地铁运行对环境的影响及地铁减振技术
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地铁运行对环境的影响及地铁减振技 术
6.1.2 盾构法的发展历史
1874年在英国伦敦城南线修建隧道时，J. H. Greathead创造了比较完整的用压缩空 气来防水的气压盾构施工工艺，使海底隧 道施工工艺有了长足的发展，并为现代化 盾构奠定了基础； 之后，盾构技术在美国、德国、前苏联、 日本等国都得到了迅速发展。
地铁运行对环境的影响及地铁减振技 术
6.2 盾构构造和分类
6.2.1 盾构的基本构造 6.2.2 盾构分类及其适用范围 6.2.3 盾构几何尺寸的选定及盾构千斤
顶推力计算
地铁运行对环境的影响及地铁减振技 术
6.2.1 盾构的基本构造
如图6-2所示，盾构通常由盾构壳体、推进 系统、拼装系统、出土系统等四大部分组 成。
地铁运行对环境的影响 及地铁减振技术
2020/11/10
地铁运行对环境的影响及地铁减振技 术
目录
6.1 概述 6.2 盾构构造和分类 6.3 盾构推进及衬砌拼装 6.4 装配式圆形衬砌构造 6.5 内力计算与管片结构设计
地铁运行对环境的影响及地铁减振技 术
6.1 概述
6.1.1 定义 6.1.2 盾构法的发展历史 6.1.3 盾构法的优缺点 6.1.4 盾构机的类型
地铁运行对环境的影响及地铁减振技 术
地铁运行对环境的影响及地铁减振技 术
6.1.1 定义
盾构推进主要是依靠盾构内部设置的千斤顶， 用千斤顶顶在拼装成的衬砌环上，使它推进 到已挖好的空间内，然后缩回活塞杆，为下 一环衬砌拼装创造条件。重复上述过程，不 断开挖不断拼装，并不断推进，借助盾构这 种施工机械可以较快的速度完成隧道施工基 本作业循环，直至隧道建成。
盾构壳体：由切口环、支承环、盾尾与竖 直隔板、水平隔板组成，并由外壳钢板连 成整体。
推进系统：盾构的推进系统主要由盾构千 斤顶和液压设备组成，并利用千斤顶上下 左右活塞杆伸出长度不同达到纠偏目的。 千斤顶一般是沿支承环周围均匀分布的。
地铁运行对环境的影响及地铁减振技 术
6.2.1 盾构的基本构造
盾构是由电能带动液压设备而工作的。液压设 备由启动输油泵、启动高压油泵、启动控制油 泵等组成。
地铁运行对环境的影响及地铁减振技 术
6.1.2 盾构法的发展历史
我国在1957年北京下水道工程中首次使用 了2.6m小盾构（当时称盾甲法）。从1963 年起先后设计制造了外径为3.6m、4.2m、 5.8m、10.2m等不同直径的盾构机械。近 年还设计制造了11.0m直径的大盾构，供 上海市延安东路过江隧道使用。
地铁运行对环境的影响及地铁减振技 术
6.1.3 盾构法的优缺点
优点：该施工方法属地表以下暗挖施工，不受地面交 通、河道、航运、潮汐、季节等条件的影响，能比较 经济合理地保证隧道安全施工，在松软含水地层中修 建隧道、水底隧道及地下铁道时采用各种不同形式的 盾构施工最有意义。
缺点：盾构的制造、运送、拼装、拆卸等费用比较昂 贵，设备比较复杂；它是一项综合性的施工技术，除 使用盾构本身进行土方开挖和衬砌拼装外，还需要有 气压供应，人工井点降水，衬砌管片的预制，衬砌防 水堵漏，隧道内的运输、测量、施工场地布置等施工 技术的密切配合；用气压法施工时，可能会遇到压缩 空气泄出的危险，要采用医学防护措施，防止减压病 等；盾构法的应用受到一定条件的限制，如果条件不 具备，只有采用其它施工方法。
地铁运行对环境的影响及地铁减振技 术
6.1.2 盾构法的发展历史
1818年法国工程师布鲁诺尔取得了隧道盾 构的发明专利； 1825年在英国泰晤士河下首次用矩形盾构 建造隧道，实际上它是一个活动的施工防 护装置； 1869年英国工程师J.H.Greathead成功地 应用了P.W.Barlow式盾构修建了英国泰晤 士河下水底隧道，自此，盾构得到了普遍 承认。
地铁运行对环境的影响及地铁减振技 术
6.1.4 盾构机的类型
按形状:圆形（半盾构）、矩形、马蹄形等。
圆形因其抵抗水土压力较理想，衬砌拼装 简便，构件可以互换，较为通用，数量最 多。矩形因四周力的分布不均，操纵不便， 用的不多。
在圆形盾构中，根据盾构开挖面的施工方 式不同，可分为敞胸盾构和闭胸盾构两大 类。按排除地下水稳定开挖面的方式可分 为人工井点降水、泥水加压、土压平衡式 的无气压盾构，局部气压盾构，气压盾构 等
6.2.1 盾构的基本构造
有轨运输； 无轨运输； 管道运输。
地铁运行对环境的影响及地铁减振技 术表6-1。 按挖掘方式，盾构可分为人工开掘、半机械 式开掘和机械式开掘；按构造类型可分为敞 胸和闭胸两种方式。
地铁运行对环境的影响及地铁减振技 术
6.2.2 盾构分类及其适用范围
地铁运行对环境的影响及地铁减振技 术
6.1.1 定义
盾构是一种钢制的活动防护装置或活动支撑, 是通过软弱含水层,特别是河底、海底以及 城市居民区修建隧道时使用的一种施工机械。
在盾构的防护下，头部可以安全地开挖地层， 一次掘进相当于装配式衬砌一环的宽度。尾 部可以装配预制管片或砌块，迅速地拼装成 隧道永久衬砌，并将衬砌与土层之间的空隙 用水泥压浆填实，防止周围地层的继续变形 和围岩压力的增长。
拼装系统：衬砌拼装器又称举重臂，是拼装系 统的主要设备，也以油压系统为动力。一般举 重臂均安装在支撑环上，中小型盾构因受空间 限制有的安装在后部车架上或平板车上。
出土系统：大直径盾构施工要运出大量土方， 出土方式恰当与否直接影响到盾构推进的速度 和施工场地安排是否合理。出土方式一般有三 种：
地铁运行对环境的影响及地铁减振技 术
人工开掘式、半机械式敞胸盾构:此类盾构 可根据地质条件全部敞开,随时观察地层变 化情况,并配备简便的液压、机械挖掘、人 工挖掘，当开挖面难以保持稳定时，可以采 用气压等人工措施，如正面支撑、支撑千斤 顶等随挖随撑。这种盾构是最老式、最普通 的一种，绝大多数水底道路隧道都采用这种 盾构。它的优点是构造简单，配套设备少， 造价低。缺点是盾构正面敞开，工作面易发 生塌方事故，危及人身及工程安全，道路隧 道直径大，劳动强度大，进度慢。
6.1.2 盾构法的发展历史
1874年在英国伦敦城南线修建隧道时，J. H. Greathead创造了比较完整的用压缩空 气来防水的气压盾构施工工艺，使海底隧 道施工工艺有了长足的发展，并为现代化 盾构奠定了基础； 之后，盾构技术在美国、德国、前苏联、 日本等国都得到了迅速发展。
地铁运行对环境的影响及地铁减振技 术
6.2 盾构构造和分类
6.2.1 盾构的基本构造 6.2.2 盾构分类及其适用范围 6.2.3 盾构几何尺寸的选定及盾构千斤
顶推力计算
地铁运行对环境的影响及地铁减振技 术
6.2.1 盾构的基本构造
如图6-2所示，盾构通常由盾构壳体、推进 系统、拼装系统、出土系统等四大部分组 成。
地铁运行对环境的影响 及地铁减振技术
2020/11/10
地铁运行对环境的影响及地铁减振技 术
目录
6.1 概述 6.2 盾构构造和分类 6.3 盾构推进及衬砌拼装 6.4 装配式圆形衬砌构造 6.5 内力计算与管片结构设计
地铁运行对环境的影响及地铁减振技 术
6.1 概述
6.1.1 定义 6.1.2 盾构法的发展历史 6.1.3 盾构法的优缺点 6.1.4 盾构机的类型
地铁运行对环境的影响及地铁减振技 术
地铁运行对环境的影响及地铁减振技 术
6.1.1 定义
盾构推进主要是依靠盾构内部设置的千斤顶， 用千斤顶顶在拼装成的衬砌环上，使它推进 到已挖好的空间内，然后缩回活塞杆，为下 一环衬砌拼装创造条件。重复上述过程，不 断开挖不断拼装，并不断推进，借助盾构这 种施工机械可以较快的速度完成隧道施工基 本作业循环，直至隧道建成。
盾构壳体：由切口环、支承环、盾尾与竖 直隔板、水平隔板组成，并由外壳钢板连 成整体。
推进系统：盾构的推进系统主要由盾构千 斤顶和液压设备组成，并利用千斤顶上下 左右活塞杆伸出长度不同达到纠偏目的。 千斤顶一般是沿支承环周围均匀分布的。
地铁运行对环境的影响及地铁减振技 术
6.2.1 盾构的基本构造
盾构是由电能带动液压设备而工作的。液压设 备由启动输油泵、启动高压油泵、启动控制油 泵等组成。
地铁运行对环境的影响及地铁减振技 术
6.1.2 盾构法的发展历史
我国在1957年北京下水道工程中首次使用 了2.6m小盾构（当时称盾甲法）。从1963 年起先后设计制造了外径为3.6m、4.2m、 5.8m、10.2m等不同直径的盾构机械。近 年还设计制造了11.0m直径的大盾构，供 上海市延安东路过江隧道使用。
地铁运行对环境的影响及地铁减振技 术
6.1.3 盾构法的优缺点
优点：该施工方法属地表以下暗挖施工，不受地面交 通、河道、航运、潮汐、季节等条件的影响，能比较 经济合理地保证隧道安全施工，在松软含水地层中修 建隧道、水底隧道及地下铁道时采用各种不同形式的 盾构施工最有意义。
缺点：盾构的制造、运送、拼装、拆卸等费用比较昂 贵，设备比较复杂；它是一项综合性的施工技术，除 使用盾构本身进行土方开挖和衬砌拼装外，还需要有 气压供应，人工井点降水，衬砌管片的预制，衬砌防 水堵漏，隧道内的运输、测量、施工场地布置等施工 技术的密切配合；用气压法施工时，可能会遇到压缩 空气泄出的危险，要采用医学防护措施，防止减压病 等；盾构法的应用受到一定条件的限制，如果条件不 具备，只有采用其它施工方法。
地铁运行对环境的影响及地铁减振技 术
6.1.2 盾构法的发展历史
1818年法国工程师布鲁诺尔取得了隧道盾 构的发明专利； 1825年在英国泰晤士河下首次用矩形盾构 建造隧道，实际上它是一个活动的施工防 护装置； 1869年英国工程师J.H.Greathead成功地 应用了P.W.Barlow式盾构修建了英国泰晤 士河下水底隧道，自此，盾构得到了普遍 承认。
地铁运行对环境的影响及地铁减振技 术
6.1.4 盾构机的类型
按形状:圆形（半盾构）、矩形、马蹄形等。
圆形因其抵抗水土压力较理想，衬砌拼装 简便，构件可以互换，较为通用，数量最 多。矩形因四周力的分布不均，操纵不便， 用的不多。
在圆形盾构中，根据盾构开挖面的施工方 式不同，可分为敞胸盾构和闭胸盾构两大 类。按排除地下水稳定开挖面的方式可分 为人工井点降水、泥水加压、土压平衡式 的无气压盾构，局部气压盾构，气压盾构 等
6.2.1 盾构的基本构造
有轨运输； 无轨运输； 管道运输。
地铁运行对环境的影响及地铁减振技 术表6-1。 按挖掘方式，盾构可分为人工开掘、半机械 式开掘和机械式开掘；按构造类型可分为敞 胸和闭胸两种方式。
地铁运行对环境的影响及地铁减振技 术
6.2.2 盾构分类及其适用范围
地铁运行对环境的影响及地铁减振技 术
6.1.1 定义
盾构是一种钢制的活动防护装置或活动支撑, 是通过软弱含水层,特别是河底、海底以及 城市居民区修建隧道时使用的一种施工机械。
在盾构的防护下，头部可以安全地开挖地层， 一次掘进相当于装配式衬砌一环的宽度。尾 部可以装配预制管片或砌块，迅速地拼装成 隧道永久衬砌，并将衬砌与土层之间的空隙 用水泥压浆填实，防止周围地层的继续变形 和围岩压力的增长。
拼装系统：衬砌拼装器又称举重臂，是拼装系 统的主要设备，也以油压系统为动力。一般举 重臂均安装在支撑环上，中小型盾构因受空间 限制有的安装在后部车架上或平板车上。
出土系统：大直径盾构施工要运出大量土方， 出土方式恰当与否直接影响到盾构推进的速度 和施工场地安排是否合理。出土方式一般有三 种：
地铁运行对环境的影响及地铁减振技 术
人工开掘式、半机械式敞胸盾构:此类盾构 可根据地质条件全部敞开,随时观察地层变 化情况,并配备简便的液压、机械挖掘、人 工挖掘，当开挖面难以保持稳定时，可以采 用气压等人工措施，如正面支撑、支撑千斤 顶等随挖随撑。这种盾构是最老式、最普通 的一种，绝大多数水底道路隧道都采用这种 盾构。它的优点是构造简单，配套设备少， 造价低。缺点是盾构正面敞开，工作面易发 生塌方事故，危及人身及工程安全，道路隧 道直径大，劳动强度大，进度慢。