盾构法隧道施工设备选型及技术管理
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5.95
压缩空气0.6～1.5bar
压缩空气2.0～2.7bar
国内盾构法隧道发展
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。
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。
国外盾构法隧道的发展
1964年英国摩特· 亥和安德森及约翰· 巴勒特申请了泥水 加压平衡盾构的专利。但由于英国当时缺乏能适合促 进这种技术的隧道工程，这种技术的发展受到了限制。
1970年日本铁道建设公司在京叶线森崎运河下，羽田 隧道工程中采用了直径为7.29m泥水盾构施工，施工 长度为1712m，施工获得了极大成功，这是当时直径 最大的泥水盾构。
从盾构机的工作机理分：敞开式和密闭式；密闭式分为 土压平衡式盾构机、泥水平衡式盾构机（含加气压）。
从直径的大小分：小型盾构机（一般在5米以下）；大型盾构 机（一般在5米以上）；超大型盾构机（一般在14米以上）。
土压平衡盾构机
土压平衡式盾构机的基本构成
刀盘
主要适用于地下水压力小，渗透系数较小的地层。 螺旋排土器 搅拌翼 通过向开挖面注入泡沫、聚合物和膨润土等，可以改 外加剂注入 良土体的塑性、流动性和止水性，提高刀盘的开挖效 率，降低刀具的磨损。土压平衡盾构机具有开挖面稳 渣土外运 定，施工效率高，安全性好，可靠性强、出土方便等 管片衬砌 特点。
直径4.35m土压平衡盾构掘进机结构图
国内盾构法隧道发展
国内大直径盾构法隧道
年份 2006～ 2009
2009～ 2014 2006～ 2010 2011～
工程
上海长江隧道 钱江隧道 庆春路隧道 过江隧道 长江隧道 扬州瘦西湖隧道 树木岭隧道
长度（km） 直径（m）
8.95 3.251 1.767 4.135 3.9 3.6 12.86 15.43 15.43 11.65 15.02 14.93 14.93 9.33
盾构形式
泥水气压平衡式盾构 泥水气压平衡式盾构 泥水气压平衡式盾构 泥水气压平衡式盾构 泥水气压平衡式盾构 泥水气压平衡式盾构 土压平衡式盾构机
2005～ 2009
2011～ 2014 2011～ 2014
盾构设备类型的选择
盾构机的分类:
从挖掘的地质条件分：软土盾构机（无岩层）、复合 式盾构机、全断面硬岩盾构机。
国外盾构法隧道的发展
国外早期盾构法隧道施工（ 1825～1911 ）
年份 1825-1843 1869-1870 18691886-1890 1890-1893 1892-1894 工程 Thames隧道（London） Broadway（New York） Tower Subway（London） City South Subsay （London） Glasgow Harbour road Sewer gallery（Clichy） 长度 （m） 460 90 403 10200 580 465 直径 （m） 11.3х6.7 2.85 2.20 3.10～3.45 5.20 2.50 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 衬砌 砖砌 砖砌 铸铁衬砌 铸铁衬砌 铸铁衬砌 铸铁衬砌
压力舱 盾构千斤顶
土压计
壁后注浆
盾
构
泥水气压平衡式盾构机
适用于地下水压大（一般0.25-0.3Mpa以上），土体渗透系数大的地质状 况。依靠泥水在切削面形成泥膜，通过加气压来调整泥水的压力达到切削
面的稳定，其特点是泥水输送系统不参与压力调节。其压力舱由泥水舱
Φ11.3m网格盾构掘进机
盾构掘进机结构示意图
国内盾构法隧道发展
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。
国内盾构法隧道发展
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。
直径10.22m盾构掘进机
打浦路隧道工程施工
国内盾构法隧道发展
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。
盾构法隧道施工设备选型及技术管理
盾构法隧道的发展
盾构设备的选型
泥水气压平衡盾构机施工技术
水下隧道开仓技术
国外盾构法隧道的发展
1806年，马克· 布鲁诺尔提出了盾构掘进隧道的原理并注册了专利。
1825年，马克· 布鲁诺尔第一次在伦敦泰晤士河下用一个断面 高6.7m，宽11.3m的矩形盾构修建了第一条盾构法隧道。
1896Βιβλιοθήκη Baidu1899
1898-
Spree road隧道（Berlin）
Orleans Railway（Paris）
375
1230
4.00
9.75
压缩空气
管片盾构
轧制钢
砖砌 内填钢与 混凝土
1899-1904
1907-1911
Sewer隧道（Hamburg）
Elb隧道 Clichy
2150
920
3.05
国外盾构法隧道的发展
1869年，英国人格瑞海德用圆形盾构再次在泰晤士河 底修建了一条外径为2.18m，长402m的隧道，并第一 次采用了铸铁管片。由于隧道基本上是在不透水的粘 土层中掘进，所以在控制地下水方面没有遇到什么困 难。格瑞海德圆形盾构后来成为大多数盾构的模型。
1886年，英国人格瑞海德在伦敦地下施工中将压缩空气方 法与盾构掘进相结合使用。压缩空气在盾构掘进中的使用， 标志着在承压水地层中掘进隧道的一个重大进步，填补了 隧道施工的空白，促进了盾构在世界范围内的进一步推广。
压缩空气0.6～1.5bar
压缩空气2.0～2.7bar
国内盾构法隧道发展
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。
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。
国外盾构法隧道的发展
1964年英国摩特· 亥和安德森及约翰· 巴勒特申请了泥水 加压平衡盾构的专利。但由于英国当时缺乏能适合促 进这种技术的隧道工程，这种技术的发展受到了限制。
1970年日本铁道建设公司在京叶线森崎运河下，羽田 隧道工程中采用了直径为7.29m泥水盾构施工，施工 长度为1712m，施工获得了极大成功，这是当时直径 最大的泥水盾构。
从盾构机的工作机理分：敞开式和密闭式；密闭式分为 土压平衡式盾构机、泥水平衡式盾构机（含加气压）。
从直径的大小分：小型盾构机（一般在5米以下）；大型盾构 机（一般在5米以上）；超大型盾构机（一般在14米以上）。
土压平衡盾构机
土压平衡式盾构机的基本构成
刀盘
主要适用于地下水压力小，渗透系数较小的地层。 螺旋排土器 搅拌翼 通过向开挖面注入泡沫、聚合物和膨润土等，可以改 外加剂注入 良土体的塑性、流动性和止水性，提高刀盘的开挖效 率，降低刀具的磨损。土压平衡盾构机具有开挖面稳 渣土外运 定，施工效率高，安全性好，可靠性强、出土方便等 管片衬砌 特点。
直径4.35m土压平衡盾构掘进机结构图
国内盾构法隧道发展
国内大直径盾构法隧道
年份 2006～ 2009
2009～ 2014 2006～ 2010 2011～
工程
上海长江隧道 钱江隧道 庆春路隧道 过江隧道 长江隧道 扬州瘦西湖隧道 树木岭隧道
长度（km） 直径（m）
8.95 3.251 1.767 4.135 3.9 3.6 12.86 15.43 15.43 11.65 15.02 14.93 14.93 9.33
盾构形式
泥水气压平衡式盾构 泥水气压平衡式盾构 泥水气压平衡式盾构 泥水气压平衡式盾构 泥水气压平衡式盾构 泥水气压平衡式盾构 土压平衡式盾构机
2005～ 2009
2011～ 2014 2011～ 2014
盾构设备类型的选择
盾构机的分类:
从挖掘的地质条件分：软土盾构机（无岩层）、复合 式盾构机、全断面硬岩盾构机。
国外盾构法隧道的发展
国外早期盾构法隧道施工（ 1825～1911 ）
年份 1825-1843 1869-1870 18691886-1890 1890-1893 1892-1894 工程 Thames隧道（London） Broadway（New York） Tower Subway（London） City South Subsay （London） Glasgow Harbour road Sewer gallery（Clichy） 长度 （m） 460 90 403 10200 580 465 直径 （m） 11.3х6.7 2.85 2.20 3.10～3.45 5.20 2.50 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 衬砌 砖砌 砖砌 铸铁衬砌 铸铁衬砌 铸铁衬砌 铸铁衬砌
压力舱 盾构千斤顶
土压计
壁后注浆
盾
构
泥水气压平衡式盾构机
适用于地下水压大（一般0.25-0.3Mpa以上），土体渗透系数大的地质状 况。依靠泥水在切削面形成泥膜，通过加气压来调整泥水的压力达到切削
面的稳定，其特点是泥水输送系统不参与压力调节。其压力舱由泥水舱
Φ11.3m网格盾构掘进机
盾构掘进机结构示意图
国内盾构法隧道发展
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。
国内盾构法隧道发展
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。
直径10.22m盾构掘进机
打浦路隧道工程施工
国内盾构法隧道发展
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。
盾构法隧道施工设备选型及技术管理
盾构法隧道的发展
盾构设备的选型
泥水气压平衡盾构机施工技术
水下隧道开仓技术
国外盾构法隧道的发展
1806年，马克· 布鲁诺尔提出了盾构掘进隧道的原理并注册了专利。
1825年，马克· 布鲁诺尔第一次在伦敦泰晤士河下用一个断面 高6.7m，宽11.3m的矩形盾构修建了第一条盾构法隧道。
1896Βιβλιοθήκη Baidu1899
1898-
Spree road隧道（Berlin）
Orleans Railway（Paris）
375
1230
4.00
9.75
压缩空气
管片盾构
轧制钢
砖砌 内填钢与 混凝土
1899-1904
1907-1911
Sewer隧道（Hamburg）
Elb隧道 Clichy
2150
920
3.05
国外盾构法隧道的发展
1869年，英国人格瑞海德用圆形盾构再次在泰晤士河 底修建了一条外径为2.18m，长402m的隧道，并第一 次采用了铸铁管片。由于隧道基本上是在不透水的粘 土层中掘进，所以在控制地下水方面没有遇到什么困 难。格瑞海德圆形盾构后来成为大多数盾构的模型。
1886年，英国人格瑞海德在伦敦地下施工中将压缩空气方 法与盾构掘进相结合使用。压缩空气在盾构掘进中的使用， 标志着在承压水地层中掘进隧道的一个重大进步，填补了 隧道施工的空白，促进了盾构在世界范围内的进一步推广。