盾构机的种类PPT课件
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20世纪80年代以来，盾构工法发展极快，代表性工程有：
日本采用泥水平衡式盾构（Φ14.14m）东京湾横断公路隧道， 该隧道采用双层衬砌，管片外径为13.9m，内径为12.6m， 厚度 为65cm， 内侧现浇35cm厚的二次衬砌。
英、法两国在汇聚了英、法、德、日、美等国先进盾构施工技 术基础上，联合建造了英吉利海峡隧道，该隧道全长48.5km， 海底段长37.5km，最大埋深100m，管片衬砌承受的最大水压为 1.0MPa。
以盾构为核心的一整套完整的建造隧道的施工方法称为盾
构工法（简称盾构法） ，采用盾构法修筑的隧道称为盾构法隧道
或盾构隧道。
2
1806年，法国工程师布鲁诺尔（Brunel）在伦敦从蛀虫 在船板上钻孔并用分泌物涂在孔的四周中得到启示，最早提 出了盾构掘进隧道的原理并注册了专利。
布鲁诺尔专利盾构 由不同的单元格组成， 每一个单元格可容纳一 个工人独立工作并对工 人起到保护作用。所有 的单元格牢靠地装在盾 壳上。当一段隧道挖完 后，由液压千斤顶将整 个盾壳向前推进。
2004年建成的格雷恩哈特隧道采用了当时世界上最大的泥水 盾构（ Φ14.87m ），该盾构由法国迈通公司设计制造。
。。。。。
9
目前盾构工法的发展具有以下特点：
➢ 泥水、土压盾构工法得到全世界范围内的普及和推广， 技术细节不断完善、改进和提高。 ➢ 特种盾构工法相继问世，如双圆盾构、三圆盾构、矩形 盾构、马蹄型盾构、球体盾构、母子盾构、ECL盾构等。 ➢ 大深度、大口径、长距离、高速施工、高水压等各种施 工措施及方法的成功应用。 ➢ 特种施工技术，如盾构地中对接技术、隧道竖井一体化 施工技术、盾构直接进出井技术等。
12
➢ 武汉长江隧道（Φ11.38m泥水盾构 ）：2004年开 工，为万里长江首条越江交通隧道。
➢ 南京长江隧道（Φ14.96m泥水盾构 ）：长3.8km，双向 六车道，已开工。
➢上海崇明岛隧道:隧道外径Байду номын сангаас15.2m，长8.95km，双向六 车道
1866年，莫尔顿申请“盾构”专利。盾构最初称为cell 或cylinder，在莫尔顿专利中第一次使用了“盾构” （shield）这一术语。
4
Brunel 螺旋盾构（1818年）
5
涌水情况
盾构的发展
1869年，英国人格瑞海德首次开发了圆形盾构，并第一次 采用了铸铁管片。格氏圆形盾构后来成为大多数盾构的模型。
7
1964年英国人摩特、安德森等申请了泥水加压平衡盾构的 专利；1967年第一台用刀盘切削土体和水力出碴的泥水盾构在 日本投入使用，这台盾构由三菱公司制造，其直径为3.1m。
1963年，日本Sato Kogyo公司首先开发出土压平衡盾构。 1974年第一台土压平衡盾构在日本东京使用。
到20世纪80年代，盾构工法已经得到长足发展，形成并完善 了圆形断面的各种平衡方式的盾构工法——挤压盾构（网格盾 构）、压气盾构、土压盾构、泥土加压盾构、泥水盾构等，但 以泥水盾构和土压盾构工法为主。
目前，我国盾构技术主要应用于城市地铁隧道、越江海 隧道，以及越岭隧道和引水隧洞。
11
在城市地铁中的应用：
➢北京地铁； ➢上海地铁； ➢广州地铁； ➢深圳地铁；
➢成都地铁； ➢天津地铁； ➢杭州地铁； ➢西安地铁；
➢南京地铁； ➢武汉地铁； ➢沈阳地铁； ➢。。。。。
在越江海隧道中的应用：
➢ 重庆主城区排水隧道：采用Φ6.6m泥水盾构施工， 已建成； ➢ 南水北调穿黄工程引水隧道：采用Φ8.8.m泥水盾构 施工，在建中；
Brunel 注册专利的盾构（1806年） 3
1818年，布鲁诺尔完善了盾构结构的机械系统，设计成用 全断面螺旋式开挖的封闭式盾壳，衬砌紧随其后。
1825年，布鲁诺尔第一次在伦敦泰晤士河下用一个断面高 6.8m，宽11.4m的矩形盾构修建了第一条盾构法隧道。
布鲁诺尔矩形盾构由12个邻接的框架组成，每一个框架分成3个工作舱，每 个舱可容纳一个工人独立工作并对工人起到保护作用。每个工作舱都牢固地装 在盾壳上，当掘进完一段隧道后，由螺杆将鞍型框架向前推进，紧接着后部砌 砖。由于开始时，没有掌握抵制泥水涌入隧道的方法，隧道施工因被淹而停工。 1828年1月12日，第一次出现洪水停工，伦敦地下铁道公司的Callodam曾向布 鲁诺尔提出采用压缩空气的建议，然而布鲁诺尔未采纳。在经历了五次特大洪 水后，直到1843年才完成了这条全长458m的隧道。
1874年，格瑞海德开发了液体支撑隧道工作面的盾构，通过 液体流，土料以泥浆的形成排出。
格瑞 海德 泥浆 盾构
6
1886年，格瑞海德在伦敦地下施工中首次将压缩空气方法 与盾构掘进相结合使用。 1876年英国人荻克英森.布伦敦和姬奥基.布伦敦申请了第 一个机械化盾构专利； 1896年，德国人哈姬在柏林为第一台 德国盾构申请了专利。
第一讲
盾构工法的起源及基本构造
1
一、盾构法隧道的起源与发展
盾构机（Shield Machine）（简称盾构） 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、土碴排运、整机推进和管片安装等作业， 而使隧道一次成形的机械。盾构是一种既能承受地层压力、又能 在地层中掘进的隧道专用工程机械，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、输送土碴、拼装隧道 衬砌、测量导向纠偏等功能。盾构已广泛用于地铁、铁路、公路、 市政、水电隧道工程。
10
我国盾构技术概况
➢ 1953年，我国首次采用手掘式盾构修建了直径2.6m的疏水巷道。 ➢ 1966年，首次采用直径10.22m网格挤压盾构，修建了第一条水底公路 隧道——上海打浦路越江公路隧道工程主隧道。 ➢ 1986年，研制出半断面插刀盾构，并用于修建北京地铁复兴门折返线。 ➢ 1987年，研制成功了我国第一台4.35m加泥式土压平衡盾构。 ➢ 1996年，从日本引进了直径为11.22m泥水加压平衡盾构，并用于上海 延安东路隧道南线工程。 ➢ 2004年，我国首台具有自主知识产权的国产地铁盾构“先行号”投入上 海地铁工程建设。 ➢。。。。。。。
20世纪80年代以来，盾构工法发展极快，代表性工程有：
日本采用泥水平衡式盾构（Φ14.14m）东京湾横断公路隧道， 该隧道采用双层衬砌，管片外径为13.9m，内径为12.6m， 厚度 为65cm， 内侧现浇35cm厚的二次衬砌。
英、法两国在汇聚了英、法、德、日、美等国先进盾构施工技 术基础上，联合建造了英吉利海峡隧道，该隧道全长48.5km， 海底段长37.5km，最大埋深100m，管片衬砌承受的最大水压为 1.0MPa。
以盾构为核心的一整套完整的建造隧道的施工方法称为盾
构工法（简称盾构法） ，采用盾构法修筑的隧道称为盾构法隧道
或盾构隧道。
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1806年，法国工程师布鲁诺尔（Brunel）在伦敦从蛀虫 在船板上钻孔并用分泌物涂在孔的四周中得到启示，最早提 出了盾构掘进隧道的原理并注册了专利。
布鲁诺尔专利盾构 由不同的单元格组成， 每一个单元格可容纳一 个工人独立工作并对工 人起到保护作用。所有 的单元格牢靠地装在盾 壳上。当一段隧道挖完 后，由液压千斤顶将整 个盾壳向前推进。
2004年建成的格雷恩哈特隧道采用了当时世界上最大的泥水 盾构（ Φ14.87m ），该盾构由法国迈通公司设计制造。
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目前盾构工法的发展具有以下特点：
➢ 泥水、土压盾构工法得到全世界范围内的普及和推广， 技术细节不断完善、改进和提高。 ➢ 特种盾构工法相继问世，如双圆盾构、三圆盾构、矩形 盾构、马蹄型盾构、球体盾构、母子盾构、ECL盾构等。 ➢ 大深度、大口径、长距离、高速施工、高水压等各种施 工措施及方法的成功应用。 ➢ 特种施工技术，如盾构地中对接技术、隧道竖井一体化 施工技术、盾构直接进出井技术等。
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➢ 武汉长江隧道（Φ11.38m泥水盾构 ）：2004年开 工，为万里长江首条越江交通隧道。
➢ 南京长江隧道（Φ14.96m泥水盾构 ）：长3.8km，双向 六车道，已开工。
➢上海崇明岛隧道:隧道外径Байду номын сангаас15.2m，长8.95km，双向六 车道
1866年，莫尔顿申请“盾构”专利。盾构最初称为cell 或cylinder，在莫尔顿专利中第一次使用了“盾构” （shield）这一术语。
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Brunel 螺旋盾构（1818年）
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涌水情况
盾构的发展
1869年，英国人格瑞海德首次开发了圆形盾构，并第一次 采用了铸铁管片。格氏圆形盾构后来成为大多数盾构的模型。
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1964年英国人摩特、安德森等申请了泥水加压平衡盾构的 专利；1967年第一台用刀盘切削土体和水力出碴的泥水盾构在 日本投入使用，这台盾构由三菱公司制造，其直径为3.1m。
1963年，日本Sato Kogyo公司首先开发出土压平衡盾构。 1974年第一台土压平衡盾构在日本东京使用。
到20世纪80年代，盾构工法已经得到长足发展，形成并完善 了圆形断面的各种平衡方式的盾构工法——挤压盾构（网格盾 构）、压气盾构、土压盾构、泥土加压盾构、泥水盾构等，但 以泥水盾构和土压盾构工法为主。
目前，我国盾构技术主要应用于城市地铁隧道、越江海 隧道，以及越岭隧道和引水隧洞。
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在城市地铁中的应用：
➢北京地铁； ➢上海地铁； ➢广州地铁； ➢深圳地铁；
➢成都地铁； ➢天津地铁； ➢杭州地铁； ➢西安地铁；
➢南京地铁； ➢武汉地铁； ➢沈阳地铁； ➢。。。。。
在越江海隧道中的应用：
➢ 重庆主城区排水隧道：采用Φ6.6m泥水盾构施工， 已建成； ➢ 南水北调穿黄工程引水隧道：采用Φ8.8.m泥水盾构 施工，在建中；
Brunel 注册专利的盾构（1806年） 3
1818年，布鲁诺尔完善了盾构结构的机械系统，设计成用 全断面螺旋式开挖的封闭式盾壳，衬砌紧随其后。
1825年，布鲁诺尔第一次在伦敦泰晤士河下用一个断面高 6.8m，宽11.4m的矩形盾构修建了第一条盾构法隧道。
布鲁诺尔矩形盾构由12个邻接的框架组成，每一个框架分成3个工作舱，每 个舱可容纳一个工人独立工作并对工人起到保护作用。每个工作舱都牢固地装 在盾壳上，当掘进完一段隧道后，由螺杆将鞍型框架向前推进，紧接着后部砌 砖。由于开始时，没有掌握抵制泥水涌入隧道的方法，隧道施工因被淹而停工。 1828年1月12日，第一次出现洪水停工，伦敦地下铁道公司的Callodam曾向布 鲁诺尔提出采用压缩空气的建议，然而布鲁诺尔未采纳。在经历了五次特大洪 水后，直到1843年才完成了这条全长458m的隧道。
1874年，格瑞海德开发了液体支撑隧道工作面的盾构，通过 液体流，土料以泥浆的形成排出。
格瑞 海德 泥浆 盾构
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1886年，格瑞海德在伦敦地下施工中首次将压缩空气方法 与盾构掘进相结合使用。 1876年英国人荻克英森.布伦敦和姬奥基.布伦敦申请了第 一个机械化盾构专利； 1896年，德国人哈姬在柏林为第一台 德国盾构申请了专利。
第一讲
盾构工法的起源及基本构造
1
一、盾构法隧道的起源与发展
盾构机（Shield Machine）（简称盾构） 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、土碴排运、整机推进和管片安装等作业， 而使隧道一次成形的机械。盾构是一种既能承受地层压力、又能 在地层中掘进的隧道专用工程机械，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、输送土碴、拼装隧道 衬砌、测量导向纠偏等功能。盾构已广泛用于地铁、铁路、公路、 市政、水电隧道工程。
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我国盾构技术概况
➢ 1953年，我国首次采用手掘式盾构修建了直径2.6m的疏水巷道。 ➢ 1966年，首次采用直径10.22m网格挤压盾构，修建了第一条水底公路 隧道——上海打浦路越江公路隧道工程主隧道。 ➢ 1986年，研制出半断面插刀盾构，并用于修建北京地铁复兴门折返线。 ➢ 1987年，研制成功了我国第一台4.35m加泥式土压平衡盾构。 ➢ 1996年，从日本引进了直径为11.22m泥水加压平衡盾构，并用于上海 延安东路隧道南线工程。 ➢ 2004年，我国首台具有自主知识产权的国产地铁盾构“先行号”投入上 海地铁工程建设。 ➢。。。。。。。