泥水盾构简介(谷风技术)
泥水平衡盾构简介
支承环
盾尾
刀盘
主驱动
泥水仓
进浆管 破碎机 推进油缸
排浆管 管片拼装机
13 盾构及掘进技术国家重点实验室
２．刀盘系统
刀盘是泥水盾构的主要工作部件，为各种盾构刀具提供安装位置， 根据工程实际需求，可分为常规泥水盾构刀盘和带常压换刀装置的刀盘。 前者厚度跟同尺寸的土压平衡盾构的刀盘厚度相当，后者厚度一般接近 2m或以上。
间接控制型泥水盾构控制 精度高，开挖仓内的泥水 压力波动小，一般在 0.01~0.02MPa之间变化。 掌子面压力的变化被迅速、 准确的平衡，降低了对地 层的扰动。
8 盾构及掘进技术国家重点实验室
３．泥水平衡原理
泥水稳定掌子面的方法源于地下连续墙的泥浆护壁原理，其基本原 理是通过在支撑环前面隔板的密封舱中，注入适当压力的泥浆，在开挖 面形成泥膜，支撑正面土体，并由安装在正面的刀盘切削土体表面泥膜， 与泥水混合后，形成高密度泥浆。
当泥水压力大于地下水压力时，泥水按照达西定律渗入土体，形成
与土壤间隙成一定比例的悬浮颗粒，这些颗粒被捕获并积聚于土体与泥
水的接触区，逐渐形成泥膜。当泥膜抵抗力远大于正面地层压力时，产
生泥水平衡效果。
9
盾构及掘进技术国家重点实验室
泥膜的类型
泥皮泥膜
无泥 膜
渗透泥膜
泥水几乎不渗透，只形 成泥膜
盾构及掘进技术国家重点实验室
14 盾构及掘进技术国家重点实验室
15 盾构及掘进技术国家重点实验室
➢ 刀盘的设计要求 (1) 能够降低对刀具的磨损； (2) 保护刀盘的钢结构，刀盘的结构材料为Q345B 、16MnR、 GS52或相
当于这种材料的铸钢； (3) 能够实现高的贯入度； (4) 选择降低刀具的磨损及维持掌子面稳定的最优刀盘开口率； (5) 幅轮设计以使每个旋转方向都有多个碴土出口； (6) 2 个旋转方向(正/反)； (7) 刀盘前面有独立的喷口用于防止刀盘结泥饼； (8) 连接到主驱动的连接臂（厚壁管）保证刀盘良好的稳定性； (9) 出碴通道的几何设计必须满足开挖仓容易出碴； (10) 大的物料通道从刀盘外缘通到刀盘中心区域，这样便于将挖掘的物
泥水平衡盾构施工技术培训
根据施工方案，准备所需的管片、砂 浆、盾构机等材料和设备，确保施工 顺利进行。
制定施工方案
根据勘察结果，制定详细的施工方案 ，包括盾构机选型、施工组织、安全 保障等。
盾构掘进施工
安装盾构机
将盾构机安装到始发井或接收井 ，并进行调试和试运行。
泥浆制备
根据地质条件，制备适当比例的泥 浆，用于控制盾构机掘进过程中的 泥水压力。
现状
目前，泥水平衡盾构技术已成为隧道工程建设中的重要技术手段之一，广泛应用 于国内外各类大型隧道工程中，为城市建设和交通发展做出了重要贡献。
02
泥水平衡盾构设备与操作
盾构机的基本结构
01
02
03
04
刀盘
用于切削和破碎土体，是盾构 机的主要工作部分。
盾体
提供保护和支撑，内部安装有 控制、推进、拼装等系统。
泥水平衡盾构施工技术培训
目录
• 泥水平衡盾构技术概述 • 泥水平衡盾构设备与操作 • 泥水平衡盾构施工流程 • 泥水平衡盾构施工中的问题与对策 • 泥水平衡盾构技术案例分析
01
泥水平衡盾构技术概述
定义与原理
定义
泥水平衡盾构是一种隧道掘进技术，通过向切削仓内注入泥浆，保持压力平衡 ，使掘进过程中土仓内的泥水压力和掌子面土压力平衡，以保持掌子面的稳定 。
掘进施工
启动盾构机进行掘进施工，同时通 过泥浆系统将切削下来的土体排出 ，保持泥水平衡状态。
衬砌与管片安装
衬砌预制
在工厂或现场预制混凝土衬砌块 ，确保其质量和尺寸符合设计要
求。
管片拼装
在盾构机掘进过程中，逐块拼装 管片形成隧道结构，同时确保管
片之间的密封性。
衬砌安装
将预制好的衬砌块逐块安装到管 片外侧，形成完整的隧道结构。
泥水大盾构方案
泥水大盾构方案1. 引言泥水大盾构是一种在地下挖掘隧道时使用的工程机械。
它能够在不影响地表和周围环境的情况下进行挖掘，因此广泛应用于城市交通、地铁及其他地下通道工程。
本文将介绍泥水大盾构的工作原理、优势以及施工方案。
2. 工作原理泥水大盾构是使用一个圆柱形的盾构机来挖掘地下隧道。
盾构机主要由盾构头、推进系统、控制室和环片组成。
在施工过程中，盾构机首先通过盾构头对土层进行剥离和挖掘。
同时，盾构机通过推进系统将盾构机向前推进，并在后方放上预制的环片来支撑隧道壁面。
随着盾构机的推进，工作区域会被不断挖掘和支撑。
冠状稀土液是利用注浆管通过泥水注浆系统向前注入地下，形成一个稳定的液态泥土环，以防止土层坍塌。
同时，冠状稀土液还能将挖掘出的泥土通过管道输送到地面。
3. 优势泥水大盾构相比传统的地下挖掘方法具有许多优势：•高效快速: 盾构机能够同时进行挖掘和支撑，施工速度快，提高了工作效率。
•安全可靠: 盾构机能够将群众和工人与挖掘工程隔离，减少了施工过程中的意外风险。
•环保低碳: 盾构机能够最大程度地减少对周围环境的影响，避免了大面积地表开挖和爆破带来的空气和噪音污染。
•适应性强: 盾构机能够适应各种地质条件，包括软土、沙层和岩石。
4. 施工方案4.1 准备工作在进行盾构施工之前，需要进行一系列的准备工作：1.调查勘探：对施工区域进行地质勘探，确定地下水位、土质情况以及任何可能影响施工的地质因素。
2.设计方案：根据勘探结果，设计盾构施工方案，包括隧道的路径、尺寸和施工进度。
3.材料采购：采购所需的盾构机、环片、注浆材料等。
4.现场准备：清理施工区域，搭建临时设施，确保施工现场的安全和通畅。
4.2 施工过程盾构施工可以分为以下几个步骤：1.开始挖掘：将盾构机定位到起始点，开启盾构机，开始挖掘。
2.推进隧道：盾构机通过推进系统向前推进，同时进行挖掘和固土。
3.安装环片：当盾构机挖掘到一定距离时，将预制的环片通过后方传送带安装到隧道壁上。
泥水盾构工法
注浆施工
在管片拼装完成后，进行注浆施工， 对隧道周围土体进行加固处理。
施工监测与评估
施工监测
对施工过程中各项参数进行监测，如 盾构机掘进姿态、泥浆压力和流量、 管片拼装质量等。
施工评估
根据监测数据对施工过程和成果进行 评价，及时发现和解决施工中存在的 问题，确保工程质量和安全。
在施工过程中，泥水舱内的泥水压力需要与地层压力保持动 态平衡，以维持地层的稳定性。同时，泥水舱内的泥水压力 也需要与泥水舱的几何形状相匹配，以确保施工安全。
泥水处理与循环利用
泥水处理与循环利用是泥水盾构工法的关键技术之一，通 过将挖掘出的泥水进行分离、筛选、搅拌等处理，实现泥 水的循环利用。
在施工过程中，挖掘出的泥水需要进行分离，去除其中的 大颗粒和杂质，然后通过搅拌和添加适量的化学药剂，使 其达到所需的物理和化学性能指标。处理后的泥水可以再 次用于控制地层压力、冷却刀盘和润滑管片等施工操作。
泥水盾构工法适用于各种土壤 和软岩地层，具有广泛的适用
性。
泥水盾构工法的缺点
泥水处理问题
挖掘过程中产生的泥水需要妥善处理，否则 会造成环境污染。
成本较高
相对于其他工法，泥水盾构工法的设备成本 和运营成本较高。
施工精度要求高
由于泥水盾构的挖掘精度受多种因素影响， 因此对施工精度要求较高。
施工条件受限
远程监控与决策支持系统
建立远程监控与决策支持系统，实现施工过程的实时监控和远程控 制，提高施工管理的智能化水平。
06 泥水盾构工法案例分析
案例一：某地铁区间隧道泥水盾构施工
总结词：成功应用
详细描述：某地铁区间隧道采用泥水盾构工法进行施工，通过合理的泥水处理和掘进控制，成功穿越了复杂的地质条件和重 要建筑物，保证了施工安全和质量。
泥水盾构
中交隧道局南京纬三路过江通道
双管片行车
双管片行车作为管片运输系统中重要设备，最大起重 量为40T，每次可搬运两块管片，节省管片运输时间。 工作时，由2#台车后端起吊，通过台车内部运输至前 端，将管片放置在单管片接收平台上。整个运输过程可 以实现人工及半自动两种控制方式。
中交隧道局南京纬三路过江通道
中交隧道局南京纬三路过江通道
中交隧道局南京Leabharlann 三路过江通道制浆系统 全自动制浆系统QZJ-200从上料（水）、称重、搅 拌到输送全过程均为自动控制运行（亦可人为干预）， 具有制浆速度快，浆液搅拌均匀等特点。通过上位机预 设定水灰比，可灵活配制从1.05～1.20g/cm3之间不同 密度的浆液。制浆时间可调，每个制浆周期耗时最多 3～5分钟。足以满足应急补浆所需。
单管片行车
该行车位于1#台车后部，主要用于油脂搬运及接受 平台上管片的转移，最大起重量为20T，每次可起吊一 块管片。当行车起吊接收平台上放置的管片时，运用液 压油缸实现管片开启和闭合，运用旋转马达将管片整体 旋转±90°。通过液压系统还可以调整管片位置精度，并 放置在管片供给装置末端接收段。
中交隧道局南京纬三路过江通道
中交隧道局南京纬三路过江通道
3 泥水处理系统 2
筛分 压滤系统 制浆系统 调浆系统
中交隧道局南京纬三路过江通道
筛分
泥浆处理系统由筛分系统、压滤系统、制浆系统、 调浆系统等构成，通过管路连接使各系统单元组合在一 起，达到盾构机泥水循环泥浆指标要求的目的。
本项目泥水处理系统采用型号为ZX-3000筛分处理 设备，总机泥水处理量为3×1000m3/h，筛分设备分 为三个泥水处理单元，每个单元又由9个框架3层结构构 成，设备总重量108t，装机功率1500KW。筛分设备结 构图如下。
泥水盾构施工简介
盾构的掘进对车站的正
常使用未产生任何影响。
（二）、上海市轨道交通9号线盾构穿越沪杭铁路
1、概况
上海市轨道交通9号线一期工程R413-盾构隧道（九亭站-七宝
站）位于上海市闵行区沪松公路沿线，线路呈西东走向。区间 上、下行线和东出入段线盾构隧道在区间东西岔道井之间 DK20+664（=L2DK0+220）处下穿越沪杭铁路环线（铁路里程约 DK31+820），铁路为双线铁路（路基宽约12m），位于隧道上 方，与隧道基本正交（相交角约88°），穿越处位于沪松公路 北侧。地层为杂填土和淤泥质黏土，埋深10m。
膨润土溶液
地层
切削刀盘
进浆管
排浆管
（三）泥水盾构的优缺点 优点：
(1)适应性强，适用范围广。可适用于砂卵石、砂层、冲、 洪积土层、岩石等多种地层。适用于常压下、地下水位以 下和以上、高水压力等条件下施工。 (2)由于泥水在土层中的渗透性比空气在土中的透气性小， 施工中可减少地下水的移动，从而减少由此而引起的地表 沉降。 (3)因采用管路排泥，井下施工作业环境能保持清洁良好， 提高了作业人员的施工安全性； (4)采用气压保持泥水压力的稳定，调节速度快，压力波 动小，可在覆土较浅的条件下进行盾构法隧道施工。 (5)挖土及出土等可全部实现机械化、管道化水力输送， 并可在地面上控制，从而改善隧道内作业条件，提高了施 工效率。
2、做好施工监控量测和反馈
（1）监测
①合理布设监测点。地面沉降测点沿隧道中心线 上间隔30m布设一个监测断面，对影响范围内所有轨 道进行埋设测点，每股轨道上布设3～5个测点。 ②采用精密的监测方法。对于轨道的沉降观测采 用精密水准测量的方法进行量测作业。 ③加大监测频次。掘进面前后<20m时，测1～2次/ 天，掘进面前后<50m时，测1次/ 天，掘进面前后 >50m时，测1次/ 周。
泥水平衡盾构机施工原理介绍
泥水平衡盾构机施工原理介绍泥水平衡盾构机是一种用于地下隧道施工的先进设备。
它采用泥浆平衡法进行施工，能够在地下进行高效、安全的隧道开挖。
本文将详细介绍泥水平衡盾构机的施工原理。
1. 泥水平衡盾构机的基本原理泥水平衡盾构机是在隧道掘进过程中，通过注入泥浆控制地下水位，保持隧道工作面正常工作环境的一种盾构机。
它采用了泥浆平衡法，即通过在隧道工作面注入泥浆，使泥浆的密度与地下水的压力平衡，从而达到控制地下水位的目的。
2. 泥水平衡盾构机的工作原理泥水平衡盾构机主要由刀盘、前后密封、螺旋输送机和泥浆系统等部分组成。
在施工过程中，首先将泥浆通过泥浆系统供给到刀盘前部的刀具上。
刀盘旋转时，刀具将地层土壤切削下来，同时将泥浆与土壤混合成泥浆浆体。
泥浆浆体通过螺旋输送机送出隧道，同时通过密封系统保持隧道工作面的压力平衡。
泥浆与地下水的压力平衡可以有效控制地下水位，防止水和土壤的涌入，保护工作面的稳定性。
3. 泥水平衡盾构机的施工过程泥水平衡盾构机的施工过程可以分为以下几个步骤：(1) 预处理：在施工前，需要对隧道工作面进行预处理，包括地下水的降低和土层的加固等。
(2) 开挖：泥水平衡盾构机开始工作后，刀盘旋转切削土壤，并通过螺旋输送机将土壤与泥浆混合成泥浆浆体。
(3) 输送：泥浆浆体通过螺旋输送机将土壤从隧道中输送出去，同时保持隧道工作面的压力平衡。
(4) 支护：在土壤被切削后，需要进行隧道工程的支护，以确保隧道的稳定和安全。
(5) 后续处理：隧道开挖完成后，需要进行后续的清理工作，包括清理刀盘和螺旋输送机等设备。
4. 泥水平衡盾构机的优势和应用泥水平衡盾构机具有以下优势：(1) 施工速度快：泥水平衡盾构机可以实现连续作业，施工速度较快。
(2) 施工安全：泥水平衡盾构机采用了泥浆平衡法，能够有效控制地下水位，减少地层涌水和塌陷的风险。
(3) 对环境的影响小：泥水平衡盾构机在施工过程中，通过注入泥浆控制地下水位，减少对周围环境的影响。
泥水盾构施工技术介绍
一
、
概 述
目前 ， 盾构 已成为软土地层修 建隧道
的一种专用施工机械 ， 盾构 施工 法也 已成
２０泥水 定 平 衡 的 ，故 称 泥 水 加压 平 衡 盾 构 法， 简 机等设备组成 。以下图 １是 中６ ６ 平衡式盾构机主体 结构简图。 称泥水盾构。 泥 水加压式盾 构开挖面 土体 是依 靠 泥 水压 力对开 挖面上 的水 土压力 发挥平
（ 泥水 加压 和 循 环 系统 ２）
为当今城市隧道和地 铁工程 中不可缺 少
的一 种 施 工 法 。
泥水 加压 平衡 盾构 的特征 之一是将
传统的盾构施工法大多有赖于气压、 降水 、 注浆加固等措施来对付 不稳定地层
的局 面 ， 泥 水 加 压 式 盾构 是 用泥 浆 加压 而
通过对开挖面 加压 使其 衡作用 以求得稳定。 泥水压力主要是在掘 泥水送往开挖面 ， 达到稳定 ， 用流体输送 砂土。泥水通过 并 进 中起支护作用。 加压 、 流体输送土砂 、 泥 此外 ， 由于泥水 中的粘粒受到上述压 泥浆泵进行循环、 水分离后重新循环到开挖面 ， 这一系统称 力差作用在开挖面形成一层泥膜 ， 对提高
２ 适 用条 件 、 泥 水 加 压 平 衡 盾 构 工 法 采 用 泥 水 加
１３ ． ６亿） 六号 线 Ｉ 隧道 工程 等过江地 压 平 衡 刀 盘 切 削 面 ， 能 使 开 挖 面 保 持 稳 和 标 定， 确保 隧道施 工安全 ， 具有对 地层 扰动 小和沉降小等优点。 最适宜于开挖区难 以
施工环境 ， 能较好地稳定开挖面和 防止地 表隆陷， 成为 当今一种划时代 的盾构 新技
术。
我 司于 ２０ ０ ３年 引 进 泥 水 加 压 平 衡
泥水盾构操作及常见问题处理方法
检查主轴承的润滑和散热系统是否正常，及时清理轴承箱内的杂质和更换润滑油，降低轴承温度。
04 泥水盾构操作安全措施
人员安全防护措施
01
02
03
人员培训
所有参与泥水盾构操作的 人员必须经过专业培训， 熟悉操作规程和安全要求。
穿戴防护用品
操作人员必须穿戴符合安 全标准的防护服、手套、 安全鞋等，以防止意外伤 害。
泥水输送异常处理方法
泥水输送管路堵塞
检查输送管路的连接是否牢固，清理 管路内部的杂物，保持管路畅通。
泥水输送泵故障
检查输送泵的轴承、密封件等是否正 常，及时更换损坏的零部件，确保泵 的正常运转。
泥水分离异常处理方法
泥水分离器效果差
检查分离器的筛网是否堵塞，清理筛网上的杂质，提高泥水分离效果。
泥水分离器溢流口堵塞
泥水盾构操作注意事项
• 在泥水盾构操作过程中，需要注意以下几点：首先，要严格控 制盾构机的推进速度和出土量，避免超挖和欠挖；其次，要密 切关注泥水仓的压力和流量，防止泥水泄漏和土渣涌入；第三， 要加强设备的维护和保养，防止设备故障影响施工进度和质量； 第四，要做好洞口止水与加固工作，防止隧道坍塌和渗漏；最 后，要加强施工现场的安全管理，防止发生安全事故。
该水利工程采用大型泥水盾构机，针对复 杂的地质条件和环境因素，采取了一系列 科学合理的施工方案和技术措施。工程不 仅规模宏大，而且技术难度高，为地区经 济发展和民生改善发挥了重要作用。
失败案例一
总结词
安全意识淡薄、管理混乱、技术失误
详细描述
该隧道工程在泥水盾构施工过程中发生事故， 主要原因是施工单位安全意识淡薄，管理混 乱，以及技术失误。事故造成了人员伤亡和 财产损失。通过该案例分析，应加强施工现 场的安全管理，提高施工人员的安全意识和 技术水平，确保泥水盾构施工的安全顺利进 行。
泥水盾构施工技术介绍
循环。
杆泵二管路（ 四注入点） 同时注浆。注浆 泥 、砂 层 ， 盾 构 机 需 要 穿 越 各 种 特 性 的 岩
（ ３） 综合管理系统
可 根 据 需 要 采 用 自 动 控 制 或 手 动 控 制 方 层， 施工技术难度大、要求高；
泥水加压式盾构法， 是用泥水加压密 式。
３、隧道沿线上方分布有大量民房， 大
同步注浆与盾构掘进同时进行， 通过 化 带 、＜７＞岩 石 强 风 化 带 、＜８＞岩 石 中 风 化
从泥水中分离排除， 分离后的泥水经调整 同步注浆系统及盾尾的内置注浆管， 在盾 带和＜９＞岩石微风化带， 从强度较高的微
密 度 ， 粘 度 等 指 标 后 再 泵 回 开 挖 面 ， 如 此 构向前推进盾尾形成空隙的同时， 采用螺 风 化 泥 岩 、砂 质 破 碎 带 、到 稳 定 性 差 的 淤
定。比如检查相当于一环的掘削土量， 若 发 现 比 事 先 预 定 的 土 砂 量 （用 钻 孔 采 集 的 资料， 根据含水率， 土质等计算出来的土 砂量）相差多， 则说明开挖面 稳 定 受 到 破 坏， 应立即采取提高泥水比重， 增加泥水 压力等适当的措施进行管理。
（ ４） 泥水分离处理系统 泥水分离处理系统是将掘削下来的 土砂形成的泥水， 通过流体进行输出地面 后， 经分离成土砂和水， 最后将土砂排弃 的处理系统。在这个处理系统中， 将大直 径砾石和砂作机械筛分， 小颗粒粉砂土、 粘土胶体用凝集剂使其形成团粒后， 采取 强制脱水。通过一次处理分离大颗粒， 二 次处理分离小颗粒和泥水处理后， 部分泥 水再次与开挖面循环， 其中泥水浓度的控 制 、开 挖 面 稳 定 、泥 水 处 理 设 备 的 运 转 以 及弃土等所有各个环节， 是作为泥水加压 式盾构工法系统的一部分。 （ ５） 盾尾壁主体结构简图
泥水盾构
机的土层。 ❖ 根据土层的稠度，有时不需要水或只需要加很少量的水。通
过搅拌装置在开挖室内的搅拌，即使十分粘着的土层也能变 成塑性好的泥浆。
4
❖ 泥水加压盾构
❖ (a) 泥水加压盾构对于不稳定的软弱地层或地下水位高，含 水砂层，粘土以及冲积层以及洪积层等流动性高的土质，使 用效果较好。
❖
预压：是考虑地下水压和土压的设定误差及送、排
泥设备中的泥水压变动等因素，根据经验设定，通常取值
为20-30KN／㎡。
❖
泥水加压平衡盾构工法是最适宜于开挖区难以稳定、
滞水砂层、含水量高的松软粘性土层及隧道上方有水体的
场合。
3
土压和泥水盾构的选择
❖ 土压盾构 ❖ A 少水地层、砂卵石地层宜选择复合式土压平衡盾构（如沈
该型式盾构是在机械式盾构的刀盘的后侧，设置 一道封闭隔板，隔板与刀盘间的空间定名为泥水仓。把 水、粘土及其添加剂混合制成的泥水，经输送管道压入 泥水仓，待泥水充满整个泥水仓，并具有一定压力，形 成泥水压力室。通过泥水的加压作用和压力保持机构， 能够维持开挖工作面的稳定。盾构推进时，旋转刀盘切 削下来的土砂经搅拌装置搅拌后形成高浓度泥水，用流 体输送方式送到地面泥水分离系统，将碴土、水分离后， 再把虑除的掘削土砂的泥水重新压送回泥水舱。如此不 断循环完成掘削、排土、推进工作过是泥水仓（或称开挖仓） 和气垫仓。其中泥水仓掘进时一般充满泥水，气垫仓在掘进 时一般底部为泥水，上部为压缩空气。泥水仓主要功能为切 削渣土的携带，气仓的主要功能为储存足够体积的压缩空气， 以保证压力稳定的需要。
❖ 泥水仓的压力稳定是直接关系到掌子面稳定的重要因素， 为保证工作面压力的稳定，泥水盾构提供了一套专门的压缩 空气系统。该系统气源一般由一台空压机提供。气体通过空 压机出口上方的粗滤器，然后通过两条独立的管线分配到人 闸和开挖室。该系统布置了两套独立的压力调节系统，能根 据设定值，自动调节气仓内压力，使气仓内压力一直稳定在 设定值。由于气仓和泥水仓联通，因此能够稳定泥水仓的压 力在某一个设定值范围内。
泥水加压平衡盾构机
通过调节泥水加压系统的压力，使泥 水压力与地层压力保持平衡，从而保 持工作面的稳定。
应用领域
01
02
03
04
地铁建设
在地铁建设中，泥水加压平衡 盾构机广泛应用于地铁隧道的
掘进施工。
铁路建设
在铁路建设中，泥水加压平衡 盾构机可用于铁路隧道、桥梁
等工程的掘进施工。
公路建设
在公路建设中，泥水加压平衡 盾构机可用于高速公路、城市
某大型水利工程的泥水加压平衡盾构机实践
总结词：高效挖掘
详细描述：在某大型水利工程中，泥水加压平衡盾构机展现了高效挖掘能力。通过优化刀具设计和泥浆循环系统，大幅提高 了挖掘效率，缩短了工期，降低了工程成本。
国际上先进的泥水加压平衡盾构机介绍
总结词：技术领先
详细描述：国际上先进的泥水加压平衡盾构机采用了最先进的技术和材料，具有更高的稳定性和耐用 性。同时，这些盾构机还配备了智能化控制系统，能够实现远程监控和自动控制，进一步提高施工效 率和安全性。
特点
泥水加压平衡盾构机具有高效率、高 精度、低地层损失、低环境污染等优 点，广泛应用于地铁、铁路、公路、 水利等隧道工程建设。
工作原理
泥水循环
泥水加压平衡盾构机通过泥水循环系 统将切削下来的泥土和地下水进行分 离，分离后的泥土被输送到土方堆放 处，而水则被循环利用。
压力控制
切削与推进
切削盘将地层切削下来，并通过推进 系统将切削下来的泥土和盾构向前推 进。
泥水加压平衡盾构机
目录
• 泥水加压平衡盾构机概述 • 泥水加压平衡盾构机的结构 • 泥水加压平衡盾构机的操作与维护 • 泥水加压平衡盾构机的发展趋势与未来展
望 • 泥水加压平衡盾构机的案例分析
泥水盾构机工作原理
泥水盾构机工作原理泥水盾构机是一种用于隧道开挖的特殊设备，它利用液压系统和盾构原理来完成地下隧道的开挖和支护工作。
泥水盾构机的工作原理非常复杂，需要涉及到液压传动、土壤力学、隧道工程等多个领域的知识。
本文将从泥水盾构机的结构、工作原理和工作过程等多个方面对其进行详细介绍。
一、泥水盾构机的结构泥水盾构机主要由起重系统、管片推进系统、控制系统、供浆系统、液压系统等多个部分组成。
起重系统主要用于安装和更换盾构机的刀盘，并提供支撑力以克服隧道开挖带来的阻力；管片推进系统则是用于推动盾构机向前行进，并安装预制的管片以构成隧道的内壁；控制系统则是用于监控和调整盾构机的各项工作参数，使其能够稳定、高效地运行；供浆系统主要用于将钻进中的泥浆或者膨润土输送到地面；液压系统则是泥水盾构机的动力来源，它为各个部分提供动力并保证整个盾构机的运行。
二、泥水盾构机的工作原理1. 推力系统泥水盾构机主要通过推进系统来进行隧道的掘进工作。
当盾构机完成了一定深度的开挖后，推力系统将驱动盾构机向前推进，同时使内壁支护装置紧密贴合隧道内壁，并将预制的管片逐个安装在隧道内壁上。
2. 掘进系统在盾构机推进时，刀盘负责对隧道内的土壤进行削切，同时将削切下来的土壤与膨润土形成的泥浆通过螺旋输送器输送到盾构机的后部，最后通过管路输送到地面。
3. 支护系统在泥水盾构机开挖时，需要及时对隧道进行支护，以防止土壤塌方。
泥水盾构机的支护系统包括内壁支撑系统和管片安装系统。
内壁支撑系统主要包括盾构机后部的支撑框架和注浆系统，用于对隧道内壁进行支护；管片安装系统则是用于将预制的管片逐个安装在隧道内壁上，构成隧道的内壁。
三、泥水盾构机的工作过程1. 初始施工准备泥水盾构机施工前需要对现场进行勘测，并根据勘测结果制定施工方案。
施工前还需进行盾构机的组装和调试工作，确保每个部件都能正常工作。
2. 盾构机掘进当盾构机进入施工状态后，刀盘开始旋转，推进系统推动盾构机向前掘进。
公路隧道泥水盾构施工技术指南
公路隧道泥水盾构施工技术指南一、引言公路隧道是连接两地的重要交通设施，对于交通运输的发展和经济的发展起着至关重要的作用。
而泥水盾构技术作为一种先进的隧道施工技术，具有施工周期短、安全性高、对周边环境影响小等优点，因此在公路隧道施工中得到了广泛的应用。
本文将对公路隧道泥水盾构施工技术进行详细分析，旨在为相关施工人员提供一份实用的施工技术指南。
二、泥水盾构概述泥水盾构是一种利用液压举升系统来推进的隧道掘进机械。
其主要特点是采用土压平衡掘进的方式，能够适应不同地质条件下的隧道施工，在软土、泥土等复杂地质条件下有着很好的适应性。
同时，泥水盾构在施工过程中也可以有效地控制地下水位，降低隧道施工风险，因此在公路隧道工程建设中得到了广泛的运用。
三、泥水盾构施工工艺1.前期准备工作在进行泥水盾构施工前，需要进行充分的前期准备工作。
首先，需要对隧道地质情况进行详细的勘察和分析，了解地下水位、地层情况等重要信息。
其次，需要进行现场测量和定位，确定隧道线路和工程标高。
最后，需要进行现场环境的清理和整治，保证施工区域的安全和整洁。
2.施工设备准备泥水盾构施工需要用到一系列专业设备，如盾构机、液压举升系统、混凝土搅拌站等。
在施工前需要进行设备的检测和维护，确保设备运转正常和安全。
同时，对施工人员进行相关技术培训和安全教育，提高施工人员的专业素养和施工安全意识。
3.掘进施工泥水盾构施工的关键环节是隧道的掘进工作。
在进行掘进工作时，需要根据地质情况和施工进度进行合理的掘进方案设计，确保施工的顺利进行。
同时，需要不断监测和分析地质变化和地下水位变化，及时调整施工参数和掘进速度。
4.地下水位控制在泥水盾构施工中，地下水位的控制是非常重要的。
地下水位的过高会对施工造成较大的影响，因此需要采取适当的地下水位降低措施，如加固隧道围岩、使用地下水抽水系统等，确保地下水位在可控范围内。
5.环境保护在进行泥水盾构施工时，需要充分考虑周边环境的保护。
泥水平衡盾构施工
泥浆泵
将处理后的泥浆通过管道输送到盾构 机内部。
泥浆搅拌器
将处理后的泥浆搅拌均匀，以供盾构 机使用。
注浆设备
注浆管
将浆液注入到隧道周围， 起到止水、加固等作用。
注浆泵
将浆液通过注浆管注入到 隧道周围。
压力注浆机
用于高压注浆，提高隧道 结构的稳定性。
其他辅助工具
测量仪器
用于监测盾构机的位置和姿态，确保 隧道施工精度。
泥水平衡盾构施工
目 录
• 泥水平衡盾构施工概述 • 泥水平衡盾构施工设备与工具 • 泥水平衡盾构施工流程 • 泥水平衡盾构施工质量控制 • 泥水平衡盾构施工安全措施 • 泥水平衡盾构施工案例分析
01
泥水平衡盾构施工概述
定义与特点
定义
泥水平衡盾构施工是一种使用盾 构机在地下挖掘隧道的施工方法 。
注浆充填作业
按照施工要求进行注浆充填，确保隧道结构稳定和止水效果。
施工监测与评估
位移监测
对隧道轴线、衬砌结构等进行 位移监测，及时发现异常情况
。
沉降监测
对施工区域周边地面进行沉降 监测，确保施工安全。
应力监测
对衬砌结构进行应力监测，评 估衬砌结构的受力状态。
施工效果评估
根据监测数据和实际施工情况 ，对施工效果进行评估，及时
。
衬砌管片安装
1 2
管片拼装设计
根据隧道断面尺寸和衬砌厚度，设计管片拼装方 案。
管片运输与堆放
将管片运至施工现场并合理堆放，方便后续拼装。
3
管片拼装作业
按照设计方案将管片拼装成环，形成隧道衬砌结 构。
注浆充填
注浆材料选择
根据工程要求选择合适的注浆材料，如单液浆、双液浆等。
泥水盾构简介
适用于软弱的淤泥质粘土层、松散的砂土层、沙砾层、 卵石层和硬土的互层等地层。特别适用于地层含水量 大、上方有水体的越江隧道和海底隧道。
二、泥水盾构简介
• 泥水盾构分为英国体系、日本体系和德国体系。
目前使用比较广泛是日本体系和德国体系。日本 体系为直接控制模式，由泥浆液体直接支护开挖 面并提供维持平衡压力的盾构，德国体系是间接 控制式盾构，其通过支护液体的压力插入一个空 气缓冲层加以控制，即通过空气缓冲层的压力控 制，间接控制开挖面的压力。
反循环模式、隔离模式和长时间停机模式。
旁通模式
这个模式是待机模式，用于盾构不进行开挖时执行其它功 能。这个模式也用于当盾构从一种功能切换到另一种功能 时。特别是，旁通功能是用于安装管片衬砌环的情况。它 使开挖室被隔离。在旁通模式，各泥浆泵都根据泵的超载 压力和所要求的排渣流量所控制的转速保持旋转。
调整P2.2泵的转速，用以校正排渣流量达到所要求的排渣
模式的值，同时确保沿程的下一个泵的超载压力要大于所 要求的净吸压头。P2.2泵的转速必须能确保排渣的流体能 被泵送到地面的分离厂。调整P2.2泵的转速以便在泥浆分 离厂入口处达到必要的压力。
反循环模式
这个模式使开挖室里的泥浆逆向流动。仅用于一 些特别的情况，特别是在开挖室内发生阻塞，或 用于清理盾构内的排渣管道。为了不让泥浆充满 开挖室，气垫压力与泥浆\气垫界面液位的控制仍 需维持。
压力调节器
进排气阀
一般气仓压力一经设定，一个掘进循环内不再进行调整，所以掘进循 环内，刀盘压力稳定在某个恒定值。只有当掘进条件发生变化，需要调整掘 进压力时，再对压力调节器重新进行压力设定。
气压调节系统功能是保证泥水仓的压力，泥浆循环系统的功能是出渣。
泥水盾构操作及常见问题处理方法PPT课件
2.13集中润滑系统
1）油脂集中润滑的目的是为 刀盘驱动密封和中心回转接头装 置提供润滑脂。
2）稀油集中润滑系统 稀油集中润滑的目的是为刀盘驱 动大轴承和小齿轮供给润滑油。 由1台稀油润滑泵将润滑油从齿轮 箱通过分布网络输送到润滑点处 。
3.2.1 造浆系统
包括泥水拌制系统和浆液调整系统 (1)盾构在掘进过程中，需要进行新旧泥浆交替补充到盾构开挖面，
形成一定厚度的泥膜便于刀盘切削。 (2)当旧浆液浆量不足，需要及时补充新鲜浆液，造浆系统根据浆液
的粘度、比重等技术指标进行调整。以便及时向盾构泥水舱补充浆 液，使开挖面快速形成泥膜，便于开挖面稳定和盾构顺利掘进。 (3)拌制泥浆的主要材料是膨润土、CMS等
计有中心冲刷装置外，在外环隔板上也
冲
刷
配有冲刷装置，保证刀盘背部所有开口
覆
盖
都有喷口能够覆盖到。冲刷装置为由扬
所
有
程70m高压冲刷泵提供高压泥浆（泵出
滚
刀
口压力可调）。泥岩地段连续使用，在
轨
其他地段间断使用。根据已有施工以验
迹
，只要进浆压力大于泥水仓压力3bar，
即可将冲洗浆液送到刀盘背部，防泥饼
效果较好。
3.2.2 泥水输送系统
(1)泥水输送系统将调整浆通过进浆泵与进浆管道输送至盾构泥水舱
(2)刀盘切削下来的土砂和泥水舱中的泥水合成的泥浆，通过排浆与排浆管道 送往地面的泥水处理系统进行分离。
(3)泥水输送系统主要由进排浆泵、阀、进排浆管道及配套部件等组成，通过
泥水监控系统进行自动化操作。
Vers usine de traitement de boue To slurry treatment
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
由于此时开挖室没有泥浆的供给，因此理论上并不需要控
制泥浆\气垫界面液位。然而泥浆\气垫界面的液位可能由
于水从界面上流失或进入而发生变动。在这些情况下，可
能需要补充泥浆（只要注入管道压力许可的话）或排出泥
浆以调整这个液位。
业内相关
15
开挖模式：
P LF V01
V03
V02
V04
V05
V06
P HMT6,6
业内相关
3
泥水平衡盾构工作原理图
气垫室
膨润土液区
地层
切削刀盘
进浆管
业内相关
压缩空气 膨润土溶液
排浆管
4
2、泥水盾构施工的特点：
在易发生流沙的地层中能稳定开挖面，可在正常大气 压下施工作业；
泥水传递速度快而且均匀，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，地面沉降量控 制精度高；
业内相关
10
泥水盾构主机图
业内相关
11
主机前体部分为两个仓室，分别是泥水仓（或称刀盘仓） 和气垫仓。其中泥水仓掘进时一般充满泥水，气垫仓在掘 进时一般底部为泥水，上部为压缩空气。泥水仓主要功能 为切削渣土的携带，气仓的主要功能为储存足够体积的压 缩空气，以保证压力稳定的需要。
碎石机结构：在气仓底部设置排浆口，在排浆口布置有专 用的碎石结构即碎石机，对大颗粒的岩石进行破碎，避免 大颗粒进入泥浆循环系统损坏相应部件。
5
P
V07
Байду номын сангаас
V09
V08
V10
V11
V12
P
V14 P
V16 V15
V13
V17
P P.2.1 P
M
FD
F
D
Depuis l'usine de production de boue From the bentonite plant
盾构出土，减少了运输车辆，进度快；刀盘、刀具磨 损小，适合长距离施工；
刀盘所受扭矩小，更适合大直径隧道施工；
适用于软弱的淤泥质粘土层、松散的砂土层、沙砾层、 卵石层和硬土的互层等地层。特别适用于地层含水量 大、上方有水体的越江隧道和海底隧道。
业内相关
5
二、泥水盾构简介
• 泥水盾构分为英国体系、日本体系和德国体系。
为方便。
业内相关
8
三、泥水盾构原理介绍
• 泥水盾构与土压盾构工作系统和结构上，
有很多相同之处，这里以德国体系的泥 水盾构为例，介绍泥水盾构特有的系统， 主要内容包括盾构结构简单介绍、泥水 平衡原理、泥水循环系统、气体保压系 统、泥水处理系统等。
业内相关
9
1、泥水盾构结构简单介绍
泥水盾构结构主要包括刀盘、前体、中 体、盾尾、主轴承、人仓、安装机轨道 梁、管片安装机和吊机、拖车结构以及 在拖车上布置的设备包括控制室、空压 机、电器设备、水泵水箱、泥浆管延伸 装置等。不同的盾构厂家，其布置不同。
反循环模式、隔离模式和长时间停机模式。
业内相关
14
旁通模式
这个模式是待机模式，用于盾构不进行开挖时执行其它功 能。这个模式也用于当盾构从一种功能切换到另一种功能 时。特别是，旁通功能是用于安装管片衬砌环的情况。它 使开挖室被隔离。在旁通模式，各泥浆泵都根据泵的超载 压力和所要求的排渣流量所控制的转速保持旋转。
业内相关
7
• 德国体系的空气室的压 力是根据开挖面需要的 支护泥浆压力设定的， 空气压力可通过空气控 制阀使压力保持恒定。 同时由于空气缓冲层的 弹性作用，即使液位波 动或出现突然的泄漏， 对土仓压力也无明显影 响。
• 间接控制型泥水平衡盾构与直接控制型
相比，控制系统更为简化，对开挖面土
层支护更为稳定，对地表沉陷的控制更
h
地下水压力
泥水压力 地下水位
土壤，形成与土壤间隙成一定
比例的悬浮颗粒，被捕获并集 聚与泥水的接触表面，泥膜就 H 此形成。随着时间的推移，泥 膜的厚度不断增加，渗透抵抗
Y 盾构机
力逐渐增强。当泥膜抵抗力远
大于正面土压时，产生泥水平
衡效果。
业内相关
13
3、泥水循环系统
泥水循环系统的控制包括 泥浆循环模式的选择 泥浆循环参数选择 泥浆碎石处理 管路延伸以及止浆处理等。 3.1泥浆循环模式介绍 泥浆循环的方式包括旁通模式、开挖模式、
目前使用比较广泛是日本体系和德国体系。日本 体系为直接控制模式，由泥浆液体直接支护开挖 面并提供维持平衡压力的盾构，德国体系是间接 控制式盾构，其通过支护液体的压力插入一个空 气缓冲层加以控制，即通过空气缓冲层的压力控 制，间接控制开挖面的压力。
业内相关
6
两种泥水盾构的主要区别如下
• 日本体系泥水盾构的泥浆压 力，在循环掘进时，通过调 整进浆泵的转速或者调整进 浆泵出口节流阀的开口比值 来实现压力控制的。因此掘 进速度、地层变化、掘进深 度及其掘进长度对压力均有 影响。调节泵的压力是通过 中心控制室的自动调节完成。
泥浆门结构：泥浆门布置在泥水仓和气仓之间的隔板底部， 主要作用是通过泥浆门的关闭，将气仓和泥水仓隔离，使 作业人员能在长压下进入气仓，在气仓里进行维修或检查 等作业。泥浆门的布置位置有所不同，海瑞克和NFM有所 不同。海瑞克的布置在气仓侧，NFM公司的布置在泥水仓 内。
业内相关
12
2、泥水平衡原理简述
• 泥水加压式盾构工作面土体是依靠泥水压力对工作面上的 水压力发挥平衡作用以求得稳定。泥水压力主要是在掘进
中起支护作用。工作面任何一点的泥水压力总是大于地下
水压力，从而形成了一个向外的水力梯度，这是保持工作 面稳定的基本条件。
在泥水平衡理论中，泥膜的形
成是至关重要的，当泥水压力 大于地下水压力时，泥水渗入
泥水盾构施工简介
－－
业内相关
1
目录
一、泥水盾构的基本原理和特点 二、泥水盾构简介 三、泥水盾构工作原理介绍 四、泥水处理系统 五、泥水盾构施工的几点经验
业内相关
2
一、泥水平衡式盾构的基本原理 和特点
• 1、泥水平衡式盾构工作原理 该型式盾构是在机械式盾构的刀盘的后侧，设置一道封闭隔
板，隔板与刀盘间的空间定名为泥水仓。把水、粘土及其添加剂 混合制成的泥水，经输送管道压入泥水仓，待泥水充满整个泥水 仓，并具有一定压力，形成泥水压力室。通过泥水的加压作用和 压力保持机构，能够维持开挖工作面的稳定。盾构推进时，旋转 刀盘切削下来的土砂经搅拌装置搅拌后形成高浓度泥水，用流体 输送方式送到地面泥水分离系统，将碴土、水分离后重新送回泥 水仓，这就是泥水加压平衡式盾构法的主要特征。因为是泥水压 力使掘削面稳定平衡的，故得名泥水加压平衡盾构，简称泥水盾 构。