展 动向
盾构法隧道的基本原理及特点 盾构机的分类及选型 盾构施工关键技术
➢18Байду номын сангаас纪末英国人提出在伦敦地下修建横贯通泰晤士河隧道的设想，并于 1798年开始着手工作希望实现这个构想，但由于竖井挖不到预定深度，计划 受挫，4年后Torevix决定在另一个地方建造连接两岸的隧道，随后工程再次 开工，当掘进到最后30m时，开挖面激剧浸水，工程再次受阻。工程从开工 到被迫终止用了5年时间，此后修建横贯泰晤士河隧道的计划在以后10年内 没有任何进展。
36板钢板与洞圈采用段焊当焊接完毕后用速凝水泥封堵弧形钢板上的所有间隙此时洞圈封堵完毕准备开始进行壁后注浆隧道内注浆的同时考虑到浆液有可能顺着盾壳和管片间的间隙流出所以在钢板上下左右4个位置开设注浆孔在必要时进行补压浆浆液达到设定强度时开始二次进洞防止管片被拉开的措施为防止盾构完全进洞后千斤顶离开管片管片反作用力的释放而拉开管片间的间隙造成渗漏水现象在管片的纵向螺栓上焊接根拉杆上部焊接两根左右腰部各焊接一根把最后2环管片连接一起先连接环到环为保险起见此后每拼装好一环就焊拉杆连接管片脱出盾尾后螺栓有可能松动也会造成渗漏水现象所以要加强对螺栓复紧补紧
➢1818年，Brunel观察小虫腐蚀木船底板成洞的经过，从而得到启发，在此 基础上提出了盾构工法，并得到专利。这就是所谓开放型手掘式盾构的原型，
Brunel对自己的新工法非常自信，于1823年拟定了修建另一条泰晤士河隧道 的计划，随后这个计划得到英国国会批准，于1825年动工，初期，工程进展 顺利，但后来由于地层下沉，工程被迫中止。但Brunel并没有灰心，总结了 失败的教训后，对盾构做了7年改进后，于1834年再次开工，又经过7年施工， 终于在1841年贯通隧道。 ➢自Brunel向泰晤士河隧道发起战到胜利，前后经历了20个春秋，此时，他 已是72岁的老人。 Brunel对盾构工法的贡献极为卓著，这是后人的一致评价。
讲座内容
盾构法隧道的发展历史、技术现状和发展 动向
盾构法隧道的基本原理及特点 盾构机的分类及选型 盾构施工关键技术
➢18Байду номын сангаас纪末英国人提出在伦敦地下修建横贯通泰晤士河隧道的设想，并于 1798年开始着手工作希望实现这个构想，但由于竖井挖不到预定深度，计划 受挫，4年后Torevix决定在另一个地方建造连接两岸的隧道，随后工程再次 开工，当掘进到最后30m时，开挖面激剧浸水，工程再次受阻。工程从开工 到被迫终止用了5年时间，此后修建横贯泰晤士河隧道的计划在以后10年内 没有任何进展。
36板钢板与洞圈采用段焊当焊接完毕后用速凝水泥封堵弧形钢板上的所有间隙此时洞圈封堵完毕准备开始进行壁后注浆隧道内注浆的同时考虑到浆液有可能顺着盾壳和管片间的间隙流出所以在钢板上下左右4个位置开设注浆孔在必要时进行补压浆浆液达到设定强度时开始二次进洞防止管片被拉开的措施为防止盾构完全进洞后千斤顶离开管片管片反作用力的释放而拉开管片间的间隙造成渗漏水现象在管片的纵向螺栓上焊接根拉杆上部焊接两根左右腰部各焊接一根把最后2环管片连接一起先连接环到环为保险起见此后每拼装好一环就焊拉杆连接管片脱出盾尾后螺栓有可能松动也会造成渗漏水现象所以要加强对螺栓复紧补紧
➢1818年，Brunel观察小虫腐蚀木船底板成洞的经过，从而得到启发，在此 基础上提出了盾构工法，并得到专利。这就是所谓开放型手掘式盾构的原型，
Brunel对自己的新工法非常自信，于1823年拟定了修建另一条泰晤士河隧道 的计划，随后这个计划得到英国国会批准，于1825年动工，初期，工程进展 顺利，但后来由于地层下沉，工程被迫中止。但Brunel并没有灰心，总结了 失败的教训后，对盾构做了7年改进后，于1834年再次开工，又经过7年施工， 终于在1841年贯通隧道。 ➢自Brunel向泰晤士河隧道发起战到胜利，前后经历了20个春秋，此时，他 已是72岁的老人。 Brunel对盾构工法的贡献极为卓著，这是后人的一致评价。
盾构施工技术ppt课件
土压盾构机施工技术
让世界更畅通
盾构施工技术
1
目录
Contents
一、盾构机简述 二、土压盾构机施工技术 三、土压盾构机施工风险控制 四、案例分析
盾构施工技术
2
一、盾构机简述
盾构施工技术
3
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
盾构施工技术
4
一、盾构机的分类
硬岩隧道掘进机(TBM)
端头加固可以单独采用一种工法或多种工法相结合的加固手段，主要取决于地质情况、地下水、覆盖 层厚度、盾构机直径、盾构机型、施工环境等因素。方法主要有旋喷桩法、注浆法、SMW法、搅拌桩法、 冻结法、灌注桩法、连续墙法。
主动铰接
被动铰接
盾构施工技术
24
刀盘驱动系统选型
刀盘驱动一般分为：变频电机驱动和液压马达驱动，如下表：
驱动方式 传动效率 发热量
变频电机驱动
高
小
隧道内工作 环境
好
液压马达驱动 较低
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
略好
多
较宽
盾构施工技术
25
二、土压盾构机施工技术
盾构施工技术
9
泥水平衡盾构机
日系泥水盾构常采用直控式，德系泥水盾构常采用气垫式。
日系
盾构施工技术
德系
10
二、盾构机的基本构造及工作原理
1.土压平衡盾构
主机
驱动部分
人舱
推进油缸
盾尾刷 螺旋输送机
刀盘
刀盘 前盾
防涌门
中盾
让世界更畅通
盾构施工技术
1
目录
Contents
一、盾构机简述 二、土压盾构机施工技术 三、土压盾构机施工风险控制 四、案例分析
盾构施工技术
2
一、盾构机简述
盾构施工技术
3
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
盾构施工技术
4
一、盾构机的分类
硬岩隧道掘进机(TBM)
端头加固可以单独采用一种工法或多种工法相结合的加固手段，主要取决于地质情况、地下水、覆盖 层厚度、盾构机直径、盾构机型、施工环境等因素。方法主要有旋喷桩法、注浆法、SMW法、搅拌桩法、 冻结法、灌注桩法、连续墙法。
主动铰接
被动铰接
盾构施工技术
24
刀盘驱动系统选型
刀盘驱动一般分为：变频电机驱动和液压马达驱动，如下表：
驱动方式 传动效率 发热量
变频电机驱动
高
小
隧道内工作 环境
好
液压马达驱动 较低
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
略好
多
较宽
盾构施工技术
25
二、土压盾构机施工技术
盾构施工技术
9
泥水平衡盾构机
日系泥水盾构常采用直控式，德系泥水盾构常采用气垫式。
日系
盾构施工技术
德系
10
二、盾构机的基本构造及工作原理
1.土压平衡盾构
主机
驱动部分
人舱
推进油缸
盾尾刷 螺旋输送机
刀盘
刀盘 前盾
防涌门
中盾
盾构施工经济分析PPT课件
地铁盾构主要类型
土压平衡盾构：利用刀盘面板和隔板间充满土砂产生的压力平衡 开挖面地层压力。适于粘土、粉土、砂层、砂砾层、岩石地层。
泥水加压盾构：利用面板和隔板间的加压泥水平衡开挖面地 层压力。适于含水地层，冲积、洪积软弱地层。
盾构施工经济分析
盾构法是在盾构机钢壳体的保护下，依靠其前部的刀盘或挖掘机开挖地层， 并在盾构机壳体内完成出碴、管片拼装、推进等作业。
序号 1
工程项目名称 土方工程
单位 单线延米
造价（人民币元） 3845
2
支护、衬砌、防水
3
施工降水
4
洞内水管、照明、通风
5
结构监测
平均造价
盾构法施工造价分析表
单线延米 单线延米 单线延米 单线延米 单线延米
27542 6000 3883 800 37598
序号
工程项目名称
单位
造价（人民币元）
1
盾构掘进
7
作业施工人员多，每班35人
作业施工人员少，每班23人
8
喷射混凝土、支护质量不易控制
预制管片精度高，质量可靠
9
一般需要二次衬砌
单层衬砌即可
10
防水质量不易控制
11
地层需要降水，造价高
防水可靠 无需降水，造价与矿山法相当
12
一般需要超前支护，遇特殊地段需采取地层加固 除在盾构进出井部位外，一般不需地层改良和预支护
矿山法与盾构法比较
序号
矿山法
1
技术工艺简单，无需大型机械
2
施工灵活，尤其适于断面变化情况
3
人工开挖支护，支护封闭前安全性较差
4
作业环境恶劣
5
作业环节多，施工速度慢，每天1米
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序号
工程项目名称
单位
造价（人民币元）
1
土方工程
单线延米
3845
2
支护、衬砌、防水
3
施工降水4洞内水管 Nhomakorabea照明、通风
5
结构监测
平均造价
盾构法施工造价分析表
单线延米 单线延米 单线延米 单线延米 单线延米
27542 6000 3883 800 37598
序号
工程项目名称
单位
造价（人民币元）
1
盾构掘进
单线延米
土方开挖、回填 主体结构 维护结构 降水 管线改移 施工监测
单位
单线延米 单线延米 单线延米
双线延米 双线延米 双线延米
米 米 米 单线延米
造价（人民币元）
33900
6000 14100 13800 48500
10600
25300
12600
6000
10000
800
34558
6
矿山法施工造价分析表 本造价分析是以近似实例假定测算，且不含隧道建设时发生的其它费用。表中数值仅供参考。
新。
9
4、对盾构掘进3公里后的评价： 日本盾构：接近报废，技术规范较高时大修后可 以继续掘进1-2公里。 欧美盾构：大修后可以继续掘进3-6公里
5、大修过程中哪些是必需、重要、一般的维修 工作？
一般来讲，易损件、电器部件、液压元器件为必 须修理的。液压泵、液压马达、千斤顶、钢丝刷 等部件比较重要，保养良好条件下，掘进3公里时 一般不需要维修，但有时也会因为使用不当或出 现意外需要维修更换。对于管片拼装器、螺旋输 送器等大型部件，有时也需要校正和修理。更换 螺丝螺母、加油、清洗等为一般维修工作。
4
矿山法与盾构法比较
序号
矿山法
1
技术工艺简单，无需大型机械
2
施工灵活，尤其适于断面变化情况
3
人工开挖支护，支护封闭前安全性较差
4
作业环境恶劣
5
作业环节多，施工速度慢，每天1米
6
作业面多，可以多个工作面同时开挖
盾构法
需盾构机及配套设备，技术工艺复杂 隧道断面尺寸固定，断面变化时需特殊处理（如岔线 等） 在盾构机钢壳保护下出碴以及拼装管片衬砌，安全性 好 作业环境好 机械化程度高、施工速度快，每天进度超过8米 每台盾构只有一个工作面，工作面受盾构机数量限制
措施
13
无需特别附属设施
需设置盾构进出竖井，附建管片预制厂
14
遇不良地质易塌方，沉降控制困难
15
施工占地较小
能够有效的控制地表沉降，受地层影响小 5 施工占地稍大
明挖法施工造价分析表
序号
工程项目名称
1
单洞
（1） （2） （3）
2
土方开挖、回填 主体结构 维护结构 双洞
（1） （2） （3）
3 4 5 平均造价
盾构施工经济分析
王新杰 2007年12月18日
1
地铁盾构主要类型
土压平衡盾构：利用刀盘面板和隔板间充满土砂产生的压力平衡 开挖面地层压力。适于粘土、粉土、砂层、砂砾层、岩石地层。
2
泥水加压盾构：利用面板和隔板间的加压泥水平衡开挖面地 层压力。适于含水地层，冲积、洪积软弱地层。
3
盾构施工经济分析
盾构法是在盾构机钢壳体的保护下，依靠其前部的刀盘或挖掘机开挖地层， 并在盾构机壳体内完成出碴、管片拼装、推进等作业。 盾构机一般为圆形断面，结构受理合理，与矿山法相比具有施工安全可靠、 施工速度快、防水性好、地表沉降小等优点。同时预制管片精度高、衬砌质 量可靠。在上海、广州地铁等工程中已经大规模适用。 根据北京采用的车辆、设备以及线路条件要求，盾构圆形单线区间隧道的建 筑限界内径为Φ5100mm，施工开挖和管片拼装误差150mm，区间隧道结构 内径为Φ5400mm，衬砌厚度300mm，区间隧道结构外经为Φ6000mm。 北京地铁隧道地质情况大致为粉土、粗砂、砾砂层，地质渗透性较强，隧道 断面基本位于地下水位以下，若采用矿山法施工区间隧道，隧道断面开挖后 较易发生流砂现象，施工难度较大，且必须采取降水、全断面超前注浆支护 或冷冻法等地层加固措施才能保证施工的安全性。在高水位地段实施大量施 工降水，将会对城市地下水环境造成影响，大量施工降水亦会造成地层的固 结沉降，施工中对地面沉降及地面建筑物沉降的控制难以把握，同时施工降 水及地层加固措施造价较高。而采用盾构法施工则能够较好的适应这些情况， 施工中也无需降水、地层加固等措施。
更换易损件，主要是刀具；b) 更换液压系统、控制系
统元器件、如橡胶软管，密封元件，过滤器，油管、继
电开关，传感器，灯泡等；c) 更换皮带输送器部件，
如皮带、滚轮等等d) 更换钢丝刷e) 螺旋输送器、管片
拼装器等大型部件的清理和保养，有时还包括个别马达
或千斤顶等重要部件的更换。但不包括轴承、刀盘等关
键部件的更换，因为更换这些部件意味着整个盾构的翻
8
所以可以得到如下结论：
1、用日本盾构，3公里基本上可以收回成本，单个标段
摊销。而欧美盾构可以收回成本的一半，两个标段即6
公里摊销。
2、掘进3公里时，日本盾构接近报废，因为主要部件寿
命已经到期。而欧美盾构则可以继续掘进3公里。大修
费用约占整个盾构价格的10%-15%。
3、欧美盾构掘进3公里大修主要包括以下工作内容：a)
7
作业施工人员多，每班35人
作业施工人员少，每班23人
8
喷射混凝土、支护质量不易控制
预制管片精度高，质量可靠
9
一般需要二次衬砌
单层衬砌即可
10
防水质量不易控制
防水可靠
11
地层需要降水，造价高
无需降水，造价与矿山法相当
12
一般需要超前支护，遇特殊地段需采取地层加固 除在盾构进出井部位外，一般不需地层改良和预支护
14000
2
土方运弃
单线延米
2100
3
管片安装运输
单线延米
14600
4
注浆防水
单线延米
6600
5
结构监测
单线延米
800
6
盾构密封舱补充材料
单线延米
3300
7
盾构吊装
每次290000，按5
120
公里2次计算
7
平均造价
单线延米
41520
盾构成本摊销分析
根据上海、广州、深圳及北京地铁施工经验，盾构成本摊销 分两种情况，即采用日本盾构时，每延米摊销10000-12000 元，3公里可以收回成本。（上海经验） 采用欧美盾构，每延米摊销6000-8000元时，约6公里可以 收成本。（广州经验） 原因如下： 日本盾构在刀盘、主轴承及马达等主要部件寿命方面为欧美 产品寿命的一半。通常情况下，日本出口中国的盾构主轴承、 马达寿命5000小时，千斤顶甚至4000小时，而欧美盾构主 轴承、马达寿命为10000小时，千斤顶寿命超过8000小时。 加之驱动方式的不同，即日本盾构多采用电机驱动，欧美则 偏于液压驱动，故日本盾构价格基本上也为欧美盾构价格的 一半。