盾构法概论与施工操作
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1932年原苏联开始用直径为6.6~9.5m的盾构先
后在其斯科、列宁格勒、基辅等城市修建地下铁道
的区间隧道及车站。
1922年日本开始用盾构法修筑国铁奥羽线折渡隧
道。
1943年修建关门水底隧道直径达6.0m，长1100
多米。
1956年在海州露天矿用直径2.66m的盾构在砂土
层开凿了疏水巷道；
1957年起北京采用直径2.0m、2.6m的盾构施工
盾构法概论和 施工操作
盾构法是使用所谓的“盾构”机械，在围岩中推进，一 边防止土砂的崩坍，一边在其内部进行开挖、衬砌作 业修建隧道的方法。
出土 转盘
盾构千 压 在盾尾空隙 盾构 斤顶 浆 中的压浆
孔
盾构 正面 网格
管片 拼装 机
管片
压浆泵 出土机盾由 隧构管 道法片 衬组 砌施成 结工的 构概貌 盾构法施工概貌
四、盾构机的种类
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。
竖井 后盾管片
发展史：
最早是在1818年由英国工程师布鲁诺尔(M.I , Brunel)发明的，他是从船的木板中，有一种蛀虫钻 出孔道，并用它分泌的粘液加固洞穴得到启发而研制 出的，并于1925年开始用一个宽11.58m、高6.7m 的矩形盾构，在英国伦教的泰晤出河下面修建世界第 一条水底隧道。施工中遇到泥水涌入隧道的极大困难， 两次被淹，直至1835年对后构作了改良.用压气辅助 施工，才于1843年完工。隧道全长458m。
⑥ 盾构进入终端工作井并被拆除，如施工需要，也 可穿越工作井再向前推进。
四、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。
四、盾构机的种类
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、
二、盾构法存在的不足
⑤ 盾构法隧道上方一定范围内的地表沉陷尚难完全 防止，特别在饱和含水松软的土层中，要采取严 密的技术措施才能把沉陷限制在很小的限度内， 目前还不能完全防止以盾构正上方为中心土层的 地表沉降。
⑥ 在饱和含水地层中，盾构法施工所用的拼装衬 砌，对达到整体结构防水性的技术要求较高。
三、盾构法施工步骤
封闭式盾构
为了能在极软弱的地层中应用，可采用封闭式盾构施工 是在距开挖面稍后一点的地方设置隔墙，在隔墙上设置可 调面积的开口,将被压缩了的土砂排出的一种方法；
在砂，粘土未分选的冲积层中最适用。 由于是从开口处排出压密、凝缩了的土砂，故不适用硬土 层中。如果含砂率高，有可能推进困难;如果液性指数高， 土壤将流出，工作面不稳定。
但是，由于粒径和颗粒组成的不同，即使含砂率和液性 指数相同，有时可以进行施工，有时又不能进行施工。
计算推进力时，应根据土质和开口比确定。
四、盾构机的种类
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、
二、盾构法存在的不足
① 当隧道曲线半径过小时，施工较为困难。 ② 在陆地建造隧道时，如隧道覆土太浅，开挖面
稳定甚为困难，甚至不能施工，而在水下时，如 覆土太浅则盾构法施工不够安全，要确保一定厚 度的覆土。 ③ 竖井中长期有噪声和振动，要有解决的措施。 ④ 盾构施工中采用全气压方法以疏干和稳定地层 时，对劳动保护要求较高，施工条件差。
1888~1890年间用盾构法在美国和加拿大间的圣
克莱(St,Clair)河下建成了一条直径为6.40 m，长 为1870m的萨尔尼亚(Sarnia)水底隧道，为盾构法 修建隧道开拓了更为广阔地发展前景。
20世纪初，盾构法施工已在美、英、法、俄等国
开始推广，已用在水底公路隧道、地下铁道、上下
水道、电力、通讯煤气等市政公用地下设施管道。
① 在盾构法隧道的起始端和终端各建一个工作井； ② 盾构在起始端工作井内安装就位； ③ 依靠盾构千斤顶推力（作用在新拼装好的衬砌和
工作井后壁上）将盾构从起始工作井的壁墙开孔 处推出； ④ 盾构在地层中沿着设计轴线推进，在推进的同时 不断出土和安装衬砌管片；
三、盾构法施工步骤
⑤ 及时地向衬砌背后的空隙注浆，防止地层移动和 固定衬砌环的位置；
一、盾构法的主要优点
⑤ 施工不受风雨等气候条件影响。 ⑥ 隧道的施工费用不受覆土量多少影响，适宜于建
造覆土较深的隧道。在土质差水位高的地方建设 埋深较大的隧道，盾构法有较好的技术经济优越 性。 ⑦ 当隧道穿过河底或其他建筑物时，不影响施工。 ⑧ 只要设法使盾构的开挖面稳定，则隧道越深、地 基越差、土中影响施工的埋设物等越多，与明挖 法相比，经济上、施工进度上越有利。
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。
四、盾构机的种类
手掘式盾构机四、盾构机ຫໍສະໝຸດ 种类手掘式盾构工法实例示意图
该盾构机对于途中存在障碍物、断面形状特殊及短距离等情形均较适合。 与封闭式盾构相比，价格便宜20～40%。图4.2示出是掘进距离70m， 有障碍物的人工式盾构工程的施工示意图。
下水道工程；
1972年在江苏大屯矿用立井盾构施工了井筒达
150m。
从1960年起上海在第四纪软弱饱和水土层中用不
同类型盾构完成了一批地铁区同隧道、水底公路隧 道、地下人防通道、引水隧道、排水隧道、电缆隧 道等工程。
一、盾构法的主要优点
①除竖井施工外，施工作业均在地下进行，噪音、 振动引起的公害小，既不影响地面交通，又可减少 对附近居民的噪音和振动影响。 ② 盾构推进、出土、拼装衬砌等主要工序循环进行， 施工易于管理，施工人员也较少，劳动强度低，生 产效率高。 ③ 土方量外运较少。 ④ 穿越河道时不影响航运。
后在其斯科、列宁格勒、基辅等城市修建地下铁道
的区间隧道及车站。
1922年日本开始用盾构法修筑国铁奥羽线折渡隧
道。
1943年修建关门水底隧道直径达6.0m，长1100
多米。
1956年在海州露天矿用直径2.66m的盾构在砂土
层开凿了疏水巷道；
1957年起北京采用直径2.0m、2.6m的盾构施工
盾构法概论和 施工操作
盾构法是使用所谓的“盾构”机械，在围岩中推进，一 边防止土砂的崩坍，一边在其内部进行开挖、衬砌作 业修建隧道的方法。
出土 转盘
盾构千 压 在盾尾空隙 盾构 斤顶 浆 中的压浆
孔
盾构 正面 网格
管片 拼装 机
管片
压浆泵 出土机盾由 隧构管 道法片 衬组 砌施成 结工的 构概貌 盾构法施工概貌
四、盾构机的种类
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。
竖井 后盾管片
发展史：
最早是在1818年由英国工程师布鲁诺尔(M.I , Brunel)发明的，他是从船的木板中，有一种蛀虫钻 出孔道，并用它分泌的粘液加固洞穴得到启发而研制 出的，并于1925年开始用一个宽11.58m、高6.7m 的矩形盾构，在英国伦教的泰晤出河下面修建世界第 一条水底隧道。施工中遇到泥水涌入隧道的极大困难， 两次被淹，直至1835年对后构作了改良.用压气辅助 施工，才于1843年完工。隧道全长458m。
⑥ 盾构进入终端工作井并被拆除，如施工需要，也 可穿越工作井再向前推进。
四、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。
四、盾构机的种类
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、
二、盾构法存在的不足
⑤ 盾构法隧道上方一定范围内的地表沉陷尚难完全 防止，特别在饱和含水松软的土层中，要采取严 密的技术措施才能把沉陷限制在很小的限度内， 目前还不能完全防止以盾构正上方为中心土层的 地表沉降。
⑥ 在饱和含水地层中，盾构法施工所用的拼装衬 砌，对达到整体结构防水性的技术要求较高。
三、盾构法施工步骤
封闭式盾构
为了能在极软弱的地层中应用，可采用封闭式盾构施工 是在距开挖面稍后一点的地方设置隔墙，在隔墙上设置可 调面积的开口,将被压缩了的土砂排出的一种方法；
在砂，粘土未分选的冲积层中最适用。 由于是从开口处排出压密、凝缩了的土砂，故不适用硬土 层中。如果含砂率高，有可能推进困难;如果液性指数高， 土壤将流出，工作面不稳定。
但是，由于粒径和颗粒组成的不同，即使含砂率和液性 指数相同，有时可以进行施工，有时又不能进行施工。
计算推进力时，应根据土质和开口比确定。
四、盾构机的种类
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、
二、盾构法存在的不足
① 当隧道曲线半径过小时，施工较为困难。 ② 在陆地建造隧道时，如隧道覆土太浅，开挖面
稳定甚为困难，甚至不能施工，而在水下时，如 覆土太浅则盾构法施工不够安全，要确保一定厚 度的覆土。 ③ 竖井中长期有噪声和振动，要有解决的措施。 ④ 盾构施工中采用全气压方法以疏干和稳定地层 时，对劳动保护要求较高，施工条件差。
1888~1890年间用盾构法在美国和加拿大间的圣
克莱(St,Clair)河下建成了一条直径为6.40 m，长 为1870m的萨尔尼亚(Sarnia)水底隧道，为盾构法 修建隧道开拓了更为广阔地发展前景。
20世纪初，盾构法施工已在美、英、法、俄等国
开始推广，已用在水底公路隧道、地下铁道、上下
水道、电力、通讯煤气等市政公用地下设施管道。
① 在盾构法隧道的起始端和终端各建一个工作井； ② 盾构在起始端工作井内安装就位； ③ 依靠盾构千斤顶推力（作用在新拼装好的衬砌和
工作井后壁上）将盾构从起始工作井的壁墙开孔 处推出； ④ 盾构在地层中沿着设计轴线推进，在推进的同时 不断出土和安装衬砌管片；
三、盾构法施工步骤
⑤ 及时地向衬砌背后的空隙注浆，防止地层移动和 固定衬砌环的位置；
一、盾构法的主要优点
⑤ 施工不受风雨等气候条件影响。 ⑥ 隧道的施工费用不受覆土量多少影响，适宜于建
造覆土较深的隧道。在土质差水位高的地方建设 埋深较大的隧道，盾构法有较好的技术经济优越 性。 ⑦ 当隧道穿过河底或其他建筑物时，不影响施工。 ⑧ 只要设法使盾构的开挖面稳定，则隧道越深、地 基越差、土中影响施工的埋设物等越多，与明挖 法相比，经济上、施工进度上越有利。
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。
四、盾构机的种类
手掘式盾构机四、盾构机ຫໍສະໝຸດ 种类手掘式盾构工法实例示意图
该盾构机对于途中存在障碍物、断面形状特殊及短距离等情形均较适合。 与封闭式盾构相比，价格便宜20～40%。图4.2示出是掘进距离70m， 有障碍物的人工式盾构工程的施工示意图。
下水道工程；
1972年在江苏大屯矿用立井盾构施工了井筒达
150m。
从1960年起上海在第四纪软弱饱和水土层中用不
同类型盾构完成了一批地铁区同隧道、水底公路隧 道、地下人防通道、引水隧道、排水隧道、电缆隧 道等工程。
一、盾构法的主要优点
①除竖井施工外，施工作业均在地下进行，噪音、 振动引起的公害小，既不影响地面交通，又可减少 对附近居民的噪音和振动影响。 ② 盾构推进、出土、拼装衬砌等主要工序循环进行， 施工易于管理，施工人员也较少，劳动强度低，生 产效率高。 ③ 土方量外运较少。 ④ 穿越河道时不影响航运。