盾构施工技术 PPT

2. 泥水盾构
刀盘及切 口环
支撑环前 端
支撑环后 端
盾尾
切削刀盘
刀盘驱动马达
排浆泵 操作控制台
环片拼装机
气锁 密封隔舱板 压力夹舱
推进千斤顶
密封油脂
室
泥水平衡盾构机的主要结
装置
构
泥水平衡盾构机的工 作原理
开挖泥水舱
气压调节舱 气压调节管
进泥管
排泥管
三、盾构机的选
泥水盾型构与土压平衡盾构的选择
泥水盾构特点
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
推进油缸 盾 尾 螺旋输送 刷机
螺旋机出土
刀
刀 盘 前盾 防涌 中
托
管梁片拼 尾 拼装机 装机
盘
门盾
盾 抓取头
土压平衡盾构结构
刀盘 中盾
前盾 尾盾
连 接
连接 桥 皮带机从
桥
动滚筒
皮
带
机
管片 吊机
管片吊机轨道 连接桥走道
尾盾
前盾
中盾
主机
连接 桥
1操号作台 室车 注浆 系统
2膨号润台 车土 液压 站
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ห้องสมุดไป่ตู้
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
3油号脂台 系车统 配电 柜
循环 4号台 水系
车 统 变电 站
污水 5号台
站 车 电线 储存 架
设备 6号台 预留
车 区 水管 卷筒
人员舱
盾尾密封
螺旋输送机
管片安装机
土压盾构工作原
理 盾构法基本原理是用一件有形的钢质组件沿隧道设计轴
线开挖土体而向前推进。这个钢组件在初步或最终隧道衬砌建
成前，主要起防护开挖出的土体、保证作业人员和机械设备安
2.泥水平衡盾构机 1）通过泥膜的张力保持水压力，以平衡作用于开挖面的 土压力和水压力。 2）开挖的渣土以泥浆形式输送到地面，经过分离再循环 至开挖面。
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
德系
二、盾构机的基本构造及工
1.土压平衡作盾原构理
主机
驱动部分 人 舱
全的作用，这个钢质组件被称为盾Ea构rth。pressure distribution diagram Excavation chamber
盾构的另一个作用是能够承受来自地层的压力，防止地 100%
Low pressure gradient
95%
Screw conveyor
下水或流沙的入侵。
90%
85%
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
合地层刀具的布置和刀盘本身刚度的要求。
面板式刀盘
辐条式刀盘
刀具选型
刀具的布置 方式需要充分 考虑工程地质 情况，进行针 对性设计，不 同的工程地质 特点，采用不 同的刀具配置 方案，以获得 良好切的削切刀削效
滚刀 齿刀
仿行刀 撕裂刀
刮刀
螺旋机选型 目前市场上螺旋机主要分两种：轴式螺旋机（通过力小， 强度大）；和带式螺旋机（通过力大，强度小）； 轴式螺旋机
80%
Injection
70%
50%
0%
Discharge
Earth Pressure
Plug area
Without injection With injection
100%
利用盾构施加于开挖舱内渣土 的压力平衡开挖面水土压力
80% 0%
70%
50%
Tunnelling Equipment
土压平衡盾构渣土压力分布图
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。
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。
盾构施工场地布置图
2、端头加固
端头加固可以单独采用一种工法或多种工法相 结旋合喷的桩加法固手对段于，砂主层要改取良决效于果地好质，情也况适、用地于下淤水泥、、覆粉盖土层、厚粘度、 盾注构浆土机法直层径主、、要但盾适砂构用砾机于地型深基、度和施粘较工着深环的力境的砂等的质因粘地素土层。有、方时砂法不砾主能层要形，有成地旋满层喷意较桩 法、的好注改的浆良法地桩、段，S或M施W与法工搅、深拌搅度桩拌在等桩4工0法m法以、相下冻结时结合，法，效、对果灌于较注差水桩。法量、不连大续的墙地 法。段进行加固止水。可进行单液和双液注浆，同时可进行
机 软岩）
构机
地层盾构机 岩层盾构机 混合盾构机
土压平衡型 盾构机
泥水盾构机
开胸模式 欠土压模式
闭胸模式 加气压模式
泥水模式 加气压模式
隧道掘进 地层分类与盾构
机总称
机之间的关系
盾构机的适应 性分类
盾构机选型 (二类)
盾构机选模式 (六种)
1.土1）压通平过衡土盾压构作机用于开挖面以平衡开挖面的水土压力。 2）通过螺旋输送机排放渣土。
带式螺旋机
铰接系统选型 主动铰接：为减小铰接油缸受力铰接尽靠前，一般在中部 往前。 被动铰接：盾尾通过铰接油缸挂在前部，无需专门操作。
主动铰接
被动铰接
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
隧道内工作 环境
重量
短时冲击和过载承受 复合地层中