《盾构法发展历史》PPT课件
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《盾构知识精讲》PPT课件
广泛的应用
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4
盾构机的种类
敞口式盾构机 半敞口式盾构机 封闭式盾构机
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5
盾构机的种类
传统型 盾构机
敞口式盾构机
半机械型 盾构机
机械型 盾构机
半敞口式盾构机
网格挤压式盾构机
泥水型 盾构机
封闭式盾构机
土压型 盾构机
整理ppt
6
泥水盾构与土压平衡盾构的比较
泥水盾构机压力平衡图
泥水平衡式盾构机是在泥水舱
送机中填满了土壤和土壤调节剂 。
✓进行封闭式开挖时，刀盘在充满了弃土的情况下旋转时，在砂砾地层上
尤其需要很高的扭矩，这样对刀具和刀盘的磨损就会很大 。
✓如果土壤调节剂不够，则需要高扭矩，且刀具和刀盘的磨损度很大 。
整理ppt
12
土压平衡式盾构机各部分的功能描述
土压平衡盾构机由主机及后配套辅助系统构成。 主机包括：盾壳、刀盘、刀盘驱动系统、推进系 统、螺旋输送机、管片安装器、盾尾密封装置和人 行闸室。 后配套辅助系统包括：出碴系统、碴土改良系统、 管片运输系统、隧道导向系统、数据采集和处理系 统、同步注浆系统、液压泵站、注脂系统、控制系 统、供电系统、压缩空气系统、冷却水系统、通风 系统等。
整理ppt
15
土压平衡式盾构机各部分的功能描述
一、盾壳
前体、中体和与之焊在一起的承压隔板作为刀盘驱动的支承,压力 通过前盾作用到开挖面以稳定开挖面。前体同时也起到平衡由刀盘作用 于土层而产生的力。
土仓用于存放切削下来的岩土，并由承压隔板将土仓与盾构机内 部隔开。土仓内设有搅拌棒，以便于对注入土仓内的泡沫、膨润土等添 加剂进行充分搅拌，对渣土进行改良。在土仓下部，有供螺旋输送机叶 片进入的开口，在保养和维修螺旋输送机时，螺旋输送机可从开口退出， 开口用卡门密封，以保证盾构机的密封和开挖面的稳定。
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盾构机的种类
敞口式盾构机 半敞口式盾构机 封闭式盾构机
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盾构机的种类
传统型 盾构机
敞口式盾构机
半机械型 盾构机
机械型 盾构机
半敞口式盾构机
网格挤压式盾构机
泥水型 盾构机
封闭式盾构机
土压型 盾构机
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泥水盾构与土压平衡盾构的比较
泥水盾构机压力平衡图
泥水平衡式盾构机是在泥水舱
送机中填满了土壤和土壤调节剂 。
✓进行封闭式开挖时，刀盘在充满了弃土的情况下旋转时，在砂砾地层上
尤其需要很高的扭矩，这样对刀具和刀盘的磨损就会很大 。
✓如果土壤调节剂不够，则需要高扭矩，且刀具和刀盘的磨损度很大 。
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土压平衡式盾构机各部分的功能描述
土压平衡盾构机由主机及后配套辅助系统构成。 主机包括：盾壳、刀盘、刀盘驱动系统、推进系 统、螺旋输送机、管片安装器、盾尾密封装置和人 行闸室。 后配套辅助系统包括：出碴系统、碴土改良系统、 管片运输系统、隧道导向系统、数据采集和处理系 统、同步注浆系统、液压泵站、注脂系统、控制系 统、供电系统、压缩空气系统、冷却水系统、通风 系统等。
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土压平衡式盾构机各部分的功能描述
一、盾壳
前体、中体和与之焊在一起的承压隔板作为刀盘驱动的支承,压力 通过前盾作用到开挖面以稳定开挖面。前体同时也起到平衡由刀盘作用 于土层而产生的力。
土仓用于存放切削下来的岩土，并由承压隔板将土仓与盾构机内 部隔开。土仓内设有搅拌棒，以便于对注入土仓内的泡沫、膨润土等添 加剂进行充分搅拌，对渣土进行改良。在土仓下部，有供螺旋输送机叶 片进入的开口，在保养和维修螺旋输送机时，螺旋输送机可从开口退出， 开口用卡门密封，以保证盾构机的密封和开挖面的稳定。
盾构培训ppt课件(2024)
有效性。
2024/1/26
17
应急处理措施和预案
制定盾构施工应急预案，明确应急组 织、通讯联络、现场处置等方面要求 。
配置必要的应急救援设备和器材，确 保在紧急情况下能够及时响应。
2024/1/26
针对可能发生的突发事件，制定相应 的应急处理措施，如火灾、坍塌、涌 水等。
定期组织应急演练和培训，提高员工 的应急处置能力和协同配合能力。
2024/1/26
刀盘和刀具故障
地质条件复杂、刀具磨损严重等原因导致刀 盘卡滞、刀具异常磨损等故障。
21
故障排除方法和步骤
液压系统故障排除
清洗液压油箱、更换液压油、维修或更换液压泵 等损坏部件。
推进系统故障排除
维修或更换泄漏的推进油缸、清洗或更换推进泵 等关键部件。
ABCD
2024/1/26
电气系统故障排除
2024/1/26
管片拼装机
用于在盾尾进行管片的拼装，形成隧道结构。
螺旋输送机和皮带机
用于将挖掘出的土体运出隧道。
辅助系统
包括液压系统、电气系统、控制系统等，为盾构机提供 动力和控制，确保设备的正常运行。
10
CHAPTER 03
盾构施工技术要点
2024/1/26
11
施工前准备工作
现场勘察
对施工场地进行详细的 地质勘察，了解地质条 件、水文状况及周边环
境。
2024/1/26
设计方案
根据勘察结果，制定盾 构机选型、施工线路、 支护结构等设计方案。
设备准备
按照设计方案，准备相 应的盾构机、配套设备
、施工材料等。
12
人员组织
组建专业的施工团队， 包括操作手、技术人员 、安全人员等，并进行
2024/1/26
17
应急处理措施和预案
制定盾构施工应急预案，明确应急组 织、通讯联络、现场处置等方面要求 。
配置必要的应急救援设备和器材，确 保在紧急情况下能够及时响应。
2024/1/26
针对可能发生的突发事件，制定相应 的应急处理措施，如火灾、坍塌、涌 水等。
定期组织应急演练和培训，提高员工 的应急处置能力和协同配合能力。
2024/1/26
刀盘和刀具故障
地质条件复杂、刀具磨损严重等原因导致刀 盘卡滞、刀具异常磨损等故障。
21
故障排除方法和步骤
液压系统故障排除
清洗液压油箱、更换液压油、维修或更换液压泵 等损坏部件。
推进系统故障排除
维修或更换泄漏的推进油缸、清洗或更换推进泵 等关键部件。
ABCD
2024/1/26
电气系统故障排除
2024/1/26
管片拼装机
用于在盾尾进行管片的拼装，形成隧道结构。
螺旋输送机和皮带机
用于将挖掘出的土体运出隧道。
辅助系统
包括液压系统、电气系统、控制系统等，为盾构机提供 动力和控制，确保设备的正常运行。
10
CHAPTER 03
盾构施工技术要点
2024/1/26
11
施工前准备工作
现场勘察
对施工场地进行详细的 地质勘察，了解地质条 件、水文状况及周边环
境。
2024/1/26
设计方案
根据勘察结果，制定盾 构机选型、施工线路、 支护结构等设计方案。
设备准备
按照设计方案，准备相 应的盾构机、配套设备
、施工材料等。
12
人员组织
组建专业的施工团队， 包括操作手、技术人员 、安全人员等，并进行
盾构培训课件
讯煤气等市政公用地下设施管道。
1932年原苏联开始用直径为6.6~9.5m的盾构先后在其斯
科、列宁格勒、基辅等城市修建地下铁道的区间隧道及车站。
1922年日本开始用盾构法修筑国铁奥羽线折渡隧道。
1953年东北阜新煤矿用直径2.6米手掘式盾构修建疏水管道
二 盾构机的结构
盾构机主要由壳体 推进系统 拼装系统 出土系统组 成 设置盾构外壳的目的是保护掘削、排土、推进、施工衬 砌等所有作业设备、装置的安全，故整个外壳用钢板制 作，并用环形梁加固支承。 1 ，盾构壳体从工作面开始可分为切口环、支承环和盾
五 盾构机的种类
盾构的分类方法较多，可按盾构切削断面的形状；盾 构自身构造的特征、尺寸的大小、功能；挖掘土体的方式； 掘削面的挡土形式；稳定掘削面的加压方式；施工方法； 适用土质的状况等多种方式分类。
敞开式盾构 盾构机（Shield） 半敞开式盾构
密闭式盾构
插刀盾构 手掘式盾构 机械开挖盾构 网格式盾构
1888~1890年间用盾构法在美国和加拿大间的圣克莱
(St,Clair)河下建成了一条直径为6.40 m，长为1870m的萨
尔尼亚(Sarnia)水底隧道，为盾构法修建隧道开拓了更为广
阔地发展前景。
20世纪初，盾构法施工已在美、英、法、俄等国开始推
广，已用在水底公路隧道、地下铁道、上下水道、电力、通
盾构施工技术
主讲人：顾惠斌
一 发展史：
最早是在1818年由英国工程师布鲁诺尔(M.I , Brunel) 发明的，他是从船的木板中，有一种蛀虫钻出孔道，并用它 分泌的粘液加固洞穴得到启发而研制出的，并于1825年开始 用一个宽11.58m、高6.7m的矩形盾构，在英国伦教的泰晤出 河下面修建世界第一条水底隧道。施工中遇到泥水涌入隧道 的极大困难，两次被淹，直至1835年对后构作了改良.用压气 辅助施工，才于1843年完工。隧道全长458m。
1932年原苏联开始用直径为6.6~9.5m的盾构先后在其斯
科、列宁格勒、基辅等城市修建地下铁道的区间隧道及车站。
1922年日本开始用盾构法修筑国铁奥羽线折渡隧道。
1953年东北阜新煤矿用直径2.6米手掘式盾构修建疏水管道
二 盾构机的结构
盾构机主要由壳体 推进系统 拼装系统 出土系统组 成 设置盾构外壳的目的是保护掘削、排土、推进、施工衬 砌等所有作业设备、装置的安全，故整个外壳用钢板制 作，并用环形梁加固支承。 1 ，盾构壳体从工作面开始可分为切口环、支承环和盾
五 盾构机的种类
盾构的分类方法较多，可按盾构切削断面的形状；盾 构自身构造的特征、尺寸的大小、功能；挖掘土体的方式； 掘削面的挡土形式；稳定掘削面的加压方式；施工方法； 适用土质的状况等多种方式分类。
敞开式盾构 盾构机（Shield） 半敞开式盾构
密闭式盾构
插刀盾构 手掘式盾构 机械开挖盾构 网格式盾构
1888~1890年间用盾构法在美国和加拿大间的圣克莱
(St,Clair)河下建成了一条直径为6.40 m，长为1870m的萨
尔尼亚(Sarnia)水底隧道，为盾构法修建隧道开拓了更为广
阔地发展前景。
20世纪初，盾构法施工已在美、英、法、俄等国开始推
广，已用在水底公路隧道、地下铁道、上下水道、电力、通
盾构施工技术
主讲人：顾惠斌
一 发展史：
最早是在1818年由英国工程师布鲁诺尔(M.I , Brunel) 发明的，他是从船的木板中，有一种蛀虫钻出孔道，并用它 分泌的粘液加固洞穴得到启发而研制出的，并于1825年开始 用一个宽11.58m、高6.7m的矩形盾构，在英国伦教的泰晤出 河下面修建世界第一条水底隧道。施工中遇到泥水涌入隧道 的极大困难，两次被淹，直至1835年对后构作了改良.用压气 辅助施工，才于1843年完工。隧道全长458m。
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PPT
我国盾构的开发与应用始于1953年，东北阜新煤矿用 手掘式盾构修建了直径2.6m的疏水巷道。
1962年2月，上海城建局隧道工程公司结合上海软土地 层，研制了1台4.16m的手掘式普通敞胸盾构。
1965年月由上海工程设计院设计、江南造船厂制造的2 台盾构直径5.8米的网格挤压盾构，于1966年完成了2条 平行的隧道，隧道长660m，地面最大沉降10cm。
3.4 土压平衡盾构
TECHINQUE
(earth pressure balance EPB盾构)
一. 基本配置
1.刀盘
刀具的三大功能：开挖功能、稳定功能、搅拌功能
土压平衡式盾构的刀盘有两种形式：面板式和辐条式， 其中面板式安全性高，但易堵塞;辐条式开口率大，不 易堵塞，但不能安装滚刀，安全性差，费用高，需加固 土体。
和铣削头式） 3 机械式（全断面开挖）
OF盾构——自稳性强的围岩，各种非黏性和黏性地层在地下 水位以下地层或渗漏地层掘进时，必须用井点降水降低地 下水位。
TECHINQUE
敞开式盾构
TECHINQUE
半机械式盾构
反铲式盾构
TECHINQUE
TECHINQUE
机械式盾构
4 挤压式盾构
TECHINQUE
(Blind type shield 盲式盾构)
对底层的扰动较大，地面易产生较大的隆陷变化，在地面 有建筑物地区不宜使用。
仅适用于自稳性很差，流动很大的软黏土和粉砂质围岩， 不适用于含砂率高的围岩和硬质围岩。
Ⅰ 盖板式挤压盾构
利用隔板将开挖面全部封闭，只在一部分上设面积可 调的排土盖板，盾构正面向前推进，使贯入部位土砂呈塑 性化流动，由盖板部位出土。通过调节盖板开口的大小和 排土阻力使千斤顶推力和开挖面土压力达到平衡。
1962年2月，上海城建局隧道工程公司结合上海软土地 层，研制了1台4.16m的手掘式普通敞胸盾构。
1965年月由上海工程设计院设计、江南造船厂制造的2 台盾构直径5.8米的网格挤压盾构，于1966年完成了2条 平行的隧道，隧道长660m，地面最大沉降10cm。
3.4 土压平衡盾构
TECHINQUE
(earth pressure balance EPB盾构)
一. 基本配置
1.刀盘
刀具的三大功能：开挖功能、稳定功能、搅拌功能
土压平衡式盾构的刀盘有两种形式：面板式和辐条式， 其中面板式安全性高，但易堵塞;辐条式开口率大，不 易堵塞，但不能安装滚刀，安全性差，费用高，需加固 土体。
和铣削头式） 3 机械式（全断面开挖）
OF盾构——自稳性强的围岩，各种非黏性和黏性地层在地下 水位以下地层或渗漏地层掘进时，必须用井点降水降低地 下水位。
TECHINQUE
敞开式盾构
TECHINQUE
半机械式盾构
反铲式盾构
TECHINQUE
TECHINQUE
机械式盾构
4 挤压式盾构
TECHINQUE
(Blind type shield 盲式盾构)
对底层的扰动较大，地面易产生较大的隆陷变化，在地面 有建筑物地区不宜使用。
仅适用于自稳性很差，流动很大的软黏土和粉砂质围岩， 不适用于含砂率高的围岩和硬质围岩。
Ⅰ 盖板式挤压盾构
利用隔板将开挖面全部封闭，只在一部分上设面积可 调的排土盖板，盾构正面向前推进，使贯入部位土砂呈塑 性化流动，由盖板部位出土。通过调节盖板开口的大小和 排土阻力使千斤顶推力和开挖面土压力达到平衡。
盾构ppt课件
2）前盾
前盾又称切口环，它里面装有支撑主驱动和螺旋输 送机的钢结构。螺旋输送机从盾尾斜向连接着皮带 机。前盾前沿呈锲形，以防止渣土粘结和促进渣土 流到底部的螺旋输送机。
压力隔板将前盾的开挖舱和主舱分离开来。隔板上 面的门可以让人进入开挖舱进行保养和检查工作。 此外，隔板有几个开口，可以控制渣土改良的程度 和以及作为修理时输电线的接线盒接头。通过安装 的隔板上的四个搅拌器，水、膨润土或泡沫被运输 至开挖舱。搅拌器均匀分布使土仓内的渣土可以被 充分搅拌。
4）螺旋输送机
螺旋输送机用于渣土的运输，前盾的底部安装有螺旋输送 机，螺旋输送机从隔板到台车沿中心线上的仰角为230°。
5、盾构机各组件参数表 见附表1
6、盾构机后配套系统
后配套系统总共包括2辆电瓶车和5个独立的台车，每个台 车上都装有盾壳前进所需要的辅助装置。
另外，盾构机工作所需的冷却水、新鲜空气、压缩空气和 高压电缆都通过台车管线输送进去，而升温后的冷却水和 脏水从盾构机的盾壳底部被运送出去。
1974年在日本东京使用了第一台土压平衡式盾构， 外径为3.72m。土压平衡式盾构机的工作原理是盾 构掘进时，其前端刀盘旋转掘削土层土体，切削下 来的土体进入土舱。当土体充满土舱时，其被动土 压与掘削面实现平衡，即保持舱内的压力与掌子面 的土的压力和掌子面上的水的压力保持平衡，通过 刀盘不断的切削掌子面的土体，慢慢向前掘进。
4）盾尾
盾尾通过14个铰接油缸和中盾相连。在盾尾的保 护下用管片拼装机安装管片；而在盾尾尾部和已 装好的管片之间用盾尾刷密封。
4、盾构机内部的主要构造
1）刀盘和刀盘驱动
刀盘的旋转靠位于盾壳中心的轴承。主轴承分为 内齿圈、外圈和中间的三排圆柱滚柱，外圈通过 法兰和盾壳联接，内齿圈和刀盘通过螺栓联接。 八个液压马达通过行星齿轮驱动小齿轮，八个小 齿轮共同驱动内齿圈进行旋转，进而驱动刀盘和 刀具转动。
盾构发展历史
3.7我国盾构法隧道的发展历史3.7.1 20世纪80年代前盾构技术的应用1953年，东北阜新煤矿用直径2.6m的手掘式盾构及小混凝土预制块修建疏水巷道，这是我国首条用盾构法施工的隧道。
1957年，北京市下水道工程采用直径2.0m和2.6m的盾构进行施工。
1962年，上海城建局隧道工程公司结合上海软土地层对盾构进行了系统的试验研究。
研制了1台直径4.16m的手掘式普通敞胸盾构，在两种有代表性的地层进行掘进试验，用降水或气压来稳定粉砂层及软黏土地层。
在经过反复论证和地面试验之后，选用由螺栓连接的单层钢筋混凝土管片作为隧道衬砌，环氧煤焦油作为接缝防水材料。
隧道掘进长度68m，试验获得了成功，并采集了大量的盾构法隧道数据资料。
1965年3月，由上海隧道工程设计院设计、江南造船厂制造的2台直径5.8m的网格挤压式盾构，于1966年完成了2条平行的隧道，隧道长660m，地面最大沉降达l0cm。
1966年5月，中国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采用由上海隧道工程设计院设计、江南造船厂制造的直径10.22m网格挤压盾构施工，辅以气压稳定开挖面，在水深为16m的黄浦江底顺利掘进隧道，掘进总长度1322m。
打浦路隧道于1970年底建成通车。
此次所用的网格盾构有所改进，敞开式施工可转换为闭胸式施工。
1973年，采用1台直径3.6m的水力机械化出土网格盾构和2台直径4.3m的网格挤压盾构，在上海金山石化总厂修建了1条污水排放隧道和2条引水隧道，共掘进了3926m海底隧道，首创了垂直顶升法建筑取排水口的新技术。
3.7.2 20世纪80年代盾构法技术的进步与发展1980年，上海市进行了地铁1号线试验段施工，研制了1台直径6.412m网格挤压盾构，采用泥水加压和局部气压施工，在淤泥质黏土地层中掘进隧道1130m，1982年，上海外滩的延安东路北线越江隧道工程1476m圆形主隧道采用上海隧道股份设计、江南造船厂制造的直径11.3m网格挤压水力出土盾构施工。
盾构法发展历史
1963年，上海隧道股份结合上海软土地层对盾构掘进机、 预制钢混凝土衬砌、隧道掘进施工参数，隧道接缝防水 进行了系统的试验研究。研制了1台直径4.2m的手掘式盾 构进行浅埋和深埋隧道掘进试验，隧道掘进长度68m。
我国盾构技术的早期发展
1966年5月，上海隧道建设公司用盾构法设计建造中国
第一条水底公路隧道——打浦路隧道。打浦路隧道全 长2.7km，隧道部分长1320m，外径10m。所用网格盾构 有所改进，敞开式施工可转换为闭胸式施工。
Glasgow Harbour road Sewer gallery（Clichy） Spree road隧道（Berlin） Orleans Railway（Paris） Sewer隧道（Hamburg） Elb隧道 Clichy
10200
580 465 375 1230 2150 920
3.10～3.45
球体盾构机亦称直角盾构机，其刀盘部分设计为球体，可以进 行转向。球体盾构施工法又称直角方向连续掘进施工法。 该方法对施工场地要求较小，并且可以进行直角转弯施工。 对未来城市小半径曲线地铁避让建筑物基础有很强的适用性。 球体盾构的施工方法分为“横一横”和“纵一横”两种。 “横一横”方向连续掘进是先沿一个方向完成施工后，水平 旋转球体进行另一个横向隧道的施工，可以满足盾构转弯的 要求。“纵一横”方向连续掘进施工则是从地面开始连续沿 直角方向向下开挖到达预定位置后进行转向，然后实施横向 隧道施工的方法。
泥水盾构 半机械式 手掘式盾构 手掘式盾构 土压式盾构
20世纪60年代中期至80年代盾构掘进工法继续发展，产生 各种平衡式的工法，盾构机的种类手掘式、半机械式、机 械式、泥水式和土压式。
我国盾构技术的早期发展
20世纪50年代初，东北阜新煤矿用直径2.6m的手掘式盾构 及小混凝土预制块修建疏水巷道，这是我国首条用盾构掘进 机施工的隧道。
我国盾构技术的早期发展
1966年5月，上海隧道建设公司用盾构法设计建造中国
第一条水底公路隧道——打浦路隧道。打浦路隧道全 长2.7km，隧道部分长1320m，外径10m。所用网格盾构 有所改进，敞开式施工可转换为闭胸式施工。
Glasgow Harbour road Sewer gallery（Clichy） Spree road隧道（Berlin） Orleans Railway（Paris） Sewer隧道（Hamburg） Elb隧道 Clichy
10200
580 465 375 1230 2150 920
3.10～3.45
球体盾构机亦称直角盾构机，其刀盘部分设计为球体，可以进 行转向。球体盾构施工法又称直角方向连续掘进施工法。 该方法对施工场地要求较小，并且可以进行直角转弯施工。 对未来城市小半径曲线地铁避让建筑物基础有很强的适用性。 球体盾构的施工方法分为“横一横”和“纵一横”两种。 “横一横”方向连续掘进是先沿一个方向完成施工后，水平 旋转球体进行另一个横向隧道的施工，可以满足盾构转弯的 要求。“纵一横”方向连续掘进施工则是从地面开始连续沿 直角方向向下开挖到达预定位置后进行转向，然后实施横向 隧道施工的方法。
泥水盾构 半机械式 手掘式盾构 手掘式盾构 土压式盾构
20世纪60年代中期至80年代盾构掘进工法继续发展，产生 各种平衡式的工法，盾构机的种类手掘式、半机械式、机 械式、泥水式和土压式。
我国盾构技术的早期发展
20世纪50年代初，东北阜新煤矿用直径2.6m的手掘式盾构 及小混凝土预制块修建疏水巷道，这是我国首条用盾构掘进 机施工的隧道。
盾构机工作原理ppt课件
布鲁诺尔注册专利的盾构
布鲁诺尔构想的盾构机机械内部结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。采用的方法是将所有的单元格牢靠地装在盾壳上。
当时设计了两种方法，一种是当一段隧道挖完后，整个盾壳由液压千斤顶借助后靠向前推进；另一种方法是每一个单元格能单独地向前推进。 第一种方法后来被采用，并得到了推广应用，演变为成熟的盾构法
此后，布鲁诺尔逐步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，衬彻紧随其后的方式。
M.I.Brunel 螺旋盾构，1818
.
1825年，他第一次在伦敦泰晤土河下开始用一个断面高6.8m、宽11.4m，并由12个邻接的框架组成的矩形盾构修建隧道。每一个框架分成3个舱，每一个舱里有一个工人，共有36个工人。
（2）平稳发展阶段(20世纪80年代中-2000年) ：
这一时期，随着改革开放和经济发展，地铁建设也由服务于战备转为服务于经济发展。继北京、天津修建地铁外，上海、广州也相继修建了地铁工程。地铁施工技术突破了原有浅埋明挖法的限制，盾构法施工方法被引入地铁施工中。
1980年，上海开始进行盾构法隧道地铁试验工程，采用直径6.412m网格式机械出土盾构机施工。掘进长度为565m，采用泥水加压和局部气压施工。 1980年11月开始地铁试验一期、二期盾构推进，1982年12月推进结束； 1983年6月开始地铁试验三期盾构推进，1984年10月推进结束，隧道总长1130m。
制造厂家
＜6m
6～7m
＞7m
中铁一局
0
25
0
海瑞克、小松
中铁二局
0
10
0
海瑞克、小松
中铁三局
0
《地下工程盾构法》课件
04
盾构施工中的工程实例
某地铁盾构隧道工程
总结词
大型城市地铁项目
详细描述
该工程是为了满足城市日益增长的交通需求，采用盾构法建造地铁隧道。工程规 模大，线路长，涉及多个站点和换乘站。在施工过程中，需要解决复杂的地质条 件、环境保护和交通疏导等问题。
某城市污水管道盾构工程
总结词
环保与治理项目
详细描述
05
未来展望
盾构技术的发展趋势
大型化、高效化
环保化、节能化
随着地下工程规模的扩大，盾构机将 向更大直径、更高推力、更高效率的 方向发展。
随着环保意识的提高，盾构机将更加 注重节能减排和环境保护，如采用低 噪音、低振动等设计。
智能化、自动化
随着人工智能和自动化技术的发展， 盾构机的操作将更加智能化、自动化 ，减少人工干预，提高施工效率。
盾构法在地下工程中的应用
地铁建设
盾构法是地铁建设中最常用的 方法之一，具有施工速度快、
不影响地面交通等优点。
管道建设
盾构法也可用于建设排水、燃 气等管道，尤其适用于穿越河 流、道路等复杂地形的管道建 设。
地下停车场
利用盾构法可以快速、高效地 建设地下停车场。
其他地下工程
如人防工程、地下商场等也可 以采用盾构法进行建设。
盾构机是一种集开挖、支护、排土、衬砌等多种功能于一体的隧道施工机械， 主要由刀盘、盾体、拼装衬砌、推进系统、排土系统等部分组成。
工作原理
盾构机通过刀盘切削土层，由推进系统将切削下来的土渣运出，同时由拼装衬 砌系统拼装预制混凝土管片形成隧道，盾体起到支撑作用，防止隧道坍塌。
盾构施工的步骤和流程
施工准备
感谢观看
盾构法的发展历程
盾构发展史
第一章盾构技术进展概况1.1 引言盾构实际上是盾构机的简称。
它是一个横断面外形与隧道横断面外形相同、尺寸稍大，内藏挖土、排土机具，自身设有保护外壳的暗挖隧道的机械。
以盾构为核心的一整套完整的隧道施工方法称为盾构工法，概况如图1.1所示。
盾构工法的设想19世纪初产生于英国，至今已有200年的历史。
盾构工法问世以前隧道施工主要靠开挖法。
但就城市隧道施工而言，开挖法存在受地形、地貌、环境条件的限制；开挖法给城市交通带来极大不便；开挖产生的地层沉降较大；施工机械的噪声和振动；施工对环境构成的污染等诸多不利因素。
相对而言，盾构工法不存在这些缺陷，故受到人们的极大重视，并得以迅速发展。
人们不仅开发了软土盾构工法，而且还开发了适于卵石地层等多种其它地层的盾构工法。
此外，还在提高安全性、提高工程质量、缩短工期及降低成本等方面作了精心的研究和开发，并取得了较大的成功。
目前盾构工法在城市隧道施工技术中已确立了稳固的统治地位，且已成为一种必不可少的通用隧道施工技术。
目前隧道科技工作者正在致力于更先进的全机械化的计算机控制的智能化的盾构工法，适于地下大深度的盾构工法及特殊断面、特殊功能的盾构工法的研究和开发。
1.2 盾构法隧道的发展历史和现状18世纪未英国人提出在伦敦地下修建横贯泰晤士河隧道的构想，并对具体的掘削工法和使用机械等问题做了讨论。
到1798年开始着手希望实现这个构思，但由于竖井挖不到预定的深度，故计划受挫。
但横贯泰晤士河隧道的设想与日俱增，4年后Torevix决定由另一地点建造连结两岸的隧道，随后工程再次开工。
施工中克服了种种困难，当掘进到最后30m 时，开挖面急剧浸水隧道被水淹没，横贯泰晤士河的设想再次破灭，工程从开工到被迫终止用了5年时间。
横贯泰晤士河的计划在以后10年中未见显著进展。
1818年Brunel观察了小虫腐蚀木船底板成洞的经过，从而得到启示，在此基础上提出了盾构工法，并取得了专利。
这就是所谓的开放型手掘盾构的原型。
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直径4.35m土压平衡盾构掘进机结构图
ppt课件
8
90年代－我国盾构技术的发展
1995年，上海隧道工程股 份有限公司开始研究矩形 隧 道 技 术 ， 1996 年 研 制 了 一 台 2.5m×2.5m 可 变 网 格 矩形隧道掘进机，顶进矩 形隧道60m。
1996年，上海隧道工程股 份有限公司总承包施工延 安东路隧道南线工程。长 1300m的圆形主隧道采用从 日 本 引 进 的 直 径 11.22m 的 泥水加压平衡盾构掘进机 施工。填补了我国泥水平 衡盾构施工隧道的空白。
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盾构新技术的展望之复合盾构工法
复合圆盾构是组合复数的圆形断面修建隧道断面，除了圆形断 面本身具备的优点，还有自身独有的优点。
复合圆断面盾构的特点在于隧道的占有宽度及占有面积小， 还可以选择合理的、多样的断面形状，与圆形断面相比，可 以得到断面积小并且合理的隧道断面。
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12
盾构新技术的展望之球体盾构工法
布鲁诺尔在伦敦泰
晤士河下的隧道工
程中首次使用这种 盾构,设想成为现实。 矩形盾构断面尺寸 为 11.3m×6.7m 。 泰 晤士河下的隧道工 程 始 于 1825 年 ， 施 工期间遇到了许多
困难，在经历了五
次以上特大洪水后， 直 到 1843 年 才 全 部 完工，成功地贯通
了横断泰晤士河的
隧道。
1.30
附注
Brunel盾构（矩形） Breach盾构
Greathead盾构 初期用压缩空气
压缩空气
压缩空气到2.9bar
压缩空气 管片盾构 压缩空气0.6～1.5bar
5.95
1.70 压缩空气2.0～2.7bar
衬砌
砖砌 砖砌 铸铁衬砌 铸铁衬砌 铸铁衬砌
铸铁衬砌
轧制钢 砖砌
内填钢与 混凝土
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Elb隧道 Clichy
长度 （m）
460 90 403 10200 580
465
375 1230 2150
920
直径 （m） 11.3х6.7
2.85 2.20 3.10～3.45 5.20
2.50
4.00 9.75 3.05
日进尺 （m/d）
1.50
2.6 4.00 1.00 2.00～ 3.00 1.40
直径10.22m盾构掘进机
打浦路隧道工程施工
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6
80年代－我国盾构技术的发展
1982年，上海隧道建设公司承建长1476m的延安东路北 线隧道工程，采用自行设计的直径11.3m网格型水力机 械出土盾构掘进机。
Φ11.3m网格盾构掘进机
盾构掘进机结构示意图
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80年代－我国盾构技术的发展
1963年，上海隧道股份结合上海软土地层对盾构掘进机、 预制钢混凝土衬砌、隧道掘进施工参数，隧道接缝防水 进行了系统的试验研究。研制了1台直径4.2m的手掘式盾 构进行浅埋和深埋隧道掘进试验，隧道掘进长度68m。
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5
我国盾构技术的早期发展
1966年5月，上海隧道建设公司用盾构法设计建造中国 第一条水底公路隧道——打浦路隧道。打浦路隧道全 长2.7km，隧道部分长1320m，外径10m。所用网格盾构 有所改进，敞开式施工可转换为闭胸式施工。
球体盾构机亦称直角盾构机，其刀盘部分设计为球体，可以进 行转向。球体盾构施工法又称直角方向连续掘进施工法。
该方法对施工场地要求较小，并且可以进行直角转弯施工。 对未来城市小半径曲线地铁避让建筑物基础有很强的适用性。 球体盾构的施工方法分为“横一横”和“纵一横”两种。 “横一横”方向连续掘进是先沿一个方向完成施工后，水平 旋转球体进行另一个横向隧道的施工，可以满足盾构转弯的 要求。“纵一横”方向连续掘进施工则是从地面开始连续沿 直角方向向下开挖到达预定位置后进行转向，然后实施横向 隧道施工的方法。
泰晤士河底隧道施工时涌
水
ppt课件
2
根据记载，1825～1911年为世界早期盾构法隧道 发展时期，下表为该阶段盾构法隧道发展概况。
年份
1825-1843 1869-1870
18691886-1890 1890-1893
1894
1907-1911
1987年，上海市隧道工程股份有限公司承建市南站过 江电缆隧道工程，成功设计了我国第一台直径4.35m 加泥式土压平衡盾构掘进机，能控制正面土压平衡和 减少地面沉降，施工速度快，掘进长度达583m，技术 成果达到80年代国际先进水平，并获得1990年国家科 技进步一等奖。1988年1月开始盾构推进，9月推进结 束。
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矩形隧道 双圆盾构
9
21世纪我国的盾构技术发展和展望
21世纪我国盾构技术发展进入了快速上升的阶段，2009年12月， 国务院又批复了22个城市的地铁建设规划，总投资超过8820 亿元。根据2009年北京国际城市轨道交通展览会上我国各城市 轨道交通发展规划图显示，至2016年我国将新建轨道交通线路 89条，总建设里程达2500 公里。盾构施工将在地铁建设中发 挥不可替代的作用。
盾构法隧道施工的起源和发展
1818年，法国工程师布鲁诺尔（Mare Isambard Brunel）在 伦敦从船蛀在船板上蛀孔，再用分泌物涂在孔的四周中得到 启示，发现了盾构法掘进隧道的原理。
后来，布鲁 诺尔完善了 构思，注册 了专利。敞 开式手掘盾 构的原型问 世
ppt课件
1
盾构法隧道施工的起源和发展
3
土压式盾构
泥水盾构 手半手掘机掘式械式盾式盾构构
20世纪60年代中期至80年代盾构掘进工法继续发展，产生
各种平衡式的工法，盾构机的种类手掘式、半机械式、机
械式、泥水式和土压式。 ppt课件
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我国盾构技术的早期发展
20世纪50年代初，东北阜新煤矿用直径2.6m的手掘式盾构及 小混凝土预制块修建疏水巷道，这是我国首条用盾构掘进机 施工的隧道。
工程
Thames隧道（London） Broadway（New York） Tower Subway（London） City South Subsay（London） Glasgow Harbour road
Sewer gallery（Clichy）
Spree road隧道（Berlin） Orleans Railway（Paris） Sewer隧道（Hamburg）
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盾构新技术的展望之ECL盾构工法
ECL工法就是代之以往的管片，在盾尾浇筑混凝土，修建衬 砌的隧道施工方法。
优点：在盾构掘进的同时加压新浇筑混凝土，因可以修建 出与土体密切粘附在一起的衬砌体，又可以得到密实的高 质量的衬砌体，还可以控制对周边土体的影响，同时有降 低工程费用缩短工期的特点，适用于山岭隧道及都市隧道。