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Charpter1 隧道施工工法的选择 及盾构机的分类
Section1 常用隧道施工工法比较 Section2 盾构工法的发展 Section3 盾构机的分类
广州地铁陈家祠站明挖法施工场景
明挖法
浅埋暗挖法
盾构法 顶管法
矿山法
沉管法
岩石掘进机
Section1 隧道施工工法的对比
表1
序 施工 号 方法
1993年 球体盾构、 扩径盾构
国内盾构隧道走过的历程
阜盾
Φ2.6m
新
构 输
水
巷
道
1952 年
上路
海 打
隧 道
浦
1966
年
上一 海号 地线 铁
1984 年
上路
海南
延 安 东
线 隧 道
1994
年
上杨 海浦 地线 铁
2003
双圆盾构
年
泥水平衡式盾构
土压平衡式盾构
网格式式盾构
手掘式盾构
Section3 盾构机的分类
1、按照平衡开挖面的方式
A、插板式 B、挤压网格式 C、土压平衡式 D、泥水平衡式 E、加泥式 F、加水式
盾构机的分类 之二
2、按照机械化程度
A、人工 B、机械化 C、全自动化
3、按照施工过程中的运输方式
A、皮带传送 B、泥浆泵 C、手工挖小车推
盾构机的分类 之三
4、按照掌子面敞开程度
4
盾构法 和顶管法
隧道，如 上海、广 州、北京
高，安全， 工工艺繁，专 衡盾构和顶管，超前探测排障技
工人劳动强 业施工队伍 术；2）钢纤维挤压混凝土衬砌；
度低，进度
3）三维仿真计算机管理系统，
等城市地 快
管理信息化，自动化；4）自动
铁
导向，中途对接异型盾构
跨越江河 造价省，速 封锁江河水面，大型涵管制作及驳运技术；2）
环境场地要求
优点
缺点
发展方向
市郊施工场地开阔，进度快，工作 破坏环境生态，1）有效井点降水系统；2）
1
软岩和土体，如北 面大，便于机 影响交通，带 可靠的支撑系统；3）大型 明挖法 京和天津地铁 械和大量劳动 来尘土和噪声 土方机械，混凝土搅拌及
力投入
污染
运输机械
岩石和坚硬土体， 地面干扰小， 进度慢，劳动 1）多臂钻孔台车，自动装
湖海，软 度快，隧道 专门的驳运、 地下定位对接、防水技术
Βιβλιοθήκη Baidu
5
沉管法 (连续沉井)
地基，如 广州、宁
断面大
下沉、对接的 机具，水下作
波、上海
业，风险大
过江隧道
坚硬岩石 速度快，机 造价高，使用 1）开发国产高性能凿岩机；2）
6
凿岩机法 （TBM）
地质，如 广州地铁
械化程度高，掌握复杂，刀 改进高强合金刀具；3）完善后 安全，地面 具易磨损 配套系统；4）超前不良地质探
如青岛和重庆地铁 造价低 2 矿山法
强度高，风险 药引爆装置；2）光面爆破，
大
喷锚支护，监控数据反馈
指导设计和施工方法
埋深较浅对土体进 地面干扰小， 机械化程度低，1）发展可靠的浅地层地基
行冻结、注浆、深 造价低，便于 劳动强度高， 处理技术；2）小型灵活的
层搅拌桩加固地基，土法上马 环境恶劣，风 地下开挖机械；3）可靠的
A、全敞口 B、半敞口 C、全封闭
5、断面形式
A、单圆 B、双圆 C、三圆 D、矩形 E、球形
全封闭盾构机
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3 暗挖法 棚管法加固，浅埋 车站，如北京、哈
险大
临时支护措施和机具
尔滨等城市地铁
Section1 隧道施工工法的对比
续表1
序 施工 号 方法
环境场地 要求
优点
缺点
发展方向
城市软地 地面影响小，机械设备复杂，1）开发适用不同地质条件，自
层、深埋 机械化程度 价格昂贵，施 动更换刀盘的气压、土压泥水平
无干扰
测系统
Section2 盾构隧道的发展
1825年 盾构机首次使用
1830年 使用气压的 半机械式盾构
1840年 能够壁后注浆的
机械式盾构
1865年 圆形
挤压式盾构
1966年 泥水加压盾构
1974年 土压平衡盾构EPB
1976年 铰接式盾构
1981年 压注混凝土 衬砌工法ECL
1986～1988年 复圆、多圆 断面盾构MF
Section1 常用隧道施工工法比较 Section2 盾构工法的发展 Section3 盾构机的分类
广州地铁陈家祠站明挖法施工场景
明挖法
浅埋暗挖法
盾构法 顶管法
矿山法
沉管法
岩石掘进机
Section1 隧道施工工法的对比
表1
序 施工 号 方法
1993年 球体盾构、 扩径盾构
国内盾构隧道走过的历程
阜盾
Φ2.6m
新
构 输
水
巷
道
1952 年
上路
海 打
隧 道
浦
1966
年
上一 海号 地线 铁
1984 年
上路
海南
延 安 东
线 隧 道
1994
年
上杨 海浦 地线 铁
2003
双圆盾构
年
泥水平衡式盾构
土压平衡式盾构
网格式式盾构
手掘式盾构
Section3 盾构机的分类
1、按照平衡开挖面的方式
A、插板式 B、挤压网格式 C、土压平衡式 D、泥水平衡式 E、加泥式 F、加水式
盾构机的分类 之二
2、按照机械化程度
A、人工 B、机械化 C、全自动化
3、按照施工过程中的运输方式
A、皮带传送 B、泥浆泵 C、手工挖小车推
盾构机的分类 之三
4、按照掌子面敞开程度
4
盾构法 和顶管法
隧道，如 上海、广 州、北京
高，安全， 工工艺繁，专 衡盾构和顶管，超前探测排障技
工人劳动强 业施工队伍 术；2）钢纤维挤压混凝土衬砌；
度低，进度
3）三维仿真计算机管理系统，
等城市地 快
管理信息化，自动化；4）自动
铁
导向，中途对接异型盾构
跨越江河 造价省，速 封锁江河水面，大型涵管制作及驳运技术；2）
环境场地要求
优点
缺点
发展方向
市郊施工场地开阔，进度快，工作 破坏环境生态，1）有效井点降水系统；2）
1
软岩和土体，如北 面大，便于机 影响交通，带 可靠的支撑系统；3）大型 明挖法 京和天津地铁 械和大量劳动 来尘土和噪声 土方机械，混凝土搅拌及
力投入
污染
运输机械
岩石和坚硬土体， 地面干扰小， 进度慢，劳动 1）多臂钻孔台车，自动装
湖海，软 度快，隧道 专门的驳运、 地下定位对接、防水技术
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5
沉管法 (连续沉井)
地基，如 广州、宁
断面大
下沉、对接的 机具，水下作
波、上海
业，风险大
过江隧道
坚硬岩石 速度快，机 造价高，使用 1）开发国产高性能凿岩机；2）
6
凿岩机法 （TBM）
地质，如 广州地铁
械化程度高，掌握复杂，刀 改进高强合金刀具；3）完善后 安全，地面 具易磨损 配套系统；4）超前不良地质探
如青岛和重庆地铁 造价低 2 矿山法
强度高，风险 药引爆装置；2）光面爆破，
大
喷锚支护，监控数据反馈
指导设计和施工方法
埋深较浅对土体进 地面干扰小， 机械化程度低，1）发展可靠的浅地层地基
行冻结、注浆、深 造价低，便于 劳动强度高， 处理技术；2）小型灵活的
层搅拌桩加固地基，土法上马 环境恶劣，风 地下开挖机械；3）可靠的
A、全敞口 B、半敞口 C、全封闭
5、断面形式
A、单圆 B、双圆 C、三圆 D、矩形 E、球形
全封闭盾构机
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3 暗挖法 棚管法加固，浅埋 车站，如北京、哈
险大
临时支护措施和机具
尔滨等城市地铁
Section1 隧道施工工法的对比
续表1
序 施工 号 方法
环境场地 要求
优点
缺点
发展方向
城市软地 地面影响小，机械设备复杂，1）开发适用不同地质条件，自
层、深埋 机械化程度 价格昂贵，施 动更换刀盘的气压、土压泥水平
无干扰
测系统
Section2 盾构隧道的发展
1825年 盾构机首次使用
1830年 使用气压的 半机械式盾构
1840年 能够壁后注浆的
机械式盾构
1865年 圆形
挤压式盾构
1966年 泥水加压盾构
1974年 土压平衡盾构EPB
1976年 铰接式盾构
1981年 压注混凝土 衬砌工法ECL
1986～1988年 复圆、多圆 断面盾构MF