盾构机不同的分类
盾构机形状分类
盾构机形状分类盾构机是一种重要的地下施工设备，广泛应用于地铁、公路、水利等基础设施建设。
盾构机的形状分类主要基于其推进方式和土壤类型，下面将详细介绍这两种分类方式。
一、按照推进方式分类1.圆盘式盾构机：这种盾构机的掘进面为圆形，采用高压压缩空气或水压力将土壤从盾构机前面强制排出。
由于掘进方式相对简单，适用于掌子面等不太严格的地质条件下。
其特点在于掘进速度快，但对土壤的适应性相对较弱。
2.双层壳式盾构机：这种盾构机的设计特点是其扩大的空间，使得泥圈有时间沉淀，泥圈能够良好地控制口径，减轻推力。
因此，它适用于高压地层和软岩地层。
其优点在于管道底部和顶部可同时施工，提高了施工效率。
3.泥水平衡式盾构机：这种盾构机采用了水力平衡措施，利用泥土的液力来平衡水的压力，使盾构机推力稳定，不易失控。
因此，它广泛应用于河底隧道和河岸隧道等水下施工的场合。
其特点在于能适应复杂的地质环境，保持掘进稳定。
4.泡沫平衡盾构机：这种盾构机的设计特点在于其表面能够保证泡沫的流动和泡沫切断器的正常使用。
由于泡沫的体积轻，泡沫能够松散地填充盾构机背壁径向面积，使其平衡并且浮力较大，使推进面更加稳定。
因此，它适用于对掘进面稳定性要求较高的场合。
二、按照土壤类型分类盾构机还可以根据施工地段的土壤类型进行分类，如硬岩盾构机、软土盾构机等。
硬岩盾构机主要适用于硬质岩石、石头、灰岩、花岗岩等围岩质地的掘进，能够应对高硬度的土壤环境。
而软土盾构机则更适用于软土、粘土等软质土壤环境，其掘进方式更加温和，对土壤的扰动较小。
总的来说，盾构机的形状分类主要基于其推进方式和土壤类型，不同的分类方式反映了盾构机适应不同施工环境和土壤条件的能力。
在选择盾构机时，需要根据具体的施工需求和地质条件来选择合适的类型，以保证施工的顺利进行。
盾构机主要结构功能及分类
盾构机主要结构功能及分类盾构机是一种用于地下工程的特种设备，主要用于隧道的掘进。
它的主要结构由多个部分组成，每个部分都有独特的功能。
分类上主要有两种，土压平衡盾构机和密闭式盾构机。
1.土压平衡盾构机的主要结构和功能：（1）盾构机主体结构：主要包括盾构机壳体、导轨、支撑盘、刀盘和推进系统。
盾构机壳体是盾构机的主要结构，起到抗土压力和保护工作人员的作用。
导轨可以保证盾构机在隧道掘进过程中的稳定运动。
支撑盘用于支撑刀盘和推进系统。
（2）刀盘：刀盘是盾构机掘进的核心部分，主要负责切削地层和储存切削土层，同时还可以承载推进力。
刀盘通常由切削刀片和刀杆组成，切削刀片负责切削，切削土层则通过刀杆输送到刀盘内。
（3）推进系统：推进系统是盾构机掘进的动力系统，主要由推进液压缸、液压系统和控制系统组成。
推进液压缸通过提供推进力，推动盾构机前进。
液压系统负责为推进液压缸提供液压能源。
控制系统监控和控制盾构机的运行。
2.密闭式盾构机的主要结构和功能：（1）盾构机主体结构：密闭式盾构机的主体结构与土压平衡盾构机类似，包括盾构机壳体、导轨、支撑盘、刀盘和推进系统。
盾构机壳体保护工作人员，导轨保证盾构机的稳定运动，支撑盘用于支撑刀盘和推进系统。
（2）刀盘：密闭式盾构机的刀盘相对复杂，主要包括切削刀片、刀杆、注浆管和注浆系统。
刀盘负责切削地层和储存切削土层，切削刀片通过刀杆进行切削，同时通过注浆管和注浆系统注入混凝土浆液，以形成地层的支撑结构。
（3）推进系统：推进系统和土压平衡盾构机类似，主要由推进液压缸、液压系统和控制系统组成。
推进液压缸通过提供推进力，推动盾构机前进。
液压系统为推进液压缸提供能源，控制系统监控和控制盾构机的运行。
综上所述，盾构机的种类主要有土压平衡盾构机和密闭式盾构机，其结构和功能都有所区别。
了解盾构机的结构和功能可以帮助人们更好地理解盾构机的工作原理，从而进行合理的使用和维护。
盾构的分类及其工作原理
盾构的分类及其工作原理盾构作为一种现代化的隧道掘进技术，广泛应用于隧道建设和地下管网工程中。
它的分类和工作原理是大家在学习和了解盾构技术时必须掌握的基础知识。
一、盾构的分类根据盾构机的工作原理和结构特点，盾构可分为以下几类：1. 土压平衡盾构：土压平衡盾构是最常见的一种盾构类型，适用于稳定的软土和黏土层。
其工作原理是通过对盾构机前部施加适当的土压力来平衡管道周围土层的压力，保持隧道面的稳定。
土压平衡盾构一般配备有刀盘，刀盘上装有刀具，能够切削和推进土层。
2. 水压平衡盾构：水压平衡盾构主要用于软土层、淤泥和水下地层的掘进。
其工作原理是通过在盾构机前部与周围水压力相等的水力平衡，来消除土层和水的差异压力，保持隧道面的稳定。
水压平衡盾构一般需要在盾构机前部设置压力室，通过泥浆注入来维持水力平衡。
3. 双层壳体盾构：双层壳体盾构是一种特殊的盾构类型，它结合了土压平衡盾构和水压平衡盾构的优点，适用于不同地层的掘进。
双层壳体盾构的前部设有泥浆注入区和土压平衡区，可以根据不同地层的要求进行调整和切换。
4. 泥水平衡盾构：泥水平衡盾构主要用于稠密的粉质土和泥质土的掘进。
其工作原理是通过在盾构机前部注入泥浆来平衡土层的压力，同时利用泥浆的密度控制土层的稳定性。
泥水平衡盾构适用于较敏感的地层，能够减小地层沉降和地面沉降的风险。
二、盾构的工作原理盾构机的工作原理可以简单概括为：切削土层、推进管片、注浆补偿和排土运输。
1. 切削土层：盾构机前部的刀盘装有刀具，可以切削土层。
盾构机在掘进过程中，通过转动刀盘和推进盾构机来切削和破碎土层，实现隧道的掘进。
2. 推进管片：盾构机在切削土层的同时，还需要推进管片来支撑和构建隧道。
盾构机后部设有一个推进系统，可以将管片逐个推进到切削区域，并与前部的土层形成一环环的支护结构。
3. 注浆补偿：在盾构机掘进过程中，为了保持隧道的稳定，需要通过注浆来补偿土层的失去。
注浆可以填充土层中的空隙，增加土层的支撑能力，同时还可以降低地下水位和地层的沉降风险。
《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。
铁路隧道盾构法技术规程
铁路隧道盾构法技术规程一、前言随着城市化进程的加快，城市交通建设也逐渐成为各地政府的重点工作之一。
而铁路隧道作为城市交通建设中不可或缺的一部分，其建设质量和效率直接关系到城市交通运输的安全和顺畅。
因此，本文旨在介绍铁路隧道盾构法技术规程，以期能够对相关从业人员提供一定的帮助。
二、盾构法概述盾构法是指利用专用机械——盾构机，在地下开挖隧道时采用的一种现代化施工方法。
该方法具有施工速度快、质量高、环保等优点，已经广泛应用于地铁、铁路、公路等隧道工程中。
三、盾构机分类1. 圆形盾构机：主要用于直径较小的隧道开挖。
2. 方形盾构机：主要用于长宽比较大的隧道开挖。
3. 混凝土预制块盾构机：主要用于大口径长跨度隧道开挖。
4. 悬臂式盾构机：主要用于顶部空间较小或者地下水位高的情况下的隧道开挖。
四、盾构机工作原理盾构机工作原理是利用盾构机挖掘头部分进行土方开挖，同时在后方进行支护，以保证施工安全。
具体步骤如下：1. 盾构机启动后，挖掘头进入地下开始工作。
2. 挖掘头不断向前推进，同时将土方推到后方的螺旋输送器上。
3. 输送器将土方输送到隧道口处，然后通过运输设备运出现场。
4. 在盾构机向前推进的同时，需要对隧道进行支护。
一般采用钢拱架或者混凝土衬砌等方式进行支护。
5. 当盾构机推进到一定距离时，需要停止施工进行维修和保养等工作。
五、盾构法施工流程1. 前期准备：包括勘察设计、材料采购、现场施工布置等。
2. 盾构机组装：将各个部件按照要求组装成完整的盾构机，并对其进行调试和检测。
3. 隧道口开挖：首先需要开挖隧道口，并进行钢拱架或混凝土衬砌等支护工作。
4. 盾构机进场：盾构机进入隧道口后，需要进行定位和对中等工作。
5. 盾构机开挖：盾构机开始工作，同时进行支护和排水等工作。
6. 后期处理：隧道开挖完成后，需要进行清理、检测、试验等后期处理工作。
六、盾构法施工注意事项1. 盾构机施工时需注意安全，特别是在地下水位高的情况下需要加强排水措施。
盾构机主要结构功能及分类
盾构机主要结构功能及分类盾构机是一种用于地下隧道工程的机械设备，可以将土层钻掘和推进到机体后方，并同时安装预制的隧道衬砌。
它的主要结构由下述几部分组成，并具有相应的功能。
1.推进架：推进架是盾构机的主体支撑结构，通过支撑来分担推进机构产生的推力，并将其传递给隧道衬砌。
推进架内部包含两个推进头（用于掘进）和一个后备推进装置（用于支撑推进），以及一些液压支撑腿和插板，用于调整和固定推进架在隧道内的姿态。
2.切削头：切削头是盾构机的前部装置，由盾壳、刀盘和剥片组成。
刀盘上带有切削刀具，通过自转和推进向前的作用，将前方土层切割、破碎，并通过剥片将其带回盾壳内，然后通过管道输送到地面。
3.后部封闭状态：后部封闭状态由后推装置和盾壳后部密门组成。
在切削头前进时，后部封闭状态可以防止土层倒灌，同时也可以提供泥浆的均匀分布。
4.泥浆循环系统：泥浆循环系统用于冲洗切削区域和运输土层碎片。
它包括泥浆池、泥浆泵、沉淀器、过滤器等设备，可以实现循环使用泥浆，减少泥浆的消耗并保持隧道稳定。
盾构机可根据其适用工程和特点进行分类，常见的分类方式有以下几种：1.土压式盾构机：土压式盾构机是最常用的一种盾构机类型。
它通过切削头前进时施加土压力，将以往的土层推到推进机构后方，并利用一个密闭的后部封闭状态防止土层的倒灌。
这种类型的盾构机适用于切削耐水的软土、砂质土或含有少量卵石的土层。
2.水压式盾构机：水压式盾构机是用水压力代替土压力推进的一种盾构机。
切削头前方通常填充高压注浆或者与切削头相接的压水室，通过在切削头和管片之间施加适当的压力，实现推进并保持隧道稳定。
这种类型的盾构机适用于岩石地层或特殊地质情况下的隧道掘进。
3.平衡盾构机：平衡盾构机是一种在切削头和推进机构之间保持地层平衡的盾构机。
它将切削头前方的土层留在盾壳内部，并通过在推进架内增减水压来平衡切削头前的土层压力，避免地下水倒灌或塌方。
这种类型的盾构机适用于软土、粉砂层和含有水化学物质的地层。
盾构机类型和选用原则
盾构机类型和选用原则
盾构机是一种用于隧道挖掘的工程机械，根据不同的工程需求和地质条件，盾构机可以分为以下几种类型：
1. 泥水式盾构机：适用于软弱的土层或泥水地层，通过泥水压力平衡掌子面的水土压力。
2. 土压平衡式盾构机：适用于粘性土层或砂土质地层，通过土压力平衡掌子面的水土压力。
3. 硬岩盾构机：适用于坚硬的岩石地层，通过刀具切割岩石实现掘进。
4. 混合式盾构机：适用于地质条件复杂的地层，可以同时使用泥水式和土压平衡式两种方式进行掘进。
在选用盾构机时，需要考虑以下原则：
1. 地质条件：根据隧道穿越的地质条件，选择适合的盾构机类型。
2. 工程规模：根据隧道的长度、直径和曲率等工程规模，选择适当的盾构机尺寸和性能。
3. 施工环境：考虑施工现场的环境条件，如地下水位、周边建筑物等，选择适合的盾构机类型。
4. 工程进度：根据工程进度要求，选择能够满足施工进度的盾构机。
5. 经济效益：综合考虑盾构机的购置成本、运行成本和维护成本等因素，选择经济效益最佳的盾构机。
选用合适的盾构机对于隧道工程的顺利进行和施工质量至关重要，需要根据具体情况进行综合考虑和决策。
盾构机分类及选型-
防止粘土附着对策（２）
• 扩大刀盘中央部分的开 口，重视泥土从刀盘中心 部进入土仓
2019年12月31日11时6 分
防止粘土附着对策（３）
在土仓内隔壁上装备前后滑动式固定搅拌翼，并可从其前端添加泥浆
2019年12月31日11时6 分
防止粘土附着对策（４）
装备在刀盘内侧可以覆盖整个区域的搅拌翼
• （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12月31日11时6 分
3 盾构机选型举例
3.１武汉地铁的路线与地质
2019年12月31日11时6 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。
2019年12月31日11时6 分
螺旋机防止水喷涌对策（旋转出渣机）
2019年12月31日11时6 分
螺旋机更换零件及特点
更换零件
螺旋机前部套筒 ： 2层套筒（更换修补） 前部螺旋机 ： 可分割结构
2019年12月31日11时6 分
填补空洞用注入管配置
注入配管
前 方 ： 4处 前体外周 ： 4处 后体外周 ： 4处
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，在盾构机内对管片外
盾构
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衬法(照片 6.1.12)
《地下工程作业》盾构技术特点、分类及适用范围
盾构技术特点、分类及适用范围国培学员: S1.盾构法盾构法是暗挖隧道的专用机械在地面以下建造隧道的一种施工方法。
盾构掘进机的特点:盾构掘进机（简称盾构）是地面下暗挖施工隧道的专用工程机械, 具有一个可以移动的钢结构外壳(盾壳), 内装有开挖、排土、拼装和推进等机械装置, 可以进行开挖、支护、衬砌等多种作业一体化施工, 广泛应用于地铁、铁路、公路、市政、水电隧道工程建设。
目前, 在欧美等工业发达国家使用盾构机进行施工的城市隧道占90%以上。
2、现代盾构掘进机集液压、机电控制、测控、计算机、材料等各类技术于一体, 属于技术密集型产品, 其生产主要集中在日本、德国、英国、美国、加拿大等少数发达国家, 其中又以德国、美国、日本技术最为先进。
盾构施工法与矿山法相比具有的特点是地层掘进、出土运输、衬砌拼装、接缝防水和盾尾间隙注浆充填等主要作业都在盾构保护下进行, 工艺技术要求高、综合性强（土建、机械)。
盾构施工技术的优缺点:优点:a）具有良好的隐蔽性；b）掘进速度快且施工费用不受埋置深度大而影响；c）适宜在不同颗粒条件下的土层中施工, 尤其在松软含水地层中修建埋深较大的长隧道往往具有技术和经济方面的优越性；d）多车道的隧道可做到分期施工, 分期运营, 可减少一次性投资。
缺点:a）盾构施工是不可后退的；b）盾构是一种价格昂贵、针对性很强的专用施工机械, 对于每一条用盾构法施工的隧道, 必须根据施工隧道的断面大小、埋深条件、地基围岩的基本条件进行设计、制造或改造, 一般不能简单的倒用到其它隧道工程中重复使用；3、c）对隧道曲线半径过小或隧道顶部覆土太浅时, 施工困难较大, 而且不够安全, 特别是饱和含水松软土层, 在隧道上方一定范围内地表沉陷尚难完全防止, 拼装衬砌时对衬砌整体防水技术要求很高。
4、盾构施工技术先在隧道的一端建造竖井或基坑, 以供盾构安装就位。
盾构从竖井或基坑的墙壁预留孔处出发, 在地层中沿着设计轴线, 向另一竖井或基坑的设计预留孔洞推进。
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。
盾构机的分类及选型
4．盾构工法的选定程序流程图
10 1 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10
-1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9 - 10 - 11 - 12
泥水盾构
泥水、土压盾构
(m/s) )
土压盾构
粘土
盾构类型与渗透性的关系
地层渗透系数对于盾构的选型是一个 很重要的影响因素。根据欧美和日本的施 工经验，当地层的透水系数小于10-7m/s时， 可以选用土压平衡盾构；当地层的渗水系 数在10-7m/s和10-4m/s之间时，既可以选用 土压平衡盾构也可以选用泥水式盾构；当 地层的透水系数大于10-4m/s时，宜选用泥 水盾构 。
环境因素的制约
敞口型的盾构机引起的地表沉降大于网格式盾构，更大于密闭式的掘进机。
基地条件的制约
泥水平衡式的掘进机必须配套大型的泥浆处理 和循环系统，若需使用泥水平衡盾构开挖隧道， 就必须具备较大的地面空间。
设计线路、平面竖向曲线形状的制约
若隧道转弯曲率半径太小，就需考虑使用中间 铰接的盾构。将其分为前后铰接的两段，显然增 加了施上中转弯的灵活性。
3．辅助工法的使用
掘进机施工隧道的辅助工法一般有：压气法、降水法、 冻结法、注浆法等。前三种属于物理方法，注浆法属于化 学方法。这些方法也主要是用于保证隧道开挖而的稳定， 注浆法还能减少盾构机开挖过程中引起的地表沉降。一般 密闭式掘进机使用最多的是注浆法。盾尾注浆用以填补建 筑间隙，以减少地面沉降。在地层自立性能差的情况下， 若采用手掘进、半机械式或网格式掘进机施工，就需采用 压气法辅助施工，以高气压保证开挖面的稳定，在这一辅 助工法下，施工人员易患气压职业病。当盾构机在砂质土 或砂砾层中施工时，可考虑使用降水的方法改变地层的物 理力学指标，增加其自立性能，确保开挖面的稳定。冻结 法的施工成本较高，一般情况下不采用，但在长隧道的盾 构对接中使用。
盾构机的基本知识
一、盾构机基本知识1.1盾构机的基本概念盾构英文为Shield词的含义在土木工程领域中为遮盖物、保护物;这里把外形与隧道横截面相同,但尺寸比隧道外形稍大的钢筒或框架压入地中构成保护掘削机的外壳;该外壳及壳内各种作业机械、作业空间的组合体称为盾构机;盾构是一种既能支承地层的压力、又能在地层中掘进的施工机具;1.2盾构机起源1818年英国工程师布鲁涅尔发明了盾构施工方法,并取得了专利;用于泰晤士河隧道施工;其后英美法相继进行的盾构的研究和应用;二十世纪初日本引进盾构,盾构在日本迅速发展和应用与创新;现在盾构主要生产国有日、德、美、英、法、加拿大等国家;1.3盾构的施工过程及原理1 建造坚井盾构出发竖井和接收竖井;2 把盾构主机和配件分批吊入始发竖井中,并在预定迸发掘进位置上组装成整机,随后调试其性能使之达到设计要求;3 盾构从竖井或基坑墙壁上的开口洞门可人工开口,也可由盾构刀盘直接掘削处始发,沿隧道的设计轴线掘进;4 盾构掘进到达预定终点的竖井时,盾构进入该竖井,掘进结束;随后检修盾构或解体盾构运出;盾构机的掘进是靠盾构前部的旋转掘削刀盘掘削土体这里把刀盘掘削的地层面称为掘削面,掘削土体过程中必须始终维持掘削面的稳定〔即保证掘削面上的土体不出现明塌;为满足这个要求必须保证刀盘后面土舱内土体对地层的反作用压力称为被动土压≥地层的土压称为主动土压〕;靠舱内的出土器械螺旋输送机或者吸泥泵出土;靠中部的推进千斤顶推进盾构前进;由后部的拼装机拼装成环也称隧道衬砌;随后再由尾部的背后注浆系统、向衬砌与地层问品的缝隙中注入填充浆液,以便防止隧道和地面的下沉;1.泥土压必须可以对抗掘削上地层的土压和水压2.必须可以利用螺旋输送机等排土机构,调节排土量3.对必须混入添加材的土质而言,注入的添加材必须可使泥土混入添加材的掘削土的塑流性和抗渗性提高到满足掘削面稳定要求的水准;如果挡土结构在土压力的作用下,其本身不发生变形和任何位移移动或转动,土体处于弹性平衡状态,则这时作用在挡土结构上的土压力称为静止土压力;挡土结构在土压力作用下向离开土体的方向位移,随着这种位移的增大,作用在挡土结构上的土压力将从静止土压力逐渐减小;当土体达到主动极限平衡状态时,作用在挡土结构上的土压力称为主动土压力;挡土结构在荷载作用下向土体方向位移,使土体达到被动极限平衡状态时的土压力称为被动土压力;1.4盾构机的分类不同的地层盾构1.硬岩盾构2.软岩盾构3.软土盾构4.复合式盾构硬岩软土盾构横截面形式分类：1.圆形2.椭圆形3.马路蹄形4.双圆形5.三圆形6.矩形不同敞开程度分类1.全部敞开式：能直接看到全部掘削面掘削状况的形式2.部分敞开式网格式:看到部分掘削面掘削状况的形式3.封闭式：掘削面与内舱有隔板,无法盾到掘削面状况,只能靠传感器;1.5土压平衡盾构掘进机适应的地层土压平衡盾构掘进机可在砂砾、砂、粉砂、粘土等压密程度低、软、硬相间的地层以及砾层、砂层等地层中使用;我们的盾构机主要适用的地层为：粉砂、粘土、粉土、粉沙、粘质砂土等地层;1.6盾构法隧道的优点1、在盾构支护下进行地下工程暗挖施工,不受地面交通、河道、航运、潮汐、季节、气候等条件的影响,能较经济合理地保证隧道安全施工;2、盾构的推进、出土、衬砌拼装等可实行自动化、智能化和施工远程控制信息化,掘进速度快,施工劳动强度低;3、地面人文自然景观受到良好的保护, 周围环境不受盾构施工干扰；在松软地层中,开挖埋置深度较大的长距离、大直径隧道,具有经济、技术、安全、军事等方面的优越性;1.7盾构法隧道的缺点1、盾构机造价较昂贵,隧道的衬砌、运输、拼装、机械安装等工艺较复杂；在饱和含水的松软地层中施工,地表沉陷风险较大;2、需要设备制造、气压设备供应、衬砌管片预制、衬砌结构防水及堵漏、施工测量、场地布置、盾构转移等施工技术的配合,系统工程协调复杂;3、建造短于750m的隧道经济性差;4、对隧道曲线半径过小或隧道埋深较浅时,施工难度大;1.8制造材料盾构在地下穿越,要承受水平荷载、竖向荷载和水压力,如果地面有构筑物,还要承受这些附加荷载；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;盾构主要用钢板成型制成;大型盾构考虑到水平运输和垂直吊装的困难, 可制成分体式,到现场进行就位拼装,部件的连接一般采用定位销定位、高强度螺栓连接, 最后焊接成型的方法;二、盾构机各个组成部分的构造及工作原理在讲本节之前我先介绍一下盾构机的整体情况;2.1盾体盾体的钢结构设计是按照工作压力为3 bar时,土压、水压、牵引负荷和推进时的工作负荷来考虑的;所有必要的连接都是为了盾构机的操作来综合考虑的;盾体是由刀盘、前盾、中盾和盾尾通过螺栓连接组成的;盾体钢体的材质是S355J2G3;DIN DEUTSCHE Industrial Norm 是德国工业标准的代号该牌号表示是按强度等级表示钢铁牌号,S表示钢,抗拉强度为355MPa, J2G3—质量等级冲击功和供货状态,J2G3及K2G3牌号产品的供货状态应为正火状态或正火轧制状态,其余由制造厂选择对钢板产品;盾体由三个主要部分组成•前盾•中盾•盾尾总重117580kg,长度7085最长;2．1．1 前盾前盾的外型像一个圆筒,在其内部安装有用于支撑刀盘主驱动装置和螺旋输送机的钢结构;螺旋输送机的安放位置是向上并与水平轴线有一个角度,一直延伸到盾尾,直到皮带运输机;前盾耐压隔板的前面部分呈圆锥形,由里面向上直到盾体耐压隔板,这样设计是为了避免土体的粘着和有利于土体流向底部区域.耐压舱壁把前盾的主工作区域与土仓分开;在主工作区域耐压隔板的上部区域一个舱门,可以容许维修工作人员通过进入到土仓,用于检查维修;此外耐压隔板上有几个开口,分别用于控制土的调节水平、连接,以及在维修情况下用于操作的供给线路的连接盒;通过设置在土仓耐压隔板上的四个搅拌臂的孔口,水、泡沫和其它添加剂被输送到土仓里面;土仓耐压隔板上的搅拌臂的结构与布置有利于土仓里的土体搅拌和用于改善土体的添加剂的注入分配;借助于设置在前盾,由液压控制的关门装置螺旋输送机前闸门,螺旋输送机的前闸门可以在螺旋输送机的螺杆缩回之后关闭,用于保养与维修;1总体尺寸、结构、重量外径φ6390mm,长度2045mm,钢板厚度60mm,总重49540kg;2各孔的作用：5个土压传感器,4个泡沫管,4泄水管3个φ100,1个φ200;3细部图的解释;前盾、中盾有定位销;4M36的扭矩要求为3100KN;2．1．2 中盾前盾和中盾是通过高强度螺栓联接和焊接而连接在一起的;用于掘进的推进油缸和作为盾尾附加装置的盾体铰接油缸安装在中盾的区域里;1总体尺寸结构：外径φ6380mm,长度2795mm,钢板厚度40mm,总重40840kg;2中盾上布置有环状梁和支柱,支柱上联接有悬挂桁架主要用于安装管片拼装机,环状梁用于支撑和安装推进油缸和铰接油缸;3推进油缸A、B、C、D四组,共32个,4、8、12、16油缸带有行程传感器;油缸均匀布置;4细部图的解释;5M20的扭矩要求为360KN;6联接处的充气密封7三道密封2．1．3 盾尾盾尾的外型像一个圆筒,它通过14个铰接油缸与中盾连接起来;在盾尾的保护下,管片的拼装借助于管片拼装机来实现;在盾尾的末端有三排钢丝密封刷用于密封盾尾和成环管片之间的间隙;在盾尾中集成的注浆管路把环形间隙用浆液充满;为了防止周围地层的土砂、地下水及背后注浆的窜入,设置有盾尾密封装置;本盾构机设置有三道盾尾密封刷;1总体尺寸结构：外径φ6370mm,长度3540mm,钢板厚度40mm,总重27200kg;2铰接油缸14个,2、6、9、12号油缸带有行程传感器;31、2、3、4路注脂管,分别给前、后腔注脂;41、2、3、4路注浆管,进行背后注浆;5盾尾密封刷三道,焊接在盾尾处;注意前后密封刷不同;。
盾构机的分类——盾构的特殊构造
母子盾构
其他特殊 结构盾构
中折盾构
通常采用土压平衡式盾构机掘进时,易出现轴线中心偏离 。若用常规纠偏方法,又难以同时满足轴线中心不偏及管片 间隙均匀。因此在盾构机中采用中折装置，该装置是为盾构 机转弯所设计的装置。作用将盾构主体从梁部分分割称前体 和后体，中折千斤顶连接前体和后体，根据需要使两者之间 发生折曲，最大中折角度为1.5°。
分类：同心母子盾构、异心母子盾构 特点： 可以略去中间竖井而修筑一条变径的盾构隧道；和采用 与母盾构直径相同的大盾构相比可以减少掘削土量；成本上， 1台母子盾构<1台大盾构+1台小盾构。
母子盾构
其他特殊结构盾构 转向盾构
矩形盾构
多联盾构
异形盾构
图12 中折盾构
球体盾构
概念：
球体盾构由大盾构、球体、小盾构等部件构成。大 盾构内藏一个可以旋转的球体，球体内藏一个无尾板可 以伸缩的小盾构。大盾构的作用是完成大直径隧道的掘 削，球体的作用是转向，小盾构的作用是完成转向后小
直径隧道的掘削。
图13 球体盾构
母子盾构
概念：
在母盾构（大盾构）内藏一个直径较小的子盾构（小盾 构），当掘进至工程需要的点时，使子盾构从母盾构中分离 出来继续掘进，从而构筑一条直径由大变小的两种隧道。
盾构机的种类
盾构机的种类盾构机的种类盾构机是一种用于地下隧道建设的重要设备，它可以在地下挖掘出各种形状和尺寸的隧道。
随着技术的不断进步，盾构机也得到了不断改进和升级，出现了多种不同类型的盾构机。
本文将介绍几种常见的盾构机及其特点。
一、硬岩盾构机硬岩盾构机主要用于开挖较为坚硬的岩石层，如花岗岩、玄武岩等。
硬岩盾构机通常由钻头、刀具、切割齿等组成，能够在较短时间内完成高强度的钻孔和爆破作业。
硬岩盾构机具有开挖速度快、效率高、适应性强等优点，在大型水利工程、地铁建设等领域得到广泛应用。
二、软土盾构机软土盾构机主要用于开挖较为松软的土壤层，如黏土、沙子等。
软土盾构机通常采用液压系统驱动推进器进行推进，并配备有刀具和切割齿等装置，能够在较短时间内完成大量的挖掘作业。
软土盾构机具有挖掘效率高、噪音小、环保等优点，在城市轨道交通、地下管线等领域得到广泛应用。
三、混凝土盾构机混凝土盾构机主要用于开挖混凝土或砖石结构的隧道，在地铁建设、水利工程等领域得到广泛应用。
混凝土盾构机通常由钻头、刀具和切割齿等组成，能够在较短时间内完成高强度的钻孔和爆破作业。
与传统的爆破方法相比，混凝土盾构机具有噪音小、速度快、环保等优点。
四、泥水平衡盾构机泥水平衡盾构机主要用于开挖含水层或软黏性土壤层的隧道，在城市轨道交通和地下管线建设中得到广泛应用。
泥水平衡盾构机采用液压系统驱动推进器进行推进，并通过注入适量的泥浆来维持隧道内部的平衡状态，防止坍塌和渗漏。
泥水平衡盾构机具有开挖效率高、施工质量好、安全性高等优点。
五、压力平衡盾构机压力平衡盾构机主要用于开挖较深的隧道，如深海隧道和山区隧道等。
压力平衡盾构机采用液压系统驱动推进器进行推进，并通过注入适量的泥浆来维持隧道内部的平衡状态，防止坍塌和渗漏。
与泥水平衡盾构机相比，压力平衡盾构机具有更高的抗压能力和更好的稳定性。
六、双层壳体盾构机双层壳体盾构机是一种新型的盾构机，它采用双层结构，即内壳体和外壳体之间设置了一个空气室。
盾构机分类及其应用特点
手掘式及半机械式盾构均为半敞开式开挖，[1]这种方法适于地地质条件较好，开挖面在掘进中能维持稳定或在有辅助措施是能维持稳定的情况，其开挖一般是从顶部开始逐层向下挖掘。若土层较差，还可借用千斤顶加撑板对开挖面进行临时支撑。采用敞开式开挖，处理孤立障碍物、纠偏、超挖均为其它方式容易。为尽量减少对地层的扰动，要适当控制超挖量与暴露时间。
根据盾构机不同的分类，盾构开挖方法可分为：敞开式、机械切削式、网格式和挤压式等。为了减少盾构施工对地层的扰动，可先借助千斤顶驱动盾构使其切口贯入土层，然后在切口内进行土体开挖与运输[2]。
机械切削式
指与盾构直径相仿的全断面旋转切削刀盘开挖方式。[1]根据地质条件的好坏，大刀盘可分为刀架间无封板及有封板两种。刀架间无封板适用于土质较好的条件。大刀盘开挖方式，在弯道施工或纠偏是不如敞开式开挖便于超挖。此外，清除障碍物也不如敞开式开挖。使用大刀盘的盾构，机械构造复杂，消耗动力较大。
网格式
采用网格式开挖，开挖面由网格梁与格板分成许多格子。开挖面的支撑作用是由土的粘聚力和网格厚度范围内的阻力而产生的。当盾构推进时，[2]土体就从格子里挤出来。根据土的性质，调节网格的开孔面积。采用网格式开挖时，在所有千斤顶缩回后，会产生较大的盾构后退现象，导致地表沉降，因此，在施工务必采取有效机械，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、拼装隧道衬砌、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“量体裁衣”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、公路、市政、水电等隧道工程。
挤压式
全挤压式和局部挤压式开挖，由于不出土或只部分出土，对地层有较大的扰动，在施工轴线时，应尽量避开地面建筑物。局部挤压式施工时，要精心控制出土量，以减少和控制地表变形。全挤压式施工时，盾构把四周一定范围内的土体挤密实。
盾构机分类介绍+TBM介绍(2016.8.20赵睿)
盾构机分类及双护盾TBM工作原理撑靴式硬岩盾构机双护盾硬岩盾构机土压平衡盾构机泥水式盾构机主讲：赵睿策划：肖正目录1 什么是盾构法2 盾构机的分类3 盾构机之TBM1 什么是盾构法盾构法是暗挖法施工中的一种全机械化施工方法。
它是利用盾构机械在地下推进，通过盾构外壳和管片支承四周围岩防止隧道内部发生坍塌。
同时在开挖面前方用切削装置进行土体开挖，通过出土机械运出洞外，靠千斤顶在后部加压顶进，并拼装预制混凝土管片，形成隧道结构的一种机械化施工方法。
2 盾构机的分类盾构机TBM硬岩掘进机敞开式盾构机土压平衡盾构机泥水平衡盾构机顶管机敞开式盾构机敞开式盾构分为全敞开式和部分敞开式。
全敞开式盾构在隧道工作面上没有封闭的压力补偿系统，不能抵抗土压和地下水压。
土压平衡盾构机刀盘旋转切削的泥土通过刀盘开口被压进土舱，通过螺旋输送机运送到皮带机，然后运送到渣车上。
油缸推动盾构向前掘进，盾壳对挖掘出的还未衬砌的隧道起着临时支护作用，承受周围土层的水、土压力。
掘进、排土、衬砌等作业在盾壳的掩护下进行。
泥水平衡盾构机利用马达驱动刀盘旋转，液压千斤顶推动刀盘前进。
压力平衡系统通过气垫加压使工作腔内的压力与推进中受到的水、土压力保持平衡，保证开挖面的稳定。
在开挖腔内不断注入泥浆，开挖的碴土悬浮在泥浆里，通过排泥管输送到隧道外。
并通过输送机运送管片，由拼装机在盾构内拼装，完成衬砌。
TBM硬岩掘进机在常温常压下，利用盾体或撑靴支撑岩壁，克服开挖岩体所需的推力和扭矩，主推进或辅助推进系统提供开挖岩体所需的推力，同时主驱动带动刀盘刀具滚压破岩，连续皮带机或矿车将岩碴运出洞外，管片安装机与辅助推进系统实现同步衬砌与开挖，伸缩护盾和主、辅助推进系统实现换步和连续隧道施工作业。
单护盾硬岩盾构机单护盾硬岩盾构机TBM硬岩掘进机双护盾硬岩盾构机双护盾硬岩盾构机撑靴式硬岩盾构机撑靴式硬岩盾构机顶管机顶管法施工是在管道的沿线按设计方案设置工作井和接收井。
盾构知识点总结
盾构知识点总结一、盾构的基本原理盾构机是一种专门设计用于地下隧道开挖的设备，它通常由推进系统、掘进系统、土压平衡系统、注浆系统、排土系统、控制系统等组成。
盾构机的基本原理是通过在地下挖掘同时安装隧道衬砌或其他结构物，从而实现地下隧道的开挖和建设。
在工程现场，盾构机通常通过液压系统驱动，利用刀盘或刀盘刀具对地下土壤进行切削，然后将挖掘的土壤通过土压平衡或压力泥浆的方式排出隧道外。
隧道衬砌则通过推进系统安装到地下的开挖部位，从而形成完整的隧道结构。
二、盾构的分类盾构机可以根据其工作原理、结构特点以及适用范围等不同进行分类。
常见的盾构分类有以下几种：1. 按照工作原理分类：盾构机主要分为开式盾构机和闭式盾构机两种。
开式盾构是指在整个开挖过程中，土壤和水可以随着刀盘的转动自由流动，不需要采取特殊措施排出，一般用于稳定的土质条件下的隧道开挖。
闭式盾构则是指在开挖过程中通过压力泥浆或土压平衡的方式来控制土壤流动，适用于不稳定的土质条件下的隧道开挖。
2. 按照结构特点分类：盾构机可以分为硬岩盾构和软土盾构两种。
硬岩盾构主要适用于坚硬岩石层下的隧道开挖，其刀盘一般采用碳化钎头等硬质合金材料制成；软土盾构则适用于松软土质条件下的隧道开挖，其刀盘一般采用刀片、刀架等结构较为复杂的装置。
3. 按照适用范围分类：盾构机可以分为地铁盾构、道路盾构、排水管道盾构等不同种类，针对具体的工程需求进行设计和定制。
三、盾构的优点在地下隧道建设中，盾构机具有以下几大优点：1. 高效性：盾构机可以实现连续不间断的隧道开挖和衬砌施工，大大提高了开挖速度和工程进度。
2. 精准性：盾构机的开挖过程受到严格的控制和监测，可以保证隧道的准确尺寸和优质质量。
3. 安全性：盾构机工作过程中不会对地表造成破坏，减少了施工对周边环境和建筑物的影响，同时也降低了工人的工作风险。
4. 环保性：盾构机在工作过程中可以控制和处理排出的土壤和水，减少了对环境的污染，有利于城市生态环境的保护。
盾构机形状分类
盾构机形状分类
盾构机是一种用于隧道施工的特殊设备，其形状可以分为几种不同的类型。
下面将介绍其中的三种常见盾构机形状。
第一种是圆形盾构机。
圆形盾构机外形呈圆筒状，类似于一个巨大的圆柱体。
圆形盾构机通常由一个中心轴和外部盾体组成，中心轴负责推进盾构机，而外部盾体则用于固定和保护工作面。
这种形状的盾构机适用于直径较小的隧道施工，具有施工速度快、结构简单等优点。
第二种是矩形盾构机。
矩形盾构机的外形呈矩形或长方形，与圆形盾构机相比，它的结构更为复杂。
矩形盾构机通常由多个部分组成，包括顶盖、尾部、盾体等。
矩形盾构机适用于较大直径的隧道施工，其结构设计更为精细，能够承受更大的施工压力。
第三种是平板盾构机。
平板盾构机的外形呈平板状，与前两种盾构机形状相比，它更为扁平。
平板盾构机适用于特殊地质条件下的隧道施工，例如软土地质或水下施工等。
平板盾构机具有较大的接触面积，能够更好地稳定地质情况，同时具有较好的适应性和灵活性。
以上是三种常见的盾构机形状。
每种形状都有其适用的场景和优势，具体的选择需要根据工程需求和地质状况进行判断。
盾构机的形状多样化为隧道施工提供了更多的选择和灵活性，也为人类创造了更多的发展机会。
盾构机基本原理与分类
绪论
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盾构构造及应用
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绪论
1、盾构及其基本工作原理 2、盾构法的优缺点 3、盾构施工开挖及支撑方式 4、盾构机的分类 5、盾构的发展简史
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期五10时57分34秒
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2
第一节 盾构及其基本工作原理
一、盾构的定义
（3）隧道工作面形式可根据其稳定性进行优化，特 别是土层需要支撑的情况下。
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二、盾构施工的支撑方式
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2、我国盾构机的发展历程
• 纵观我国盾构法隧道的发展历程，大体上 可以分为三个阶段：
1、自然工作面支撑 即隧道工作面的稳定性是借助掘进暂时停
顿期间它固有的稳定性或借助桁架上的土 层行程的斜坡而稳定的。
适用于地层：由于不适于抵御水压，因此只 适用于干的或排干的地层
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2、机械工作面支撑 （1）板条支撑 （2）活动工作面支撑 （3）封闭切削轮支撑
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盾构机，全名叫盾构隧道掘进机，是一种隧道掘进的专用工程机械
用盾构机进行隧洞施工具有自动化程度高。
在隧洞洞线较长、埋深较大的情况下，用盾构机施工更为经济合理。
盾构机的基本工作原理就是一个圆柱体的钢组件沿隧洞轴线边向前推进边对土壤进行挖掘。
该圆柱体组件的壳体即护盾，它对挖掘出的还未衬砌的隧洞段起着临时文撑的作用，承受周围土层的压力，有时还承受地下水压以及将地下水挡在外面。
挖掘、排土、衬砌等作业在护盾的掩护下进行。
盾构机根据工作原理一般分为手掘式盾构，挤压式盾构，半机械式盾构（局部气压、全局气压），机械式盾构（开胸式切削盾构，气压式盾构，泥水加压盾构，土压平衡盾构，混合型盾构，异型盾构）。
泥水式盾构机是通过加压泥水或泥浆(通常为膨润土悬浮液)来稳定开挖面，其刀盘后面有一个密封隔板，与开挖面之间形成泥水室，里面充满了泥浆，开挖土料与泥浆混合由泥浆泵输送到洞外分离厂，经分离后泥浆重复使用。
土压平衡式盾构机是把土料(必要时添加泡沫等对土壤进行改良)作为稳定开挖面的介质，刀盘后隔板与开挖面之间形成泥土室，刀盘旋转开挖使泥土料增加，再由螺旋输料器旋转将土料运出，泥土室内土压可由刀盘旋转开挖速度和螺旋输出料器出土量(旋转速度)进行调节。
根据盾构机不同的分类，盾构开挖方法可分为：敞开式、机械切削式、网格式和挤压式等。
为了减少盾构施工对地层的扰动，可先借助千斤顶驱动盾构使其切口贯入土层，然后在切口内进行土体开挖与运输。
a.敞开式开挖
手掘式及半机械式盾构均为半敞开式开挖，这种方法适于地地质条件较好，开挖面在掘进中能维持稳定或在有辅助措施是能维持稳定的情况，其开挖一般是从顶部开始逐层向下挖掘。
若土层较差，还可借用千斤顶加撑板对开挖面进行临时支撑。
采用敞开式开挖，处理孤立障碍物、纠偏、超挖均为其它方式容易。
为尽量减少对地层的扰动，要适当控制超挖量与暴露时间。
b.机械切削式开挖
指与盾构直径相仿的全断面旋转切削刀盘开挖方式。
根据地质条件的好坏，大刀盘可分为刀架间无封板及有封板两种。
刀架间无封板适用于土质较好的条件。
大刀盘开挖方式，在弯道施工或纠偏是不如敞开式开挖便于超挖。
此外，清除障碍物也不如敞开式开挖。
使用大刀盘的盾构，机械构造复杂，消耗动力较大。
目前国内外较先进的泥水加压盾构、土压平衡盾构，均采用这种开挖方式。
c.网格式开挖
采用网格式开挖，开挖面由网格梁与格板分成许多格子。
开挖面的支撑作用是由土的粘聚力和网格厚度范围内的阻力而产生的。
当盾构推进是，土体就从格子里挤出来。
根据土的性质，调节网格的开孔面积。
采用网格式开挖时，在所有千斤顶缩回后，会产生较大的盾构后退现象，导致地表沉降，因此，在施工务必采取有效措施，防止盾构后退。
d.挤压式开挖
全挤压式和局部挤压式开挖，由于不出土或只部分出土，对地层有较大的扰动，在施工轴线时，应尽量避开地面建筑物。
局部挤压时施工时，要精心控制出土量，以减少和控制地表变形。
全挤压式施工时，盾构把四周一定范围内的土体挤密实。