盾构施工工序及要领介绍精品PPT课件
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地铁盾构施工技术(施工工艺与控制要点)PPT课件
反力架的型式
可编辑课件
反力架的加固
30
反架计算有限元模型
可编辑课件
31
吊装反力架
拖车Ⅰ
拖车Ⅱ
拖车Ⅲ
可编辑课件
32
1.8盾构机调试
1.空载调试 盾构机组装和连接完毕后，即可进行空载调试。主要调试内容 为：液压系统，润滑系统，冷却系统，配电系统，注浆系统，以及 各种仪表的校正。着重观测刀盘转动和端面跳动是否符合要求。 2.负载调试 空载调试证明盾构机具有工作能力后即可进行负荷调试。负荷 调试的主要目的是检查各种管线及密封的负载能力;使盾构机的各 个工作系统和辅助系统达到满足正常生产要求的工作状态。通常试 掘进时间即为对设备负载调试时间。负荷调试时将采取严格的技术 和管理措施保证工程安全、质量和隧道线型。
可编辑课件
18
• 盾构沿内弦线掘进最大偏移量：
l 1200 12002 52
.0104m
1.04cm • 盾构机轴线与始发井轴线夹角：
∠θ==arcsin(5/(1200-0.0224))=0.238度 • (设计曲线内偏移量为22.4mm)。
可编辑课件
19
可曲编辑线课件始发示意图
20
始发基座平剖面图
费用高，在没有整机始发的条件时才不得不采用。
可编辑课件
5
始发场地布置形式
可编辑课件
6
1、渣土池前置式
材料堆场
材 料 房 配电室
中空翻
中侧翻
汽
车
便
道
15T行吊
800
70000 XF
下行线中心线
800
45T行吊
XB1
XB2
XL1
XL2
上行线中心线
《盾构法施工技术》课件
盾构法施工的优缺点及应用范围
优点
• 施工速度快 • 对地面影响小 • 适用于多种地质条件
缺点
• 设备投资大 • 维护和管理成本高 • 对环境保护要求严格
应用范围
• 城市地铁和隧道 • 水利工程 • 交通基础设施
盾构法在城市地下工程中的应用实例
地铁工程
盾构法被广泛应用于城市地铁线路 的施工。
道路隧道
盾构法施工的未来发展趋势
1
智能化技术应用
盾构机与人工智能、无人驾驶技术相结合，
可持续发展
2
提高施工效率和安全性。
注重节能减排和资源回收利用，推动盾构法
施工朝着可持续发展方向发展。
3
新材料和设备
研发新型耐磨材料和高效盾构机，提高施工 质量和效率。
2
安全管理
制定详细的安全计划和操作规程，保障施工人员的安全。系统，提高质量和安全管理水平。
盾构法施工中常见问题及处理方法
1 地层突变
采用合适的处理方法，如先导钻孔和注浆加固。
2 地下水渗漏
采取抗渗措施，如喷射混凝土或安装防渗设备。
3 地质灾害风险
进行地质勘探和风险评估，确保施工过程安全。
《盾构法施工技术》PPT 课件
通过本次PPT课件，我们将详细介绍盾构法施工技术，包括定义、作用以及在 城市地下工程中的应用实例。
盾构机的组成和工作原理
组成
盾构机由刀盘、主轴、推进系统、脱泥系统等部件组成。
工作原理
盾构机利用刀盘旋转挖掘，同时推进壁构件，形成地下隧道。
技术创新
现代盾构机与智能化技术相结合，实现自动驾驶和实时监测。
盾构法可以用于道路隧道的建设， 减少对地面交通的干扰。
水利工程
《盾构法施工 》课件
《盾构法施工 》PPT课件
欢迎来到《盾构法施工 》PPT课件。让我们一起探索盾构法施工的原理、工作 流程和工程示例，以及施工安全与环保。
施工原理和概述
1 盾构法施工原理
通过隧道盾构机在地下掘进，以构建新的隧 道结构。
2 概述
探索盾构法施工的基本概念、应用领域以及 与传统施工方法的比较。
盾构机构成和工作原理
3 质量控制
盾构法施工可在整个过程 中实施有效的质量控制， 提高了工程的质量。
盾构法施工流程
1
勘察和设计
对施工区域进行勘察，规划隧道的设计。
2
设备准备
购置和调试盾构机，准备其他所需的施工设备和材料。
3
施工实施
开始盾构法施工，掘进地下隧道并进行必要的支护措施。
4
质量检验
对隧道结构进行质量检验，确保其符合规范和安全要求。
盾构法施工的工程示例
பைடு நூலகம்城市地铁
探索城市地铁中使用盾构法施工 的案例，如上海地铁、伦敦地铁 等。
挑战性的隧道
了解在复杂地质条件下使用盾构 法施工的隧道案例，如海底隧道 和山区隧道。
长距离隧道
介绍长达数十公里的盾构法施工 隧道，如英吉利海峡隧道。
施工安全与环保
1 安全措施
详细阐述盾构法施工过程中采取的安全措施，以保护工人和周围环境。
2 环境保护
探讨盾构法施工过程中的环保措施，如噪音控制和水土保持。
总结和展望
总结
回顾盾构法施工的主要内容和优势，强调其在 现代建筑中的重要性。
展望
展望未来盾构法施工的发展趋势和应用领域， 如地下交通、地下储存等。
机械结构
深入了解盾构机的构成，包括推进系统、控制 室、刀盘和尾部支撑系统。
欢迎来到《盾构法施工 》PPT课件。让我们一起探索盾构法施工的原理、工作 流程和工程示例，以及施工安全与环保。
施工原理和概述
1 盾构法施工原理
通过隧道盾构机在地下掘进，以构建新的隧 道结构。
2 概述
探索盾构法施工的基本概念、应用领域以及 与传统施工方法的比较。
盾构机构成和工作原理
3 质量控制
盾构法施工可在整个过程 中实施有效的质量控制， 提高了工程的质量。
盾构法施工流程
1
勘察和设计
对施工区域进行勘察，规划隧道的设计。
2
设备准备
购置和调试盾构机，准备其他所需的施工设备和材料。
3
施工实施
开始盾构法施工，掘进地下隧道并进行必要的支护措施。
4
质量检验
对隧道结构进行质量检验，确保其符合规范和安全要求。
盾构法施工的工程示例
பைடு நூலகம்城市地铁
探索城市地铁中使用盾构法施工 的案例，如上海地铁、伦敦地铁 等。
挑战性的隧道
了解在复杂地质条件下使用盾构 法施工的隧道案例，如海底隧道 和山区隧道。
长距离隧道
介绍长达数十公里的盾构法施工 隧道，如英吉利海峡隧道。
施工安全与环保
1 安全措施
详细阐述盾构法施工过程中采取的安全措施，以保护工人和周围环境。
2 环境保护
探讨盾构法施工过程中的环保措施，如噪音控制和水土保持。
总结和展望
总结
回顾盾构法施工的主要内容和优势，强调其在 现代建筑中的重要性。
展望
展望未来盾构法施工的发展趋势和应用领域， 如地下交通、地下储存等。
机械结构
深入了解盾构机的构成，包括推进系统、控制 室、刀盘和尾部支撑系统。
盾构法施工技术讲义课件图文并茂(2024)
针对复杂地质条件，采用创新性的盾 构施工技术，并进行优化改进，以提 高施工效率和质量。
施工安全与风险控制
阐述盾构法在该复杂地质条件下隧道 工程中的施工安全措施和风险控制方 法。
06
总结与展望
回顾本次课程重点内容
盾构法施工基本原理
盾构法施工流程
介绍了盾构法施工的基本原理，包括盾构 机的构造、推进系统、出土系统等。
利用盾构机上的导向系统，实时监测掘进方向，通过纠偏装置进 行纠偏，确保隧道轴线精度。
管片拼装与防水措施
管片选型与拼装
01
根据设计要求选择合适的管片类型，按照拼装顺序进行拼装，
形成隧道衬砌。
防水措施
02
在管片拼缝处设置橡胶止水带、嵌缝材料等防水措施，确保隧
道防水效果。
管片背后注浆
03
在管片背后进行注浆，填充管片与地层之间的空隙，提高隧道
对未来盾构法施工技术发展的展望
技术创新
随着科技的不断进步，盾构法施工技术将不断创新，例如 研发更高效的盾构机、优化施工流程等，以提高施工效率 和质量。
智能化发展
未来盾构法施工技术将更加注重智能化发展，例如引入人 工智能、大数据等技术，实现自动化施工和智能化管理。
绿色环保
随着环保意识的提高，未来盾构法施工技术将更加注重绿 色环保，例如减少施工噪音、降低能耗等，以实现可持续 发展。
盾构法施工流程与步骤
施工前准备工作
01
02
03
地质勘察
对施工区域进行详细的地 质勘察，了解地层分布、 岩土性质、地下水位等。
设计方案
根据地质勘察结果，制定 盾构机选型、施工参数、 管片设计等方案。
施工场地准备
平整场地、搭建临时设施 、准备施工材料等。
施工安全与风险控制
阐述盾构法在该复杂地质条件下隧道 工程中的施工安全措施和风险控制方 法。
06
总结与展望
回顾本次课程重点内容
盾构法施工基本原理
盾构法施工流程
介绍了盾构法施工的基本原理，包括盾构 机的构造、推进系统、出土系统等。
利用盾构机上的导向系统，实时监测掘进方向，通过纠偏装置进 行纠偏，确保隧道轴线精度。
管片拼装与防水措施
管片选型与拼装
01
根据设计要求选择合适的管片类型，按照拼装顺序进行拼装，
形成隧道衬砌。
防水措施
02
在管片拼缝处设置橡胶止水带、嵌缝材料等防水措施，确保隧
道防水效果。
管片背后注浆
03
在管片背后进行注浆，填充管片与地层之间的空隙，提高隧道
对未来盾构法施工技术发展的展望
技术创新
随着科技的不断进步，盾构法施工技术将不断创新，例如 研发更高效的盾构机、优化施工流程等，以提高施工效率 和质量。
智能化发展
未来盾构法施工技术将更加注重智能化发展，例如引入人 工智能、大数据等技术，实现自动化施工和智能化管理。
绿色环保
随着环保意识的提高，未来盾构法施工技术将更加注重绿 色环保，例如减少施工噪音、降低能耗等，以实现可持续 发展。
盾构法施工流程与步骤
施工前准备工作
01
02
03
地质勘察
对施工区域进行详细的地 质勘察，了解地层分布、 岩土性质、地下水位等。
设计方案
根据地质勘察结果，制定 盾构机选型、施工参数、 管片设计等方案。
施工场地准备
平整场地、搭建临时设施 、准备施工材料等。
盾构施工工序及要领介绍图文并茂
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。
负环安装、配套设备安装、盾构机加压贯入 作业面和掘进等工作内容。
盾构机设备组装
垂直运输系统土建
盾构机连接调试
如：泥水盾构始发工作流程 垂直运输系统设备 安装调试
安装反力
搅拌站安装调试
负环管片拼装 盾构始发试掘进
盾尾通过密封后开始同步注浆 正常掘进
加固区预留
封堵注浆填充区
二、盾构施工工序
1 盾构始发
始发端头地层加固范围说明
庆春路过江隧道工程盾构始发段地质为粉砂土， 埋深约13m，端头始发加固范围设计为纵向长 12m，刀盘出加固区出现坍塌。
运河隧道工程盾构始发段地质为粉砂土，埋深 约6m，端头加固范围设计为纵向长13m、刀盘出 加固区，在安装管片过程中（2小时内）土体坍塌， 刀盘被困。
38m次加固区正好在西向东的主行车道下，埋深浅车流量大，动载荷严重破坏上部土 层自稳，易出现超挖和塌方。
处理措施：沿隧道掘进方向铺设40m钢板，断面直径方向为9m，隧道中心线每2m预留 观察孔，在刀盘正上方2m范围内采用锥形桶临时围护，24小时人员值班与主机室通讯畅 通。浆液粘度在22～24S左右，同步注浆量1.8～2倍（20～25m3），确保行车安全。
洞门破除加固效果图
盾构施工技术及质量控制(PPT,68页)
2022/9/13
8
一、盾构法隧道简述
起源和发展史——第四代盾构
2022/9/13
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
2022/9/13
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）
c 负环顶部作为运输开口时,必须用钢材加固该开口。
管片拼装技术介绍
管 片 拼 装 流 程
2022/9/13
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
2022/9/13
26
三、盾构施工技术介绍
管片拼装技术介绍
错缝拼装
2022/9/13
通缝拼装
27
三、盾构施工技术介绍
盾构始发是指在始发井内利用临时组装的管片、反力台架等设备， 使盾构机离开基座经井壁穿墙洞沿指定路线推进的一系列作业。
《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》课件
3
盾构机还具有支护功能，通过注浆、安装支撑等 措施，确保隧道施工过程中的稳定性和安全性。
盾构法施工特点
01
盾构法施工效率高、进度快，适用于大规模的隧道 工程建设。
02
盾构法施工对周围环境影响较小，能够减少地面沉 降、塌陷等问题。
03
盾构法施工成本较高，需要大型的盾构机等设备， 且对施工人员的技术要求较高。
THANKS
感谢观看
地下管线保护
应急预案
对地下管线进行调查，采取适当的保护措 施，防止施工对其造成破坏。
制定应急预案，配备应急救援人员和设备 ，确保在发生事故时能够及时处理。
安全管理制度与操作规程
人员培训
对盾构施工人员进行安 全培训，提高安全意识 。
安全检查制度
定期进行安全检查，及 时发现和消除安全隐患 。
操作规程制定
盾构机推进与出土
土压力控制
根据工程实际情况，控制盾构机推进 过程中的土压力，保持隧道稳定。
出土与运输
将挖掘出的土方及时运出施工现场， 保持现场整洁，防止土方堆积影响施 工安全。
04
盾构法施工质量控制
施工质量控制标准
隧道线形控制
确保隧道施工过程中的 线形与设计线形一致，
满足工程精度要求。
盾构姿态控制
02
盾构机种类与构造
盾构机种类
按掘进方式
敞开式盾构、半敞开式盾构、密闭式盾构
按盾构尾部是否固定
固定式盾构、移动式盾构
按切削刀盘位置
正（前）切式盾构、反（后）切式盾构
按推进方式
机械推进盾构、泥水加压盾构、土压平衡盾构、混合式盾构
盾构机构造
切削刀盘类型
辐条式刀盘、面板式刀盘、组合式刀盘
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)
盾构法施工隧道施工工艺盾构机介绍PPT
1.地表纵向沉降
刘建航（1991）在Peck法的基础上，总结了上海地 铁隧道纵向沉降分布的一般规律。
惠珊精彩作品惠珊精彩作品
Sy
Vl1 2 i
y i
yi
y yf i
Vl 2 2 i
y i
yi
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Hale Waihona Puke z地表面O
y
δmax
x
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盾构掘进方向
5.衬砌的形式和构造
椭圆
马蹄形
惠珊精彩作品惠珊精彩作品
矩形
3.盾构机(Shield Machine)
3.2 盾构机类型
（1）按断面形式分：圆形、椭圆形、马蹄形、 矩形、双圆搭接形、三圆搭接形。
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双圆形
惠珊精彩作品惠珊精彩作品
三圆搭接
3.盾构机(Shield Machine)
3.2 盾构机类型 （2）按出土器械的机械化程度分：手掘式、半机 械掘削式、机械掘削式。
5.3 衬砌的分类 （一）按材料及形式分类 2.铸铁管片 饱和含水不稳定地层中修建隧道时较多采用。
惠珊精彩作品惠珊精彩作品
管片较轻，耐蚀性好，机械加工后管片精度高，能 有效地防渗抗漏。 金属消耗量大，机械加工量也大，价格昂贵。 易脆性破坏的特性，不宜用作承受冲击荷重的隧道。
惠珊精彩作品惠珊精彩作品
铸铁管片的适用场所
5.3 衬砌的分类
(三) 按形成方式分类
1.装配式衬砌 由分块的预制管片在盾尾拼装而成。
惠珊精彩作品惠珊精彩作品
按照管片所在位置及拼装顺序不同可将管片划分为 标准块、邻接块和封顶块。 特点：工厂化生产、机械化安装；立即受荷；接缝 防水。
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5.衬砌的形式和构造
椭圆
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3.盾构机(Shield Machine)
3.2 盾构机类型
（1）按断面形式分：圆形、椭圆形、马蹄形、 矩形、双圆搭接形、三圆搭接形。
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三圆搭接
3.盾构机(Shield Machine)
3.2 盾构机类型 （2）按出土器械的机械化程度分：手掘式、半机 械掘削式、机械掘削式。
5.3 衬砌的分类 （一）按材料及形式分类 2.铸铁管片 饱和含水不稳定地层中修建隧道时较多采用。
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管片较轻，耐蚀性好，机械加工后管片精度高，能 有效地防渗抗漏。 金属消耗量大，机械加工量也大，价格昂贵。 易脆性破坏的特性，不宜用作承受冲击荷重的隧道。
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铸铁管片的适用场所
5.3 衬砌的分类
(三) 按形成方式分类
1.装配式衬砌 由分块的预制管片在盾尾拼装而成。
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按照管片所在位置及拼装顺序不同可将管片划分为 标准块、邻接块和封顶块。 特点：工厂化生产、机械化安装；立即受荷；接缝 防水。
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。
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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 6、管片安装 7、盾构到达
二、盾构施工工序
1 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、
盾构机进入洞门时，由于前方还有将近1.5m（0.8m结构+1m连续墙 的空隙，可以在洞门密封内侧焊接两根导轨，注意洞门密封保护。以防止盾构 机进洞后刀盘下沉，导轨高度略低于始发支座导轨。
二、盾构施工工序
1 盾构始发 ➢ 反力架支持系统
反力架采用组合钢结构件，便于组装和拆卸；反力架提供盾构机推进时所需的反力， 因此反力架须具有足够的刚度和强度；反力架支撑系统将盾构推力作用到土建结构上，支 撑提供的反力满足要求，且支撑有足够的稳定性。
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
负环安装、配套设备安装、盾构机加压贯入 作业面和掘进等工作内容。
盾构机设备组装
垂直运输系统土建
盾构机连接调试
如：泥水盾构始发工作流程 垂直运输系统设备 安装调试
安装反力架及支撑系统 洞门破除
泥浆设备安装 设备调试
与盾构机管 路连接
搅拌站安装调试
关键部位： 头——刀盘上刀具、管路没有问题；主轴承系统没有问题 尾——尾刷安装、焊接质量；尾刷油脂涂抹质量；油脂密封腔注脂效
果
➢ 导轨及防扭装置
盾构机刀盘进洞切削掌子面时会产生巨大的扭矩，为了防止此时盾构机 壳体在始发导轨上发生偏转，可以在始发导轨两侧的盾构机壳体上焊接防扭装 置，防扭装置在前体和中体两侧始发导轨位置各焊接一个。随着盾构机的前行， 当防扭装置靠近洞门密封时，将之割除。
盾构施工工序 及要领介绍
目录
一、盾构介绍 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、方向控制 5、管片壁后注浆 6、管片安装 7、盾构达到
一、盾构介绍
盾构法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 械化工方法。
洞门破除加固效果图
二、盾构施工工序
1 盾构始发 ➢始发轴线的控制
根据始发竖井结构以及盾构隧道线路设计，为了保证盾构隧道不超限。对盾构 机始发姿态设计如下：平面线路为直线：盾构主机在加固体内不考虑调向，盾构 始发中线尽量与隧道中心线吻合。竖向位置设计：地铁隧道坡度在3％以内，公路 地下通道在6％以内，当大于4.5％始发时需进行调整，坡度太大，始发后盾构机 机头易磕，姿态难控制。实际高层比设计高层高30～50mm。
如：直接11.65m泥水盾构始发时， 盾构始发段设计线路纵向坡度为5.5%，刀盘上部靠拢加固体面侯，下 半部距离开挖面距离将尽600mm，当 时没有进行盾构始发坡度调整，盾构进 洞门掘进就出现栽头。主机最大达到7.5%，油缸上下行程差300mm。无 法进行管片安装，只能取消管片纵向螺 栓连接螺栓，在上半部管片间加垫钢板 进行油缸行程和间隙调整。
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。
加固区预留
封堵注浆填充区
二、盾构施工工序
1 盾构始发 ➢ 深井降水施工
要求：在地下水丰富的软岩土地带，预防洞门破除及始发期间出现涌泥涌 沙等风险。一般要求始发水位控制在盾构底部以下。
盾构的三大要素：开挖面稳定、掘进及排渣、管片衬砌及壁后注浆。
国内盾构施工常用的盾构形式：土压平衡盾构、泥水平衡盾构。
盾构整个施工过程:包含盾构始发、盾构掘进、掘进方向控制、壁后注浆、
管片安装、盾构到达等6个主要施工工序。
泥水仓
气垫室
土仓
膨润土液区
压缩空气
刀盘
螺旋输送机
皮带输送
土压平衡盾构
地层
Байду номын сангаас
切削刀盘
负环管片拼装 盾构始发试掘进
盾尾通过密封后开始同步注浆 正常掘进
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。
延长洞门上的注浆孔即可作为单液浆 注浆孔，也可作为双液浆或油脂注入孔。
预埋钢环预 留注浆孔
第二道密封
延长洞门预 留注浆孔
第一道密封
二、盾构施工工序
1 盾构始发
➢ 盾构组装调试
结合工作井空间尺寸、盾构设备下井顺序。进行盾构设备组装、调试工作。 盾构机组装和连接完毕后，即可进行空载调试，空载调试的目的主要是检查设 备是否能正常运转。主要调试内容为：液压系统、润滑系统、冷却系统、配电 系统、注浆系统等。结构部件安装完成和系统调试完成，辅助设备安装完成后 可进行盾构试掘进工作。
通常井点布置：在加固区长度外部两侧布井和地下连续墙与加固区结合处。 降低加固区周围水位对洞门破除过程影响。
端头加固深井布置示意图
二、盾构施工工序
1 盾构始发 ➢洞门的破除
首先水平取芯钻孔对土体的加固效果进行检查，检查包括加固土体强度、 洞 门处渗透性以及土体的匀质性。 降水效果检查，洞门破除前需要提前7天左右进行降水，静态水位到达洞门中 心线以下可进行第一层钢筋的破除。 洞门破除注意事项：做好应急抢险物资和设备准备；根据盾构组装调试进度安 排洞门破除工作；静态水位观测（随时做好补井准备），洞门破除过程中完成洞 门密封安装同时做好保护；在第二层钢筋完毕后，盾构机要及时贯入将掌子面支 撑，避免端头土体失稳。
➢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。