土压盾构和泥水盾构施工工艺分析 PPT
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泥水盾构操作及常见问题处理方法PPT课件
仪表、加热器等。 人行闸及承压隔板上有1个直径 为600mm圆形闸门以进入开挖室。
2.13集中润滑系统
1）油脂集中润滑的目的是为 刀盘驱动密封和中心回转接头装 置提供润滑脂。
2）稀油集中润滑系统 稀油集中润滑的目的是为刀盘驱 动大轴承和小齿轮供给润滑油。 由1台稀油润滑泵将润滑油从齿轮 箱通过分布网络输送到润滑点处 。
3.2.1 造浆系统
包括泥水拌制系统和浆液调整系统 (1)盾构在掘进过程中，需要进行新旧泥浆交替补充到盾构开挖面，
形成一定厚度的泥膜便于刀盘切削。 (2)当旧浆液浆量不足，需要及时补充新鲜浆液，造浆系统根据浆液
的粘度、比重等技术指标进行调整。以便及时向盾构泥水舱补充浆 液，使开挖面快速形成泥膜，便于开挖面稳定和盾构顺利掘进。 (3)拌制泥浆的主要材料是膨润土、CMS等
计有中心冲刷装置外，在外环隔板上也
冲
刷
配有冲刷装置，保证刀盘背部所有开口
覆
盖
都有喷口能够覆盖到。冲刷装置为由扬
所
有
程70m高压冲刷泵提供高压泥浆（泵出
滚
刀
口压力可调）。泥岩地段连续使用，在
轨
其他地段间断使用。根据已有施工以验
迹
，只要进浆压力大于泥水仓压力3bar，
即可将冲洗浆液送到刀盘背部，防泥饼
效果较好。
3.2.2 泥水输送系统
(1)泥水输送系统将调整浆通过进浆泵与进浆管道输送至盾构泥水舱
(2)刀盘切削下来的土砂和泥水舱中的泥水合成的泥浆，通过排浆与排浆管道 送往地面的泥水处理系统进行分离。
(3)泥水输送系统主要由进排浆泵、阀、进排浆管道及配套部件等组成，通过
泥水监控系统进行自动化操作。
Vers usine de traitement de boue To slurry treatment
2.13集中润滑系统
1）油脂集中润滑的目的是为 刀盘驱动密封和中心回转接头装 置提供润滑脂。
2）稀油集中润滑系统 稀油集中润滑的目的是为刀盘驱 动大轴承和小齿轮供给润滑油。 由1台稀油润滑泵将润滑油从齿轮 箱通过分布网络输送到润滑点处 。
3.2.1 造浆系统
包括泥水拌制系统和浆液调整系统 (1)盾构在掘进过程中，需要进行新旧泥浆交替补充到盾构开挖面，
形成一定厚度的泥膜便于刀盘切削。 (2)当旧浆液浆量不足，需要及时补充新鲜浆液，造浆系统根据浆液
的粘度、比重等技术指标进行调整。以便及时向盾构泥水舱补充浆 液，使开挖面快速形成泥膜，便于开挖面稳定和盾构顺利掘进。 (3)拌制泥浆的主要材料是膨润土、CMS等
计有中心冲刷装置外，在外环隔板上也
冲
刷
配有冲刷装置，保证刀盘背部所有开口
覆
盖
都有喷口能够覆盖到。冲刷装置为由扬
所
有
程70m高压冲刷泵提供高压泥浆（泵出
滚
刀
口压力可调）。泥岩地段连续使用，在
轨
其他地段间断使用。根据已有施工以验
迹
，只要进浆压力大于泥水仓压力3bar，
即可将冲洗浆液送到刀盘背部，防泥饼
效果较好。
3.2.2 泥水输送系统
(1)泥水输送系统将调整浆通过进浆泵与进浆管道输送至盾构泥水舱
(2)刀盘切削下来的土砂和泥水舱中的泥水合成的泥浆，通过排浆与排浆管道 送往地面的泥水处理系统进行分离。
(3)泥水输送系统主要由进排浆泵、阀、进排浆管道及配套部件等组成，通过
泥水监控系统进行自动化操作。
Vers usine de traitement de boue To slurry treatment
盾构施工工序及要领介绍精品PPT课件
膨润土溶液 进浆管
排浆管
泥水平衡盾构
二、盾构施工工序
1、盾构始发 2、土压平衡盾构掘进 3、泥水平衡盾构掘进 4、管片壁后注浆 5、方向控制 6、管片安装 7、盾构到达
二、盾构施工工序
1 盾构始发
端头加固并检查加固效果
盾构始发施工包括：始发端头地层加固、 始发台施工
降水井施工、始发基座定位、洞门密封安装、
盾构机进入洞门时，由于前方还有将近1.5m（0.8m结构+1m连续墙 的空隙，可以在洞门密封内侧焊接两根导轨，注意洞门密封保护。以防止盾构 机进洞后刀盘下沉，导轨高度略低于始发支座导轨。
二、盾构施工工序
1 盾构始发 ➢ 反力架支持系统
反力架采用组合钢结构件，便于组装和拆卸；反力架提供盾构机推进时所需的反力， 因此反力架须具有足够的刚度和强度；反力架支撑系统将盾构推力作用到土建结构上，支 撑提供的反力满足要求，且支撑有足够的稳定性。
洞门破除、盾构组装调试、反力架支持系统、 延长洞门及密封安装
负环安装、配套设备安装、盾构机加压贯入 作业面和掘进等工作内容。
盾构机设备组装
垂直运输系统土建
盾构机连接调试
如：泥水盾构始发工作流程 垂直运输系统设备 安装调试
安装反力架及支撑系统 洞门破除
泥浆设备安装 设备调试
与盾构机管 路连接
搅拌站安装调试
关键部位： 头——刀盘上刀具、管路没有问题；主轴承系统没有问题 尾——尾刷安装、焊接质量；尾刷油脂涂抹质量；油脂密封腔注脂效
果
➢ 导轨及防扭装置
盾构机刀盘进洞切削掌子面时会产生巨大的扭矩，为了防止此时盾构机 壳体在始发导轨上发生偏转，可以在始发导轨两侧的盾构机壳体上焊接防扭装 置，防扭装置在前体和中体两侧始发导轨位置各焊接一个。随着盾构机的前行， 当防扭装置靠近洞门密封时，将之割除。
盾构施工技术 PPT
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
较重略好多来自较宽二、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
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
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
全的作用，这个钢质组件被称为盾Ea构rth。pressure distribution diagram Excavation chamber
土压平衡盾构机与泥水平衡盾构机比较 PPT
- 在护盾环面注射泥浆来填充空隙
掘进时出渣量的控制
• 矿车计数 • 即时称重系统 • 体积测定仪 • 利用伽马射线进行密度探测
EPB 高 中等 需要 低 中等 简单 快 低
预定
SLURRY 低 高
需要 高 大 复杂
中等 好 自动
选择标准:
•地质条件
- 粒度分布 - 水压 - 隧道沿线的漂石及其他阻碍
•渣土改良添加剂和/或膨润土 •工地处理车间的可行性及空间 •渣土最终处理方式 •最终用户的经验及信心 •成本
大家应该也有点累了，稍作休息
•适用地质范围更广
•对地质要求更严格
•对渣土改良材料需求量更少
•对于掌停面的塌陷量可以控 制
需要额外的添加剂
•掌停面一旦塌陷，塌陷量相 当大
土压平衡盾构
•出渣及时
•围 岩 比 较 稳 定 的 情 况 下 能够掘进
•总 装 和 始 发 需 求 空 间 较 小
•对环境的影响更小
泥水盾构
•需要一个泥水分离厂
脱困扭矩 与刀盘表面积比
率
(tonne•meters/m2)
1800
1089
1395
19.6
RME386SE (9.80 m)
1996
1800
1934
2166
28.7
RME370SE (9.40 m)
2000
2700
2056
2467
35.6
RME320SE (8.13 m)
2002
21001ຫໍສະໝຸດ 401959•围 岩 比 较 稳 定 的 情 况 下 不能掘进（有一定的局 限性）
•需要的工地规模更大
土压平衡盾构
泥水盾构
掘进时出渣量的控制
• 矿车计数 • 即时称重系统 • 体积测定仪 • 利用伽马射线进行密度探测
EPB 高 中等 需要 低 中等 简单 快 低
预定
SLURRY 低 高
需要 高 大 复杂
中等 好 自动
选择标准:
•地质条件
- 粒度分布 - 水压 - 隧道沿线的漂石及其他阻碍
•渣土改良添加剂和/或膨润土 •工地处理车间的可行性及空间 •渣土最终处理方式 •最终用户的经验及信心 •成本
大家应该也有点累了，稍作休息
•适用地质范围更广
•对地质要求更严格
•对渣土改良材料需求量更少
•对于掌停面的塌陷量可以控 制
需要额外的添加剂
•掌停面一旦塌陷，塌陷量相 当大
土压平衡盾构
•出渣及时
•围 岩 比 较 稳 定 的 情 况 下 能够掘进
•总 装 和 始 发 需 求 空 间 较 小
•对环境的影响更小
泥水盾构
•需要一个泥水分离厂
脱困扭矩 与刀盘表面积比
率
(tonne•meters/m2)
1800
1089
1395
19.6
RME386SE (9.80 m)
1996
1800
1934
2166
28.7
RME370SE (9.40 m)
2000
2700
2056
2467
35.6
RME320SE (8.13 m)
2002
21001ຫໍສະໝຸດ 401959•围 岩 比 较 稳 定 的 情 况 下 不能掘进（有一定的局 限性）
•需要的工地规模更大
土压平衡盾构
泥水盾构
土压盾构原理及施工工艺课件
土压盾构适用范围
适用范围
土压盾构适用于软土、砂土、粘 土等地质条件下的地下隧道施工
。
适用工程
广泛应用于地铁、市政管廊、水利 隧道、铁路隧道等工程建设中。
限制条件
对于岩石等硬质地质条件，土压盾 构的适用性受到一定限制，可能需 要采用其他施工方法或设备进行隧 道施工。
02
土压盾构施工工艺
施工前期准备
和挑战。
施工工艺
详细介绍在复杂地层条 件下，如何调整和优化 土压盾构法的施工工艺 ，包括设备改进、掘进 模式选择、注浆加固、
风险监控等。
施工难点与对策
重点分析在复杂地层中 施工过程中遇到的难点 和问题，如硬岩掘进、 突水突泥处理、溶洞处 理等，并分享相应的技
术创新和经验教训。
THANKS
感谢观看
土压盾构工作原理
土压平衡原理
利用切削刀具在开挖面上切削土体，使土体进入土压平衡 室，通过调节土压平衡室内的土压力，使之与开挖面外的 土压力保持平衡，从而保持开挖面的稳定。
推进系统
推进系统推动盾构机主机向前移动，同时支护系统根据设 定参数进行支护，确保开挖后的隧道断面保持稳定。
出土运输
切削下来的土体通过出土装置运出隧道，完成土体开挖和 运输的过程。
施工操作技术
施工人员的操作技术水平对施工质量有重要影响。控制方法包括严格 的施工人员培训、规范化的操作流程和有效的施工质量监管。
施工安全措施
建立健全安全管理体系
企业应建立完善的安全管理体系，包括制定安全规章制度 、明确安全责任和实施安全检查等。
实施作业人员安全培训
所有参与施工的人员都应接受安全培训，提高安全意识， 掌握安全操作技能。
定期进行设备安全检查
5 隧道与洞室工程 泥水盾构工法ppt课件
概括地说，泥水加压盾构是在盾构前部 增设一道密封隔舱板，把盾构开挖面与 盾构后面和隧道空间截然分开，使密封 隔舱板与开挖面土层之间构成密封泥水 舱
在泥水舱内充以压力泥浆，刀盘浸没在 泥水舱中任务，由刀盘开挖下的泥土进 入泥水舱后，经刀盘切削搅拌和搅拌机 搅拌后构成稠泥浆
稠泥浆经过管道排送到地面，排出的泥 浆作分别处置，排除土碴，对余下的浆 液进展粘度、比重调整，重新送入盾构 密封泥水舱循环运用。
3〕混合型盾构中的水力盾构方式
在水力盾构根本概念的根底上，欧洲人设计了 一种根据地量变化情况而进展开挖面支撑方式 转换的混合型盾构。
混合型盾构可转变成泥水方式、土压平衡及紧 缩空气方式等。在盾构机运转过程中根据需求 可以完成从一种方式到另一种方式的转换，因 此其运用范围较广。
在已有的混合型盾构的工程运用例子当中，大 多数都是运转在水力盾构方式下而无需转换到 别的方式，所以也习惯地将它们归类为或称之 为水力盾构。
70年代日本污水管隧道
20km
2〕水力盾构〔欧洲体系〕
与日本的地质条件相比,在欧洲那么不同地点 差别很大，因此水力盾构的根本原理对地质的 适用范围就更灵敏。水力盾构适于一切松散地 层,如加装另外的安装还能用于岩层。
水力盾构很突出的部分是用沉浸墙隔分开挖室 〔在液体支护的隧洞开挖面附近,支护压力由 后腔的气囊调整〕以及有单独固定幅条的开式 星型刀盘。
为了搬掉妨碍物或在刀盘上进展修缮及 维护任务，开挖室中的悬浮液可以被排 出并由紧缩空气取代。悬浮液在开挖面 处构成的滤饼或泥膜层及其密封效应， 使得可以单独用紧缩空气支护隧洞开挖 面。
当与空气接触时，膨润土饼层会减薄， 为了限制漏气，应每隔一段时间对膨润 土饼层进展更新，如向隧洞开挖面放射 膨润土或将膨润土液满溢开挖室。
在泥水舱内充以压力泥浆，刀盘浸没在 泥水舱中任务，由刀盘开挖下的泥土进 入泥水舱后，经刀盘切削搅拌和搅拌机 搅拌后构成稠泥浆
稠泥浆经过管道排送到地面，排出的泥 浆作分别处置，排除土碴，对余下的浆 液进展粘度、比重调整，重新送入盾构 密封泥水舱循环运用。
3〕混合型盾构中的水力盾构方式
在水力盾构根本概念的根底上，欧洲人设计了 一种根据地量变化情况而进展开挖面支撑方式 转换的混合型盾构。
混合型盾构可转变成泥水方式、土压平衡及紧 缩空气方式等。在盾构机运转过程中根据需求 可以完成从一种方式到另一种方式的转换，因 此其运用范围较广。
在已有的混合型盾构的工程运用例子当中，大 多数都是运转在水力盾构方式下而无需转换到 别的方式，所以也习惯地将它们归类为或称之 为水力盾构。
70年代日本污水管隧道
20km
2〕水力盾构〔欧洲体系〕
与日本的地质条件相比,在欧洲那么不同地点 差别很大，因此水力盾构的根本原理对地质的 适用范围就更灵敏。水力盾构适于一切松散地 层,如加装另外的安装还能用于岩层。
水力盾构很突出的部分是用沉浸墙隔分开挖室 〔在液体支护的隧洞开挖面附近,支护压力由 后腔的气囊调整〕以及有单独固定幅条的开式 星型刀盘。
为了搬掉妨碍物或在刀盘上进展修缮及 维护任务，开挖室中的悬浮液可以被排 出并由紧缩空气取代。悬浮液在开挖面 处构成的滤饼或泥膜层及其密封效应， 使得可以单独用紧缩空气支护隧洞开挖 面。
当与空气接触时，膨润土饼层会减薄， 为了限制漏气，应每隔一段时间对膨润 土饼层进展更新，如向隧洞开挖面放射 膨润土或将膨润土液满溢开挖室。
盾构机工作原理及施工工艺简介ppt课件
5、壁后注浆
注浆要做到：及时、量足、浆液体积收缩小。注浆量一般取130%~180%，浆液配比要合理，控制还注浆 压力。（注浆压力过大，管片外的土层被浆液扰动面造成较大的后期沉降，并容易跑浆。反之：注浆压力过小， 浆液填充速度过慢，填充不足，也会使地表变形增大）。
37
盾构掘进
盾构施工主要施工措施
1、减少地层损失的措施
P P.2.1 P F
M
M
P
M
P
V24
D P P.2.i P
V22 V23
V08
V10
P.3
V11
V12
P
泥 水 盾 构 出 渣 系 统
泥水处理系统
泥水环流系统示意图
19
盾构机的制造
管 片 拼 装 机
管片拼装机采用环形齿轮结构形式，旋转速度可 在0.2-1.5rpm之间无级调速，回转角度±220度， 可满足宽度1.2m和1.5m管片的拼装要求。
盾构 掘进
人工补测 盾构机姿态控制 开挖6m，接送排泥管（泥水盾构） 列车装管片，进洞 是否到达掘进循环进尺 是
否
管片拼装，复拧螺栓 开挖6m，延伸轨道
盾构 接收
继续下1环的掘进 盾构机托架、反力架安装
盾构机到达
洞门凿除 端头加固，洞门密封环板的安装 28
盾构始发
盾构始发准备
盾构工作井施工
围护结构
同 步 注 浆 和 二 次 注 浆 系 统
二次注浆通过管片注浆孔对管片衬砌背
部进行二次补充注浆。
25
盾构机的制造
采用专用的自动测量系 统和掘进管理系统，能够满 足实时连续地检测管片的姿 态和坐标；自动测量盾构机 中心线与隧道设计轴线的偏 差等数据，并能够在隧道掘 进机控制室内与地面监控室 的监视屏幕上以图形的方式 实时显示，同时具备数据的 分析、处理、存储、检索、 打印等功能。
泥水盾构工作原理ppt课件
V07
V04 V06
V09
V08 V10
V11
V12
P
V14 P
V15
V16
V13
V17
PP.2.1 P
M
FD FD
Depuis l'usine de production de boue Fromthebentoniteplant
Vers usine de traitement de boue To slurry treatment
为方便。
精选ppt
8
三、泥水盾构原理介绍
• 泥水盾构与土压盾构工作系统和结构上，
有很多相同之处，这里以德国体系的泥 水盾构为例，介绍泥水盾构特有的系统， 主要内容包括盾构结构简单介绍、泥水 平衡原理、泥水循环系统、气体保压系 统、泥水处理系统等。
精选ppt
9
1、泥水盾构结构简单介绍
泥水盾构结构主要包括刀盘、前体、中 体、盾尾、主轴承、人仓、安装机轨道 梁、管片安装机和吊机、拖车结构以及 在拖车上布置的设备包括控制室、空压 机、电器设备、水泵水箱、泥浆管延伸 装置等。不同的盾构厂家，其布置不同。
h
地下水压力
泥水压力 地下水位
土壤，形成与土壤间隙成一定
比例的悬浮颗粒，被捕获并集
聚与泥水的接触表面，泥膜就 H 此形成。随着时间的推移，泥
膜的厚度不断增加，渗透抵抗
Y 盾构机
力逐渐增强。当泥膜抵抗力远
大于正面土压时，产生泥水平
衡效果。
精选ppt
13
3、泥水循环系统
泥水循环系统的控制包括 泥浆循环模式的选择 泥浆循环参数选择 泥浆碎石处理 管路延伸以及止浆处理等。 3.1泥浆循环模式介绍 泥浆循环的方式包括旁通模式、开挖模式、
盾构施工技术(工法介绍)ppt
◢井下安装盾构（始发井）
盾构推进进洞（接收井）◣
(2)同步注浆和壁后注浆设备
盾尾建筑空隙 = 盾构外径 - 隧道外径 充填盾尾空隙的方法:
1) 同步注浆:在盾构尾部外壳上设2~6根同步
注浆管, 在盾构推进的同时进行注浆充 填空隙 2) 壁后注浆:在管片上留有注浆孔,随时可进 行壁后注浆
盾尾同步注浆管和壁后注浆孔示意图
3)洞门密封及止水装置的安装 洞口密封采用右图所示的折叶 式密封压板。其施工分两步进 行施工，第一步在始发端墙施 工过程中，做好始发洞门预埋 件的埋设工作。在埋设过程中 预埋件与端墙结构钢筋连接在 一起。第二步在盾构正式始发 之前，清理完洞口的碴土后及 时安装洞口密封压板及橡胶帘 布板。
(4)负环管片安装
保证施工安全的技术指标。
土仓压力：是土压平衡或泥水平衡掘进中最能体
现掌子面稳定状况的一项操作指标，是利用刀盘的
一系列操作（推力、转速及贯入度等）与螺旋输送
机的转速合理匹配来完成的一种动态的平衡。其数
据是通过土仓壁上的土压传感器采集反馈的。一般 以最上方的传感器数据作为控制指标，在实际土压 平衡模式操作过程中，土仓压力设置宜略高于掌子 面的水土压力（理论计算值）。
4、盾构法施工的适用范围
适用于各类软土地层和软岩、硬岩地层的隧道 掘进，尤其适用于城市地下隧道工程。 水底公路隧道；
地铁区间隧道；
排水污水隧道； 引水隧道； 公用管线隧道。
5、盾构隧道断面形状
盾构隧道的断面形状一般为 圆形，也可采用矩形、马蹄形、 椭圆形、双圆形、多圆形等。 圆形隧道最大直径已达14.14m。
盾构后车架上的注浆设备
(3) 隧道衬砌
1)衬砌构造(圆形隧道管片拼装图)
盾构施工技术ppt课件
6
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。
7
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。
Injection
70%
50%
Screw conveyor 0%
Discharge
16
Earth Pressure
Plug area
Without injection With injection
100%
80% 0%
70%
50%
土压平衡盾构渣土压力分布图
Tunnelling Equipment
2. 泥水盾构 刀盘及切口环
32
二、盾构机的始发
盾构始发所需准备工作如下： 始发基座安装就位，并安装临时轨道 盾构机吊装、组装完成并调试验收 测量控制点及监测点布设完成并测取初始值 始发反力架安装就位 始发洞门防水帘布安装完毕并完成始发洞门破除
33
安装始发基座 盾构吊装组装调试
安装反力架 安装洞门密封
凿除洞门
29
SMW工法
适用于砂层、淤泥、粘土层，加固宽度小，造价较低，是此类地层最安全可靠的加固方法之一。 该方法成桩效果好，止水性好，对周围地层影响小。
优点：加固质量高，桩体连续、强度高（粘土中0.5～1MPa，砂和卵石中0.5～3MPa），适用 于各类软土地层。
缺点：对于上软下硬地层不适应，造价偏高。
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。
7
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。
Injection
70%
50%
Screw conveyor 0%
Discharge
16
Earth Pressure
Plug area
Without injection With injection
100%
80% 0%
70%
50%
土压平衡盾构渣土压力分布图
Tunnelling Equipment
2. 泥水盾构 刀盘及切口环
32
二、盾构机的始发
盾构始发所需准备工作如下： 始发基座安装就位，并安装临时轨道 盾构机吊装、组装完成并调试验收 测量控制点及监测点布设完成并测取初始值 始发反力架安装就位 始发洞门防水帘布安装完毕并完成始发洞门破除
33
安装始发基座 盾构吊装组装调试
安装反力架 安装洞门密封
凿除洞门
29
SMW工法
适用于砂层、淤泥、粘土层，加固宽度小，造价较低，是此类地层最安全可靠的加固方法之一。 该方法成桩效果好，止水性好，对周围地层影响小。
优点：加固质量高，桩体连续、强度高（粘土中0.5～1MPa，砂和卵石中0.5～3MPa），适用 于各类软土地层。
缺点：对于上软下硬地层不适应，造价偏高。
盾构施工方法ppt课件
精选课件ppt
39
二、土压平衡盾构法施工工艺
目前在盾构工程中普遍 采用的多为闭胸式盾构机， 其中以泥水平衡式与土压 平衡式盾构机最为普及。 而且由于盾构工程大部分 位于人口密集的城区，从 减少施工污染、降低施工 造价等多方面综合考虑， 又以土压平衡盾构法施工 为主。
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40
土压平衡盾构法施工工艺流程
，确保第一环临时管片的准确位置
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53
通过盾构施工控制达到五种平衡状态
1、土压力的平衡（开挖过程控制） 2、进尺与出土量的平衡（即时控制） 3、注浆量与建筑孔隙量的平衡（填充控制） 4、盾构掘进参数变化量的平衡（掘进参数控制） 5、盾构与管片两者各项姿态间的平衡（轴线控制）
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20
2.2盾构机械设备
一、盾构机定义 二、盾构机构造 三、盾构机分类及型式 四、盾构配套设施
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21
一、盾构机定义
盾构机是一种隧道掘进的专用工程机械，现代盾构掘进 机集光、机、电、液、传感、信息技术于一体，具有开挖切 削土体、输送土碴、同步衬砌注浆、拼装隧道衬砌管片、测 量导向纠偏等功能，涉及地质、土木、机械、力学、液压、 电气、控制、测量等多门学科技术，而且要按照不同的地质 进行“定制式”的设计制造，可靠性要求极高。盾构掘进机 已广泛用于地铁、铁路、地下公路、城市市政、水电等隧道 工程。
33
子母盾构
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34
转向盾构
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35
盾构配套设施——与盾构机组成完备的施工系统
浆液 搅拌站
垂直运输系统 龙门吊
水平运输系统 电机车
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地面监控室
泥水平衡盾构施工 ppt课件
内容 编号
检查 项目
标准
1 加固土体强度 ≥1MPa
检查 方法
备注
在每条隧道开挖线外侧施工2 个钻孔取芯检查。
（钻孔深度至开挖线底部）
取岩土芯进行 抗压强度试验
2
加固体渗透性
≤1立方/d 在洞门范围上下左右及中心各 不得漏泥砂 施工钻孔1个，检查其渗水量。
钻孔要打穿地 下连续墙
3 加固体匀质性 加固体均匀 利用钻孔取芯进行检查
现场判定
华中科技大学工程管理研究所
武汉地铁安全预警系统与咨询服务
（4）王宗区间 ①水文地质 开挖面位于粉质粘土加砂、粉细砂，地下水丰富、 水位高且具有承压特征。 ②端头加固及降水 盾构始发端头采用高压旋喷桩加固，始发前降水至 开挖面以下1m。
华中科技大学工程管理研究所
武汉地铁安全预警系统与咨询服务
华中科技大学工程管理研究所
武汉地铁安全预警系统与咨询服务 华中科技大学工程管理研究所
武汉地铁安全预警系统与咨询服务 华中科技大学工程管理研究所
武汉地铁安全预警系统与咨询服务
二
盾构施工
华中科技大学工程管理研究所
武汉地铁安全预警系统与咨询服务
1、端头加固
常见的土体加固技术主要有高压旋喷法、深层搅拌桩、 SMW工法、冻结法等。 深层搅拌桩：利用深层搅拌机械，用水泥作为固化剂与地 基土进行原位的强制粉碎拌合，待固化后形成不同形状的 桩、墙体或块体等。
泥膜形成：当泥水压力大于地下水压力时，泥水渗入 土壤，在土壤间隙形成一定比例的悬浮颗粒，被捕获并集聚 于开挖面，泥膜就此形成。随着时间的推移，泥膜的厚度不 断增加，渗透抵抗力逐渐增强。当泥膜抵抗力远大于正面土 压时，产生泥水平衡效果。
华中科技大学工程管理研究所
盾构施工技术ppt课件
土压盾构机施工技术
让世界更畅通
盾构施工技术
1
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
盾构施工技术
2
一、盾构机简述
盾构施工技术
3
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
盾构施工技术
4
一、盾构机的分类
硬岩隧道掘进机(TBM)
端头加固可以单独采用一种工法或多种工法相结合的加固手段，主要取决于地质情况、地下水、覆盖 层厚度、盾构机直径、盾构机型、施工环境等因素。方法主要有旋喷桩法、注浆法、SMW法、搅拌桩法、 冻结法、灌注桩法、连续墙法。
主动铰接
被动铰接
盾构施工技术
24
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
变频电机驱动
高
小
隧道内工作 环境
好
液压马达驱动 较低
较大
较差
重量 轻
较重
短时冲击和过载承受 能力
复合地层中 使用
调速范围
一般
少
宽
略好
多
较宽
盾构施工技术
25
二、土压盾构机施工技术
盾构施工技术
9
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
盾构施工技术
德系
10
二、盾构机的基本构造及工作原理
1.土压平衡盾构
主机
驱动部分
人舱
推进油缸
盾尾刷 螺旋输送机
刀盘
刀盘 前盾
防涌门
中盾
让世界更畅通
盾构施工技术
1
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
盾构施工技术
2
一、盾构机简述
盾构施工技术
3
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
盾构施工技术
4
一、盾构机的分类
硬岩隧道掘进机(TBM)
端头加固可以单独采用一种工法或多种工法相结合的加固手段，主要取决于地质情况、地下水、覆盖 层厚度、盾构机直径、盾构机型、施工环境等因素。方法主要有旋喷桩法、注浆法、SMW法、搅拌桩法、 冻结法、灌注桩法、连续墙法。
主动铰接
被动铰接
盾构施工技术
24
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
变频电机驱动
高
小
隧道内工作 环境
好
液压马达驱动 较低
较大
较差
重量 轻
较重
短时冲击和过载承受 能力
复合地层中 使用
调速范围
一般
少
宽
略好
多
较宽
盾构施工技术
25
二、土压盾构机施工技术
盾构施工技术
9
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
盾构施工技术
德系
10
二、盾构机的基本构造及工作原理
1.土压平衡盾构
主机
驱动部分
人舱
推进油缸
盾尾刷 螺旋输送机
刀盘
刀盘 前盾
防涌门
中盾
土压盾构原理及施工工艺92页PPT
END
土压盾构原理及施工工艺
•
6、黄金时代是在我们的前面，而不在 我们的 后面。•7、心急吃不了热汤圆。
•
8、你可以很有个性，但某些时候请收 敛。
•
9、只为成功找方法，不为失败找借口 (蹩脚 的工人 总是说 工具不 好)。
•
10、只要下定决心克服恐惧，便几乎 能克服 任何恐 惧。因 为，请 记住， 除了在 脑海中 ，恐惧 无处藏 身。-- 戴尔． 卡耐基 。
16、业余生活要有意义，不要越轨。——华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人，而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着，就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书，莫被书掌握；要为生而读，莫为读而生。——布尔沃
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分离站
调浆池
送泥泵
排泥泵
中继泵
泥水平衡盾构基本配置
➢泥水盾构主要由以下五大系统构成： 一边利用刀盘挖掘整个开挖面、一边推进的盾构掘进系统； 可调整泥浆物性，并将其送至开挖面，保持开挖面稳定的
泥水循环系统； 综合管理送排泥状态、泥水压力及泥水处理设备运转状况
的综合管理系统； 泥水分离处理系统； 壁后同步注浆系统。
土压盾构和泥水盾构施工工艺分析比较
2018年8月25日
土压盾构机
土压平衡盾构的概念
➢土压平衡盾构是在机械式盾 构的前部设置隔板，在刀盘 的旋转作用下，刀具切削开 挖面的泥土，破碎的泥土通 过刀盘开口进入土舱，使土 舱和排土用的螺旋输送机内 充满切削下来的泥土，依靠 盾构推进油缸的推力通过隔 板给土舱内的土碴加压，使 土压作用于开挖面以平衡开 挖面的水土压力。
出。
一管理。
土压盾构施工的基本特点
泥水盾构施工的基本特点
土压盾构地质适应范围
➢土压平衡盾构主要适用于粉土、粉质粘土、淤泥质粉土、粉砂层 等粘稠土壤的施工。该类型土壤在螺旋输送机内压缩形成防水土 塞，使土舱和螺旋输送机内部产生土压力来平衡掌子面的土压力 和水压力。
➢土压平衡盾构用开挖土料作为支撑开挖面稳定的介质，要求具有 良好的塑性变形、软稠度、内摩擦角小及渗透率小。一般土壤不 能完全满足这些特性，要进行改良。改良的方法通常为：加水、 膨润土、粘土、CMC、聚合物和泡沫等，根据土质情况选用。
➢皮带输送机将渣土从螺旋输送机的出渣口运到渣车内。
泥水盾构机
泥水加压平衡盾构的概念
• 泥水加压平衡盾构（slurry pressure balance shield），简称 SPB盾构。是在机械式盾构的前部设置隔板，与刀盘之间形成泥水 舱,开挖面的稳定是将泥浆送入泥水舱内，在开挖面上用泥浆形成 不透水的泥膜，通过该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。开挖的土砂以泥浆形式输送到地面，通 过泥水处理设备进行分离，分离后的泥水进行质量调整，再输送 到开挖面。
使仓内具有适当压力与开挖面 由安装在刀盘上的刀具切削土
水土压力保持平衡，以减少盾 体表层泥膜，与泥水混合后，
构机要推进对地层土体的扰动， 形成高密度泥浆，由排浆泵及
从而控制地表沉降。在出土时， 管道输送至地面处理，整个过
由安装在密封舱下部的螺旋输 程通过建立在地面中央控制室
送机向排土口连续地将渣土排 内的泥水平衡自动控制系统统
➢主要有膨润土添加系统和泡沫系统。
➢是盾构掘进的调节媒介。采用该系统，对于不同的地质条件，通 过添加膨润土及泡沫，改善盾构土舱内切削土体的塑流性，既可 实现平衡开挖面水土压力，又能向外顺畅排土，拓宽了土压平衡 盾构的适应范围。
螺旋输送机
大家应该也有点累了，稍作休息
大家有疑问的，可以询问和交流
皮带输送机
泥水平衡盾构泥水系统的组成
泥水盾构的泥水系统由四大部分组成 ⑴造浆分系统 ⑵泥水输送分系统 ⑶泥水处理分系统 ⑷泥水监控分系统
造浆分系统
➢包括泥水拌制分系统和浆液调整分系统 • 盾构在掘进过程中，需要进行新旧泥浆交替补充到盾构开挖
面，形成一定厚度的泥膜便于刀盘切削。
• 当旧浆液浆量不足，需要及时补充新鲜浆液，造浆系统根据 浆液的粘度、比重等技术指标进行调整。以便及时向盾构泥 水舱补充浆液，使开挖面快速形成泥膜，便于开挖面稳定和 盾构顺利掘进。
式和长时间停机模式控制等五种不同的状态进行监控。
土压盾构和泥水盾构工作原理比较
土压盾构
泥水盾构
土压平衡盾构机是利用安装在 泥水平衡盾构机是在支撑环前
盾构机最前面的全断面切削刀 面装置隔板的密封舱中，注入
盘，使正面土体切削下来进入 适当压力的泥浆使其在开挖面
刀盘后面的储留密封舱内，并 形成泥膜，支撑正面土体，并
➢粘质粉土和粉砂是最适合使用土压平衡盾构的土层，通过搅拌装 置在土舱内的搅拌，即使十分粘着的土层也能变成塑性的泥土。
泥水盾构地质适应范围
➢泥水盾构能适用于各类地质的土层，对开挖面难以稳定的土质特 别有效，还能克服地面条件和其它地下条件的因素所造成的种种 困难，譬如上部是河或海等有水体的地方；有道路、建筑物的地 方；适合于要减少沉降的地方等。在这些场所采用泥水加压盾构， 无论在工法上还是经济上都是有效的。
plant
PM P
P.1.1
P P.1.i P
M
M
PP.2.i P
V22V20V19V8V21PM P
V24
P.3
V23
泥水处理分系统
• 泥水处理分系统的作用是将刀盘切削土砂形成的泥水进行颗 粒分离。
• 选择泥水处理设备时，必须考虑两个方面： ①必须能有效地分离排泥浆中的泥土和水分； ②必须具有与推进速度相适应的处理能力。 • 采用振动筛作为首道初级分离，振动筛的作用是对泥水作预
处理，去除团状和块状等粗大颗粒。粗颗粒的分离一般采用 双层或三层振动筛。
泥水监控分系统
• 泥水系统的运行和操纵由泥水监控分系统来实现。 • 泥水监控分系统由PLC程序实现。通过泥水监控分系统的运用，
随时为盾构施工提供可靠的信息和采集泥水系统的技术数据。 • 泥水监控分系统以旁通模式、掘进模式、反循环模式、隔离模
P LF V01
V03
V02
P HMT6,6 5
P
V05
V07
V04 V06
V09
V08 V10
V11
V12
P
V14 P
V15
V16
V13
V17
PP.2.1 P
M
FD FD
Depuis l'usine de production de boue Fromthebentoniteplant
Vers usine de traitement de boue To slurry treatment
土压平衡盾构的基本配置
• 刀盘 • 刀盘驱动 • 刀盘支承 • 渣土改良系统 • 螺旋输送机 • 皮带输送机 • 同步注浆系统 • 盾尾密封系统 • 管片安装机 • 数据采集系统 • 导向系统
土压平衡盾构出渣系统的组成
土压盾构的出渣系统由三大部分组成 ⑴渣土改良系统 ⑵螺旋输送机 ⑶皮带输送机
渣土改良系统
• 拌制泥浆的主要材料是膨润土、CMS等。
泥水输送分系统
• 泥水输送分系统将调整浆通过送泥泵与送泥管道输送至盾 构泥水舱。
• 刀盘切削下来的土砂和泥水舱中的泥水合成的泥浆，通过 排泥泵与排泥管道送往地面的泥水处理分系统进行分离。
• 泥水输送分系统主要由送排泥泵、阀、送排泥管道及配套 部件等组成，通过泥水监控分系统进行自动化操作。
调浆池
送泥泵
排泥泵
中继泵
泥水平衡盾构基本配置
➢泥水盾构主要由以下五大系统构成： 一边利用刀盘挖掘整个开挖面、一边推进的盾构掘进系统； 可调整泥浆物性，并将其送至开挖面，保持开挖面稳定的
泥水循环系统； 综合管理送排泥状态、泥水压力及泥水处理设备运转状况
的综合管理系统； 泥水分离处理系统； 壁后同步注浆系统。
土压盾构和泥水盾构施工工艺分析比较
2018年8月25日
土压盾构机
土压平衡盾构的概念
➢土压平衡盾构是在机械式盾 构的前部设置隔板，在刀盘 的旋转作用下，刀具切削开 挖面的泥土，破碎的泥土通 过刀盘开口进入土舱，使土 舱和排土用的螺旋输送机内 充满切削下来的泥土，依靠 盾构推进油缸的推力通过隔 板给土舱内的土碴加压，使 土压作用于开挖面以平衡开 挖面的水土压力。
出。
一管理。
土压盾构施工的基本特点
泥水盾构施工的基本特点
土压盾构地质适应范围
➢土压平衡盾构主要适用于粉土、粉质粘土、淤泥质粉土、粉砂层 等粘稠土壤的施工。该类型土壤在螺旋输送机内压缩形成防水土 塞，使土舱和螺旋输送机内部产生土压力来平衡掌子面的土压力 和水压力。
➢土压平衡盾构用开挖土料作为支撑开挖面稳定的介质，要求具有 良好的塑性变形、软稠度、内摩擦角小及渗透率小。一般土壤不 能完全满足这些特性，要进行改良。改良的方法通常为：加水、 膨润土、粘土、CMC、聚合物和泡沫等，根据土质情况选用。
➢皮带输送机将渣土从螺旋输送机的出渣口运到渣车内。
泥水盾构机
泥水加压平衡盾构的概念
• 泥水加压平衡盾构（slurry pressure balance shield），简称 SPB盾构。是在机械式盾构的前部设置隔板，与刀盘之间形成泥水 舱,开挖面的稳定是将泥浆送入泥水舱内，在开挖面上用泥浆形成 不透水的泥膜，通过该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。开挖的土砂以泥浆形式输送到地面，通 过泥水处理设备进行分离，分离后的泥水进行质量调整，再输送 到开挖面。
使仓内具有适当压力与开挖面 由安装在刀盘上的刀具切削土
水土压力保持平衡，以减少盾 体表层泥膜，与泥水混合后，
构机要推进对地层土体的扰动， 形成高密度泥浆，由排浆泵及
从而控制地表沉降。在出土时， 管道输送至地面处理，整个过
由安装在密封舱下部的螺旋输 程通过建立在地面中央控制室
送机向排土口连续地将渣土排 内的泥水平衡自动控制系统统
➢主要有膨润土添加系统和泡沫系统。
➢是盾构掘进的调节媒介。采用该系统，对于不同的地质条件，通 过添加膨润土及泡沫，改善盾构土舱内切削土体的塑流性，既可 实现平衡开挖面水土压力，又能向外顺畅排土，拓宽了土压平衡 盾构的适应范围。
螺旋输送机
大家应该也有点累了，稍作休息
大家有疑问的，可以询问和交流
皮带输送机
泥水平衡盾构泥水系统的组成
泥水盾构的泥水系统由四大部分组成 ⑴造浆分系统 ⑵泥水输送分系统 ⑶泥水处理分系统 ⑷泥水监控分系统
造浆分系统
➢包括泥水拌制分系统和浆液调整分系统 • 盾构在掘进过程中，需要进行新旧泥浆交替补充到盾构开挖
面，形成一定厚度的泥膜便于刀盘切削。
• 当旧浆液浆量不足，需要及时补充新鲜浆液，造浆系统根据 浆液的粘度、比重等技术指标进行调整。以便及时向盾构泥 水舱补充浆液，使开挖面快速形成泥膜，便于开挖面稳定和 盾构顺利掘进。
式和长时间停机模式控制等五种不同的状态进行监控。
土压盾构和泥水盾构工作原理比较
土压盾构
泥水盾构
土压平衡盾构机是利用安装在 泥水平衡盾构机是在支撑环前
盾构机最前面的全断面切削刀 面装置隔板的密封舱中，注入
盘，使正面土体切削下来进入 适当压力的泥浆使其在开挖面
刀盘后面的储留密封舱内，并 形成泥膜，支撑正面土体，并
➢粘质粉土和粉砂是最适合使用土压平衡盾构的土层，通过搅拌装 置在土舱内的搅拌，即使十分粘着的土层也能变成塑性的泥土。
泥水盾构地质适应范围
➢泥水盾构能适用于各类地质的土层，对开挖面难以稳定的土质特 别有效，还能克服地面条件和其它地下条件的因素所造成的种种 困难，譬如上部是河或海等有水体的地方；有道路、建筑物的地 方；适合于要减少沉降的地方等。在这些场所采用泥水加压盾构， 无论在工法上还是经济上都是有效的。
plant
PM P
P.1.1
P P.1.i P
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P.3
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泥水处理分系统
• 泥水处理分系统的作用是将刀盘切削土砂形成的泥水进行颗 粒分离。
• 选择泥水处理设备时，必须考虑两个方面： ①必须能有效地分离排泥浆中的泥土和水分； ②必须具有与推进速度相适应的处理能力。 • 采用振动筛作为首道初级分离，振动筛的作用是对泥水作预
处理，去除团状和块状等粗大颗粒。粗颗粒的分离一般采用 双层或三层振动筛。
泥水监控分系统
• 泥水系统的运行和操纵由泥水监控分系统来实现。 • 泥水监控分系统由PLC程序实现。通过泥水监控分系统的运用，
随时为盾构施工提供可靠的信息和采集泥水系统的技术数据。 • 泥水监控分系统以旁通模式、掘进模式、反循环模式、隔离模
P LF V01
V03
V02
P HMT6,6 5
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V04 V06
V09
V08 V10
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V16
V13
V17
PP.2.1 P
M
FD FD
Depuis l'usine de production de boue Fromthebentoniteplant
Vers usine de traitement de boue To slurry treatment
土压平衡盾构的基本配置
• 刀盘 • 刀盘驱动 • 刀盘支承 • 渣土改良系统 • 螺旋输送机 • 皮带输送机 • 同步注浆系统 • 盾尾密封系统 • 管片安装机 • 数据采集系统 • 导向系统
土压平衡盾构出渣系统的组成
土压盾构的出渣系统由三大部分组成 ⑴渣土改良系统 ⑵螺旋输送机 ⑶皮带输送机
渣土改良系统
• 拌制泥浆的主要材料是膨润土、CMS等。
泥水输送分系统
• 泥水输送分系统将调整浆通过送泥泵与送泥管道输送至盾 构泥水舱。
• 刀盘切削下来的土砂和泥水舱中的泥水合成的泥浆，通过 排泥泵与排泥管道送往地面的泥水处理分系统进行分离。
• 泥水输送分系统主要由送排泥泵、阀、送排泥管道及配套 部件等组成，通过泥水监控分系统进行自动化操作。