盾构机分类及选型 概要

3.2 本工程重点/难点
? 偏软地层导致的地表沉降 ? 由于硬质附着性粘土导致的刀盘与土仓的堵塞 ? 丰富的地下水与水压的问题 ? 软质风化岩 \砂岩\泥岩\半固结粘土 \淤泥的掘进 ? 膨胀性陈旧粘土导致的盾构机推力增加 ? 附着性粘土与基岩的掘进 ? 掘进途中的刀具更换
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?(8)按盾构机特殊构造分类
?中折盾构 ?球体盾构 ?异径母子盾构 ?重心靠前盾构 ?特殊构造的盾构 ?现场换刀盾构 ?可直接掘削前障碍物盾构 ?机体可分可合盾构 ?固体回收盾构 ?倾斜中空轴全断面机内注浆盾构 ?2分倾02斜0年中2月空29日轴12全时5断9 面机内注浆+活动前檐盾构
? (9)按盾构机的功能、用途分类
?（1）工期条件的制约 ?（2）造价因素的制约 ?（3）环境因素的制约 ?（4）基地条件的制约 ?（5）设计路线、平面竖向曲线形状的制约
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3 盾构机选型举例
3.１武汉地铁的路线与地质
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二号线穿越汉口和武昌，隧 道穿越地质种类比较全面： 粘土、粉质粘土、 淤泥质粉质粘土、 粉细砂、中粗砂、 砂 岩、粉砂岩、 石英砂岩、炭质灰岩、 钙质泥岩、强风化泥岩、 强风化含碳硅质页岩等。
颗粒直径 d单位mm
Slurry
0,6 2,0
6,0
20,0
0 10 20
30 40 50 60 70
80 90பைடு நூலகம்100 60,0
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不同地质条件下全断面掘进机选型
0,25
柔软
0,50
软
0,75
硬
1,00
坚硬
粘土
粉土
EPB模式
添加剂
防止堵塞
EPB
敞开模式
添加剂增加塑性
?超小型盾构
φ<1m
?小型盾构
3.5m≥φ≥1m
?中型盾构
6m≥φ≥3.5m
?大型盾构
14m≥φ≥ 6m
?超大型盾构
18m≥φ≥14m
?特大型盾构
φ>18m
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? (4) 按掘削面的敞开程度分类
?全部敞开式：无盖敞开式、有盖敞开式 ?部分敞开式：网格式 ?封闭式：中心支承式、中间支承式、周边支承 式
?(7)按刀盘运动形式分类
转动掘削式
圆形转动掘削式 行星游动掘削式
中心支承式 中间支承式 周边支承式
扇形转动掘削式
构
多轴摇动掘削式
矩形多轴摇动掘削式 圆形多轴摇动掘削式 其它断面形状多轴摇动掘削式
摆动掘削式
横向摆动掘削式 ( 矩形 ) 纵向摆动掘削式 ( 矩形 )
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直角弯隧道盾构 偏心急弯曲线盾构 大坡度盾构
地中对接盾构 侧接盾构 站盾构分岔盾构 路线可变扭曲盾构
竖向掘削盾构
扩掘盾构 变径盾构 大深度盾构 长距离盾构 高速掘进盾构
CID 工法 MSD 工法
上掘盾构 下掘盾构
? (10)按盾构隧道衬砌施工方法分类
衬砌施工方法不 二次衬砌法（管片为一次衬砌，另行浇注二次衬砌）
? (11)综合分类
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2 盾构机选型
? 盾构掘进机选型依据 ?(1) 土质条件、岩性（抗压、抗拉、粒径、成分等个参数） ?(2) 开挖面稳定（自立性能） ?(3) 隧道埋深、地下水位 ?(4) 设计隧道的断面 ?(5) 环境条件、沿线场地（附近管线和建筑物及其结构特性） ?(6) 衬砌类型 ?(7) 工期 ?(8) 造价 ?(9) 宜用的辅助工法 ?(10) 设计路线、线形、坡度 ?（11）电气等其他设备条件
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TBM 双护盾
软土盾构
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复合盾构
?(2) 按盾构机横截面形状分类
? 半圆形 ? 圆形 ? 椭圆形 ? 马蹄形 ? 双圆搭接形 ? 三圆搭接形 ? 矩形
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?(3) 按盾构机横截面的形状分类
《大型施工机械》——盾构机部分
第十四讲
盾构机的分类及选型
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? 主要内容
? 1 盾构机分类 ? 2 盾构机选型 ? 3 盾构机选型举例
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1 盾构机分类
? (1) 按掘削地层分类
? 硬岩盾构（TBM） ? 软岩盾构 ? 软土盾构 ? 硬岩软土盾构
很高渗透 性 10-2
高渗透性10-3
10-4
一般渗透性
10-5
砂
砾石
高浓度膨润土 复合式盾构
EPB + 添加剂
粘稠度系数 IC
渗透系数 k [m/s]
弃土容重
泡沫
EPB盾构 泥水盾构
1,05
1,40 1,50
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2,00
2,20 工作舱内
土体容重
[t/m3]
?盾构掘进机选型的其他条件
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?盾构掘进机选型的一般程序
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不同地质条件下全断面掘进机选型
粒径分布曲线
泥土粒径
筛分粒径
粉质土
粘土 细 100
中粗 粗
90
砂
细
中粗 粗
砾石
细
中粗 粗
80
70
60 % 50 <d 40
EPB
Foam
率 30
过 通
20
分 10
筛0
0,001 0,002 0,006 0,02 0,06 0,2
3.3 隧道管片参数
项目 管片类型
分块形式 外径 (O.D.) 内径 (I.D.) 厚度 管片宽度 单片管片最大重量
参
数
备注
普通预制增强水泥管片安装衬砌，包括纵向封顶块
5 +1个封顶块
6.00 m
5.40 m
300mm
1.5m
约4t
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同的盾构方法 一次衬砌法（仅保留管片一次衬砌，略去二次衬砌）
包缠保护膜盾构工法（为提高隧道衬砌的止水性和耐久性，在盾构机内
构
侧进行包缠保护膜施工）
现场浇注混凝土
盾尾内空架设钢筋浇注混凝土(做照衬片法6.1.12)
衬砌法(ECL工法) PC-ECL工法
边掘进边组装管片盾构工法
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?
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? (5)按掘土出土器械的机械化程度程度分类 ?人工挖掘式 、半机械掘削式、机械掘削式
◆手掘式盾构
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◆半机械式盾构 ◆网格式盾构
? (6)按掘削面的加压平衡方式分类 ? 外加支承式 ? 气压式 ? 泥水式 ? 土压式
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