盾构机的分类与选型共19页
《盾构机分类及选型》课件
本课件将介绍盾构机的分类和选型，帮助您更好地了解和选择适合用于隧道掘进的特种土木工程机械设备。
作用： 盾构机通过推进的方式在地下隧道掘进过程中同时完成支撑和爆破土层的工 作。
结构和组成部件： 盾构机由主体结构、推进系统、导轨系统、排土系统、液压系统等部件组成。
优缺点： 矩形盾机具有适应性强、施工环境控制较好的优点，但刀盘转动较为复杂，构造复杂度较高。
开式盾构机
开式盾构机是一种常见的盾构机结构形式。
基本结构： 开式盾构机由盾体、刀盘、推进室等部分组成，前部没有闭合的壳体。
工作原理： 开式盾构机通过刀盘的旋转挖掘土层，同时进行支撑和排土工作。
适用工程特点和范围： 开式盾构机适用于软弱土层、沉积层等多种地质条件下的隧道掘进工程。
优缺点： 圆盾机具有掘进速度快、施工效率高的优点，但在硬岩地层中的适用性较差。
矩形盾机
矩形盾机是另一种常见的盾构机类型。
基本结构： 矩形盾机由盾体、刀盘、推进室等部分组成。
工作原理： 矩形盾机通过刀盘的旋转和前铰链的作用挖掘土层，同时推进室内进行支护，实现隧道的掘进。
适用工程特点和范围： 矩形盾机适用于较硬的地层，如岩石、玄武岩等，能够应对不同地质条件下的隧道工程。
盾构机的分类
盾构机可按照不同的方式进行分类。
按推进方式分类： 圆盾机和矩形盾机。
按盾构机构型分类： 开式盾构机和封闭式盾构机。
圆盾机
圆盾机是一种常见的盾构机类型。
基本结构： 圆盾机由盾体、刀盘、推进室等部分组成。
工作原理： 圆盾机通过刀盘的旋转挖掘土层，同时推进室内进行支护，实现隧道的掘进。
适用工程特点和范围： 圆盾机适用于软弱土层、淤泥层、砂质土层等多种地质条件下的隧道掘进工程。
隧道施工盾构的分类及盾构机选型
隧道施工盾构的分类及盾构机选型【摘要】盾构是在软岩和土体中进行隧道施工的专门机具，使用盾构机开挖隧道的方法称为盾构法。
盾构法隧道前进是依靠设在盾尾的一组千斤顶克服盾构机重和周围土体产生的正面和侧壁的摩阻力，千斤顶支撑在已拼装好的环形隧道衬砌上，每拼装一环管片，千斤顶向前推进一个衬砌环间宽度。
【关键词】隧道；施工；盾构；分类；盾构机；选型盾构是在软岩和土体中进行隧道施工的专门机具，使用盾构机开挖隧道的方法称为盾构法。
盾构法隧道前进是依靠设在盾尾的一组千斤顶克服盾构机重和周围土体产生的正面和侧壁的摩阻力，千斤顶支撑在已拼装好的环形隧道衬砌上，每拼装一环管片，千斤顶向前推进一个衬砌环间宽度。
1 盾构机分类1.1 手掘式盾构手掘式盾构构造简单，配套设备较少，因而造价低。
其开挖面可以根据地质条件全部敞开，也可以采取正面支撑随开挖随支撑。
在某些疏散的砂性地层，还可以按照土的摩擦角将开挖面分为几层，这时，就把盾构称为棚式盾构。
手掘式盾构的主要优点：正面是敞开的，施工人员随时可以观察地层变化情况，及时采取应付措施；当在地层中遇到桩、孤石等地下障碍物时，比较容易处理；可以向需要方向超挖，容易进行盾构纠偏，也便于在隧道的曲线段施工；造价低，结构设备简单，易制造。
它的主要缺点有：在含水地层中，当开挖面出现渗水、流砂时，必须辅以降水、气压或地层加固等措施；工作面若发生塌方和沼气爆炸事故时，易引起危及人身及工程安全的事故；劳动强度大，效率低、进速慢，在大直径盾构中尤为突出。
手掘式盾构尽管有上述不少缺点，但由于简单易行，目前在地质条件较好的工程中仍广泛应用。
1.2 挤压式盾构挤压式盾构分为全挤压及半挤压两种,前者是将手掘式盾构的开挖工作面用胸板封闭起来，把土层挡在胸板外，这样就比较安全可靠，没有水、砂涌入及土体坍塌的危险，并省去了出土工序；后者是在封闭上局部开孔，当盾构推进时，土体从孔中挤入盾构，装车外运，劳动条件比手掘式盾构大为改善，效率也成倍提高。
第14讲盾构机分类及选型-
第十四讲
盾构机的分类及选型
机械工程学院
主讲：郭京波 教授
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2020年7月20日12时0分
主要内容
1 盾构机分类 2 盾构机选型 3 盾构机选型举例
机械工程学院
2
2020年7月20日12时0分
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
机械工程学院
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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。
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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
机械工程学院
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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
19
2,00
2,20 工作舱内
土体容重
[t/m³]
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盾构掘进机选型的其他条件
（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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盾构机的分类及选型
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盾构机的分类及选型
盾构类型与颗粒级配的关系
一般来说，细颗粒含量多，碴土易形成不透水
的塑流体，容易充满土仓，在土仓中可以建立压 力，平衡开挖面的土体。粗颗粒含量高的碴土塑 流性差，实现土压平衡困难。
盾构类型与颗粒级配的关系详见下图，图中蓝
色区域为淤泥粘土区，为土压平衡盾构适应范围，
• 当水压大于0.3MPa时，如因地质原因需采 用土压平衡盾构，则需增大螺旋输送机的 长度，或采用二级螺旋输送机。
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盾构机的分类及选型
我国典型地区盾构选型
我国盾构应用较多或较早的地区是上海、 广州及北京地区，可以说这三个地区分别代 表了我国三大区域的土层特征，盾构特征。 上海是软土区域，广州是软弱不均区域，北 京是砂卵石地层为特点。
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盾构机的分类及选型
4．盾构工法的选定程序流程图
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盾构机的分类及选型
2．盾构机选型的其它条件
除了地质条件以外的盾构机选型的制约条件还很多，如工期、造价、环境 因素、基地条件等。
➢ 工期制约条件
因为手掘式与半机械式盾构机使用人工较多，机械化程度低，所以施工进度慢。 其余各类型盾构机因为都是机械化掘进和运输，平均掘进速度比前者快。
的是泥水盾构和土压平衡盾构。
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◆手掘式盾构 ◆半机械式盾构 ◆网格式盾构
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盾构机的分类及选型 闭胸式 SHIELD
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盾构机的分类及选型 闭胸式 SHIELD
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压缩空气辅助盾构机
适用于含水地层掘进，通过压缩空气在切削刀盘前方形成一道气幕，防止泥水 进入切削仓。同时，压缩空气还能起到排土和平衡压力的作用。
按排渣方式分
机械排渣盾构机
盾构机工作原理
盾构机在工作时，首先通过刀盘旋转将地层切削下来，然后 由运输设备将切削下来的土渣运出隧道，接着由拼装机将预 制的混凝土管片拼装成隧道衬砌，最后通过注浆系统将隧道 固定。
盾构机在工作时需要配合使用多种辅助技术，如地层加固、 泥水加压、气压保护等，以保证施工安全和隧道质量。
盾构机发展历程
适用于中小型隧道掘进，通过螺旋输 送机将切削下来的土体排出。机械排 渣盾构机结构简单、维护方便，但排 渣能力有限。
泥水加压盾构机
适用于大断面隧道掘进，通过泥水加 压将切削下来的土体通过泥浆管路输 送到地面处理。泥水加压盾构机排渣 能力强，适用于大断面、长距离掘进 。
按适用地层分
硬岩盾构机
适用于岩石地层掘进，通过硬岩 刀具切削岩体。硬岩盾构机切削 效率高，但刀具磨损较大，需要 定期更换。
果和经济效益。
专家评估
邀请盾构机专家或顾问 对不同型号的盾构机进 行评估，提供专业意见
和建议。
04
盾构机应用实例
开敞式盾构机应用实例
开敞式盾构机主要用于挖掘隧道和地下通道，其工作原理 是通过旋转刀盘切割土体，同时将切削下来的土体排出， 形成隧道。这种盾构机适用于地层较为单一、岩石较少的 地区，如河床、平原等。
工期要求
根据施工计划和工期要求，选 择能够满足工期要求的盾构机 型号。
盾构机的分类 -回复
盾构机的分类-回复盾构机是一种用于地下工程中隧道开挖的专业设备。
根据不同的应用需求和工程要求，盾构机可以分为多个分类。
本文将一步一步回答关于盾构机分类的问题，以帮助读者更好地了解盾构机的应用领域和特点。
第一步：盾构机按照使用环境分类盾构机根据使用环境的不同，可以分为两类：土压平衡盾构机（Earth Pressure Balance Shield Machine，简称EPB盾构机）和水压平衡盾构机（Slurry Shield Machine）。
1. 土压平衡盾构机（EPB盾构机）：适用于软弱土壤、黏土和含水量较高的地层中的隧道开挖。
它利用盾构机内部的土压平衡系统，通过给予前方土体与盾构机内部土体较为相等的土压力来平衡地下水压力，以实现隧道的稳定开挖。
EPB盾构机广泛应用于城市地铁、水利工程、下水道建设等领域。
2. 水压平衡盾构机：适用于含有大量水分和较坚硬地层的隧道开挖。
它采用密闭的工作环境和水压平衡系统，能够在开挖过程中有效控制地下水位和地下水压力，保证隧道的安全稳定推进。
水压平衡盾构机通常用于河床、湖底隧道等水下工程。
第二步：盾构机按照施工方式分类盾构机也可以根据施工方式的不同进行分类，这将影响到盾构机的结构和工作原理。
1. 轮式盾构机：使用装有刀盘和轴承的切削头，通过切削地层并将地层推到井口，由提升机将土壤抛到地面上。
该类型盾构机适用于地层坚硬、粉状颗粒较少的隧道工程。
2. 双层或多层盾构机：具有更高的推力和更大的切削力，适用于较大断面的隧道工程，如大型地铁隧道、水利隧道等。
3. 泥水平衡盾构机：利用注入泥浆来平衡土压力，从而实现稳定的隧道开挖。
泥水平衡盾构机适用于含有较高水分和粉质黏土的地层。
4. 机械盾构机：采用机械切割头进行地层的开挖，并通过转运系统将土壤从切削头后方搬运到井口。
该类型盾构机适用于各种地质条件的隧道工程。
第三步：盾构机按照切削头类型分类盾构机还可以按照切削头的类型进行分类，不同类型的切削头适用于不同的地层和工程要求。
盾构机的种类PPT课件
2、盾构工法的一些基本概念
（1）竖井
竖井是用于盾构设备的运入、运出、组装、解体，施工材料的运入、出 渣，施工人员的出入，供电、给排水、通风等作业坑道。
（2）衬砌
衬砌是用于承受盾构隧道周围的土压力、水压力，以确保隧道净空的结 构物。衬砌分为一次衬砌和二次衬砌，盾构隧道中一次衬砌通常采用装配式 管片环，二次衬砌是在一次衬砌内侧现浇的混凝土。地铁盾构隧道通常采用 一次衬砌即可。
用于粒径小于400mm的砂、卵石、粘土等松散体地层。 滾刀：在纯硬岩地层掘进时，采用滚刀破岩。滚刀破岩的原理是依靠刀
具滚动产生冲击压碎和剪切碾碎的作用达到破碎岩石的目的。穿越地层有 大粒径的砾石(粒径大于400mm)、且含量达到一定比例时，也可采用滚刀 型刀具。滚刀分为齿形（球齿、楔齿）滚刀和盘形滚刀
构
椭圆形盾构
隧
道
马蹄形盾构
断
矩形盾构
面
形
双圆搭接形盾构
状
三圆搭接形盾构
33
三、按盾构机横截大小分
微型盾构（超小型盾构） Φ<1m
盾
构
小型盾构
3.5m>Φ>1m
断
面
中型盾构
6m>Φ>3.5m
大
小
大型盾构
14m>Φ>6m
超大型盾构
34
Φ>14m
四、按掘削面的敞开程度分
不 同
全敞开式
敞
能直接看到全部掘削面状况的形式。
（4）盾构在地层中沿着 设计轴线掘进，同时不断 出土和安装管片环，并及 时向盾尾空隙内注浆，防 止地层下沉； （5）盾构进入到达竖井 后拆除。
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盾构掘进
盾构机掘进主要包含：刀盘旋转掘削土体、渣土排出、管片 拼装、脱环及盾尾注浆等过程。
盾构类型及选型
盾构的选型
盾构类型
盾构的选型
2.综合条件 (4)地面空间条件 ◆泥水加压盾构必须配套大型的泥浆处理和循环系统，因而需要较 大的地面空间作为泥浆处理场地。如不具备这一条件，则改选其它盾构， 如土压平衡盾构等。 (5)线路条件 ◆若隧道转弯半径太小，就应考虑使用中间铰接的盾构，例如直径 6m的盾构，其长度约有6～7m，如将其分为前后铰接的两段，显然可以 增加它的转弯灵活性。
盾构类型
盾构的选型
5.机械式盾构 (1)泥水加压盾构 ◆1970年代初，英国开发了一种新颖的盾构掘进机，它带有切削刀 盘和密闭舱，可平衡开挖面水土压力，这就是泥水加压盾构，全称为泥 水加压平衡盾构，也称泥浆盾构，它的出现使盾构掘进技术发生了一次 重要的飞跃。 ◆这是在局部气压盾构的基础上发展而成的一种盾构。其基本思路 是：以加压泥水来取代压缩空气。利用泥水的压力来稳定开挖面土体， 而不再需要高压气体。即在局部气压盾构的密封舱内注入泥水，利用泥 水的压力来稳定开挖面土体，从而不再需要压缩空气，这就从根本上解 决了漏气问题。
盾构类型
5.机械式盾构 (2)土压平衡式盾构
盾构的选型
土压平衡盾构示意图
盾构类型
盾构的选型
5.机械式盾构 (2)土压平衡式盾构 ◆平衡舱内的土压主要是由螺旋输送器的出土量来控制的，出土量多则平 衡土压下降，反之则上升，同时还要密切配合刀盘的切削速度和千斤顶的顶进 速度，使平衡舱内始终充满泥土而不致挤得过密或过松，这样就可以达到稳定 开挖面的效果。 ◆土压平衡式盾构既避免了局部气压盾构漏气的缺点，又省去了泥水盾构 的泥水输送和地面处理设备，造价低于泥水加压盾构，已广泛应用于地铁的施 工中。 ◆但由于全断面切削刀盘的存在，在遇到较大直径的砾石时，处理有困难。
盾构机选型要点及盾构施工条件与现场布置
【考点】盾构机选型要点一、盾构类型与适用条件（一）盾构类型（1）按支护地层的形式分类，主要分为自然支护式、机械支护式、压缩空气支护式、泥浆支护式、土压平衡支护式5种类型（见图1K413031-1）。
（2）按开挖面是否封闭划分，可分为密闭式和敞开式两类。
按平衡开挖面土压与水压的原理不同，密闭式盾构又可分为土压式（常用泥土压式）和泥水式两种。
敞开式盾构按开挖方式划分，可分为手掘式、半机械挖掘式和机械挖掘式三种（见图1K413031-2）。
（3）按盾构的断面形状划分，有圆形和异型盾构两类，其中异型盾构主要有多圆形、马蹄形、类矩形和矩形，目前在国内轨道交通建设中，已有双圆马蹄形、矩形和类矩形盾构应用。
（二）盾构机的刀盘配置盾构的刀盘主要由刀盘体、刀具、磨损检测器、搅拌棒、泡沫及膨润土管路等零部件组成。
刀盘体由钢结构焊接而成，刀具可分为：滚刀、切刀、边缘刮刀、仿形刀、保径刀、先行刀、中心刀等。
刀盘是机械化盾构的掘削部件，刀盘结构应根据地质适应性的要求进行设计，以适合围岩条件，并保证开挖面稳定的前提下，提高掘进速度。
刀盘设计时，应充分考虑刀盘的结构形式、支承方式、开口率、开口大小和分布、刀具的布置等因素。
刀盘具有三大功能:（1）开挖功能。
刀盘旋转时，刀具切削隧道开挖面的土体，对开挖面的岩土层进行开挖，开挖后的渣土通过刀盘的开口进入土仓。
（2）稳定功能。
支撑开挖面，具有稳定开挖面的功能。
（3）搅拌功能。
对于土压平衡盾构，刀盘对土仓内的渣土进行搅拌，使渣土具有一定的塑性、流动性并在一定程度上避免形成“泥饼”的作用。
盾构的刀盘结构形式与工程地质情况有着密切的关系，不同的地层应采用不同的刀盘结构形式：土压平衡盾构的刀盘有两种形式——面板式和辐条式。
（1）面板式刀盘开口率相对较小，面板直接支撑面，有挡土功能，有利于切削面稳定，但在开挖黏土层时，易发生黏土粘附面板表面影响开挖效率的情况，防止措施是注入改良材料等。
（2）辐条式刀盘开口率大，土砂流动顺畅，不易堵塞，土仓压力能有效作用于开挖面，但一般不能安装滚刀，且中途换刀安全性较差。
盾构的种类及选型
第四章盾构的种类及选型4.1 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。
见表4.1。
1. 按挖掘土体的方式分类按挖掘土体的方式，盾构可分手掘式盾构、半机械式盾构及机械式盾构三种。
①手掘式盾构：即掘削和出土均靠人工操作进行的方式。
②半机械盾构：即大部分掘削和出土作业由机械装置完成，但另一部分仍靠人工完成。
③机械式盾构：即掘削和出土等作业均由机械装备完成。
2. 按掘削面的挡土形式分类按掘削面的挡土形式，盾构可分为开放式、部分开放式、封闭式三种。
①开放式：即掘削面敞开，并可直接看到掘削面的掘削方式。
②部分开放式：即掘削面不完全敞开，而是部分敞开的掘削方式。
③封闭式：即掘削面封闭不能直接看到掘削面，而是靠各种装置间接地掌握掘削面的方式。
3. 按加压稳定掘削面的形式分类按加压稳定掘削面的形式，盾构可分为压气式、泥水加压式，削土加压式，加水式，加泥式，泥浆式六种。
①压气式：即向掘削面施加压缩空气，用该气压稳定掘削面。
②泥水加压式：即用外加泥水向掘削面加压稳定掘削面。
③削土加压式（也称土压平衡式）：即用掘削下来的土体的土压稳定掘削面。
④加水式：即向掘削面注入高压水，通过该水压稳定掘削面。
⑤泥浆式：即向掘削面注入高浓度泥浆（ ＝1.4g/cm3）靠泥浆压力稳定掘削面。
⑥加泥式：即向掘削面注入润滑性泥土，使之与掘削下来的砂卵混合，由该混合泥土对掘削面加压稳定掘削面。
4. 组合分类法这种分类方式是把2、3两种分类方式组合起来命名分类的方法（见表4.2）。
这种分类法目前使用较为普遍，是隧道标准规范盾构篇中推荐的分类法。
这种方式的实质是看盾构机中是否存在分隔掘削面和作业舱的隔板。
全开放式盾构不设隔板，其特点是掘削面敞开。
掘削土体的形式可为手掘式、半机械式、机械式三种。
这种盾构适于掘削面可以自立的地层中适用。
盾构分类及适用范围
Tunnel Engineering目录01盾构机分类02盾构机适用范围盾构机分类（一）按断面形式分类按断面形式分类单圆异形盾构双圆多圆椭圆马蹄形矩形子母盾构非圆（二）按截面大小分类按截面大小分类超小型盾构小型盾构中型盾构大型盾构超大型盾构特大型盾构D<1m1m ≤ D <3.5m 3.5m ≤ D <6m6m ≤ D <14m14m ≤ D <18m18 ≤ D（三）按地层的种类分类按地层的种类分类软土（岩）盾构硬岩盾构（TBM)硬岩软土盾构（复合盾构）（四）按开挖面稳定方式按开挖面稳定方式气压式泥水平衡式土压平衡式加水式加泥式泥浆式注入高浓度泥浆外加泥水切削土体的土压注入高压水注入高浓度泥浆注入润滑性泥土（五）按开挖面挡土形式按开挖面挡土形式全敞开式部分敞开式封闭式手掘式机械式半机械式土压平衡盾构泥水平衡盾构土压平衡盾构泥水平衡盾构盾构机适用范围二、盾构机适用范围盾构类型特点适用范围手掘式盾构构造简单，配备较少，造价低各种复杂地层半机械式盾构铲斗式、切削式和混合式各种复杂地层机械式盾构环境好、效率高、后续设备多、发生偏差时难纠偏、造价高各种复杂地层，尤其适用于极易坍塌的砂性土层中的长隧道泥水加压盾构环境好、效率高，泥水处理费用较高以砂性土为主的洪积地层，也较适用于以粘性土为主的冲击地层土压平衡盾构环境好、效率高，费用相对泥水平衡低 变形较大的淤泥、软弱粘土、粘土、粉质粘土、粉砂、粉细砂等土层、1盾构机分类按断面形式、截面大小、地层种类、开挖面稳定方式、开挖面挡土形式分类2盾构机适用范围手掘式盾构、半机械式盾构、机械式盾构、泥水平衡盾构、土压平衡盾构Tunnel Engineering。
盾构机的种类构造选型及管片拼装技术[详细]
![盾构机的种类构造选型及管片拼装技术[详细]](https://img.taocdn.com/s3/m/3280706276a20029bd642db4.png)
水 压
式
土 压 式泥 水
式 加
压
式泥泥
水 浆
加 式
压
式
全开敞式
全开敞式盾构机是指没有隔墙、开挖面敞露状态的 盾构机,根据开挖方式的不同,又分为手掘式、半机械 化式及机械式三种,这种盾构机适用于开挖面自稳性好 的围岩,在遇到开挖面不能自稳的地层时,则需进行地 层超前加固等辅助施工方法,以防止开挖面坍塌,
(3)圆形隧道建筑限界 (盾构法施工) ,如线路最小 平面曲线半径R=300m,圆形隧道建筑限界的直径 宜为φ= 5200mm,
Φ=5,200
4350
850
(4)马蹄形隧道建 筑限界(暗挖法施 工),马蹄形隧道 内部净空尺寸,应 考虑施工误差才O3 能满足建筑限界 的要求,一般在建 筑限界的两侧及 顶部各增加100m,
⑤多圆盾构(Multi—CircularFaceShield)
多圆盾构是近年日本开发的新型盾构,其中的双圆盾构 可以用来修建区间隧道,一次开挖完成双线区间隧道,可以 比两个单独的圆形隧道降低工程成本工10%,减少开挖面 积15%,三圆盾构既可用来修建地铁车站隧道,拆下中间盾 构后又成为两个单独盾构,可以修建区间隧道,
• 管片宽度为1.2m, 厚度为350mm；
• 隧道拼装形式一般 分为以下两种：
• 1、通缝拼装； • 2、错缝拼装；
• 管片类型：
• 钢管片
• 钢筋混凝土 管片
管片成环后
管片外径(6200 ) 管片内径(5500 )
盾壳(6340 )
防水橡胶膨胀止水带的制作
止水带制作
包角粘子
同步注浆的作用
• 同步注浆可以对管片的环 与环之间的高差进行有效 的控制,以免管片推出盾尾 管片 后管片下沉或上浮量过大, 引起管片碎裂,
盾构分类及选型
第二章盾构分类及选型隧道建设与盾构掘进机不可分离，所以盾构掘进机对各种地层的适应性非常重要。
1823年～1843年，世界上第一条人工开挖盾构隧道是由法国人Brunnel在伦敦泰晤士河下建成的，由于隧道掘进机与地层条件的不适应，长366m的隧道耗时达20年左右，隧道施工过程中遭遇了多次涌水，并付出了6个隧道工人生命的代价。
1991年6月29日贯通的长达49km（单条）英法海底隧道，耗时仅仅两年半，在如此短时内取得如此的成绩与隧道盾构正确选型密不可分。
英法海峡隧道法国侧隧道工程是在含水的白色白垩地层里施工，然后进入完全不渗透的兰色白垩地层里施工，然后进入完全不渗透的兰色白垩地层，选择了土压平衡盾构；而英国侧则根据地层的变化采用了通用型盾构。
前者掘进速率达1071m/mon，后者更是达到1487m/mon，说明该隧道的盾构选型是合适的。
1989开始动工建设的东京湾海底公路隧道全长15.1km，其中盾构隧道长9.1km，穿越的地层为软弱的冲积、洪积性土层，另外，该盾构隧道的一个最大特点是盾构必须能够承受 0.6MPa的水压，故采用8台直径14.14m的泥水式土压平衡盾构施工，东京湾隧道的成功建设也表明该类盾构的选择是合适的。
第一节盾构的构造一、盾构外形和材料1．盾构的外形作为一种保护人体的空间，隧道的形状因其使用要求不同、而造成盾构外形不同是理所当然的。
隧道掘进，无论盾构的形状如何，总是向轴线方向发展而成，所以，盾构的外形就是指盾构的断面形状。
从采用过的盾构来看，其外形有圆形、双圆、三圆、矩形、马蹄形、半圆形或与隧道断面相似的特殊形状等。
例如：将人行隧道筑成矩形，最大地利用了挖掘空间；将水利隧道筑成马蹄形，使流体的力学性能达到最佳状态；将穿山隧道筑成半圆形，可以使底边直接与公路连接等等。
但是，绝大多数盾构还是采用传统的圆形。
2．制造盾构的材料盾构在地下穿越，要承受水平载荷、垂直载荷和水压力，如果地面有构筑物，要承受这些附加载荷，盾构推进时，还要克服正面阻力，所以，盾构整体要求具有足够的强度和刚度。
盾构机分类及选型-
尺寸 ： 17 英寸 允许负荷： 250 kN 材质 ： 特殊工具钢
允许磨损量 ： 20 mm
允许线速度 ： 150 m / min
转动力
： 70 Nーm
2019年11月15日11时8 分
刀盘耐磨损对策
刀盘外周堆焊钉状耐磨物
外周进行硬化耐磨层堆焊
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耐磨ＩＮＧ板
刀盘驱动部土砂密封
• 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
2019年11月15日11时8 分
• (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
2019年11月15日11时8 分
•THE END •THANK YOU !
2019年11月15日11时8 分
• （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
2019年11月15日11时8 分
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。
开挖直径： 前护盾直径： 主机长度： 总长度包括后配套： 总重量包括后配套： 最小曲线半径：
盾构分类及选型
第二章盾构分类及选型隧道建设与盾构掘进机不可分离，所以盾构掘进机对各种地层的适应性非常重要。
1823年～1843年，世界上第一条人工开挖盾构隧道是由法国人Brunnel在伦敦泰晤士河下建成的，由于隧道掘进机与地层条件的不适应，长366m的隧道耗时达20年左右，隧道施工过程中遭遇了多次涌水，并付出了6个隧道工人生命的代价。
1991年6月29日贯通的长达49km（单条）英法海底隧道，耗时仅仅两年半，在如此短时内取得如此的成绩与隧道盾构正确选型密不可分。
英法海峡隧道法国侧隧道工程是在含水的白色白垩地层里施工，然后进入完全不渗透的兰色白垩地层里施工，然后进入完全不渗透的兰色白垩地层，选择了土压平衡盾构；而英国侧则根据地层的变化采用了通用型盾构。
前者掘进速率达1071m/mon，后者更是达到1487m/mon，说明该隧道的盾构选型是合适的。
1989开始动工建设的东京湾海底公路隧道全长15.1km，其中盾构隧道长9.1km，穿越的地层为软弱的冲积、洪积性土层，另外，该盾构隧道的一个最大特点是盾构必须能够承受 0.6MPa的水压，故采用8台直径14.14m的泥水式土压平衡盾构施工，东京湾隧道的成功建设也表明该类盾构的选择是合适的。
第一节盾构的构造一、盾构外形和材料1．盾构的外形作为一种保护人体的空间，隧道的形状因其使用要求不同、而造成盾构外形不同是理所当然的。
隧道掘进，无论盾构的形状如何，总是向轴线方向发展而成，所以，盾构的外形就是指盾构的断面形状。
从采用过的盾构来看，其外形有圆形、双圆、三圆、矩形、马蹄形、半圆形或与隧道断面相似的特殊形状等。
例如：将人行隧道筑成矩形，最大地利用了挖掘空间；将水利隧道筑成马蹄形，使流体的力学性能达到最佳状态；将穿山隧道筑成半圆形，可以使底边直接与公路连接等等。
但是，绝大多数盾构还是采用传统的圆形。
2．制造盾构的材料盾构在地下穿越，要承受水平载荷、垂直载荷和水压力，如果地面有构筑物，要承受这些附加载荷，盾构推进时，还要克服正面阻力，所以，盾构整体要求具有足够的强度和刚度。
盾构机分类及选型-
特点
土砂密封：3条唇形密封1段
V型密封 ：3 段
迷路密封：拉比利斯（迷宫）式
检测 ：温度检测传感器
供油脂 ：自动供脂
其他
：密封接触面采用硬质 材料
2019年11月15日11时8 分
铰接构造
铰接装置
总推力 数量 铰接方向
24,000 kN 2,000kN×12根 全方向 （上下、左右、倾斜方向）
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• （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
2019年11月15日11时8 分
3 盾构机选型举例
3.１武汉地铁的路线与地质
2019年11月15日11时8 分
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。
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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《大型施工机械》——盾构机部分
第十四讲
盾构机的分类及选型
2019年11月15日11时8 分
• 主要内容
• 1 盾构机分类 • 2 盾构机选型 • 3 盾构机选型举例
2019年11月15日11时8 分
1 盾构机分类
• (1) 按掘削地层分类