地铁盾构施工技术PPT课件
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城市地铁盾构施工技术
二Ｏ一七年十二月
目录
一、盾构机定义 二、盾构法施工及其特点 三、盾构隧道的历史及发展 四、盾构机分类及型式 五、盾构机造型 六、典型盾构机介绍 七、盾构配套设施 八、盾构施工主要工序 九、盾构辅助施工工法
一、盾构机定义
盾构机是一种用于软土隧道暗挖施工、具有金属外壳、壳内装有整 机及辅助设备，在其掩护下进行土体开挖、土渣排运、推进和管片
盾构机推进主要依靠盾构内部设置的千斤顶。
以盾构为核心的建造隧道的施工方法称为盾构工 法.
二、盾构法施工及其特点
盾构法施工优点
安全性、高效率、危害小、环境影响小、经济性
盾构法施工缺点
重复利用率低、施工复杂、适用性受限、工作条 件差、地表变形不易控制
二、盾构法施工及其特点
盾构法施工的难点
盾构机对地质变化高度敏感，地质适应性要求高 。
其实 TBM和盾构除了这些本质的差别外，笼统 的来说，都是一样，都是隧道全断面掘进。只是 不同的工作环境应用不同的机械构造罢了。
五、盾构机的选型
盾构机选型主要是确定盾构类型、外形尺寸、 驱动形式、铰接方式、推力、扭矩、刀盘、刀 具配置、开口率、密封方式、同步注浆配置、 螺旋机功率等等。
五、盾构机的选型
六、典型盾构介绍—土压平衡盾构机
2、土压平衡盾构缺点
掘削扭矩大 地层沉降大 直径不能过大
六、典型盾构介绍—土压平衡盾构
土压平衡式盾构机原理
通过挖掘下来土料作为稳定开挖面介质，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室土料增加， 再由螺旋输送机旋转将土料运出，泥土室内土压可由刀盘 旋转开挖速度和螺旋输料器出土量(旋转速度)进行调节。
使之成为可塑、渗透性极小的泥土，并保持一定的动态平衡压力，控制开 挖面土体不塌陷和地面不发生较大沉降。 ⑷螺旋输送机系统：将切削下来的土体输送到皮带机或编组列车内,是控 制密封舱内保持一定土压与开挖面土压和水压平衡的关键管片吊运系统。
根据施工要求及地质条件作好盾构选型工作
隧道地质情况、工 程要求、环境保护要求 、经济比较、地面施工 场地大小等因素是盾构 选型的基本依据。
五、盾构机的选型
透水性
卵石 粗砾石 中等砾石
细砾石 粗砂 中砂 细砂 砂质、粉砂黏土 粉砂
黏土
–– 10
–– 1 –– 10- 1 –– 10- 2 –– 10- 3 –– 10- 4 –– 10- 5 –– 10- 6 –– 10- 7 –– 10- 8 –– 10- 9 –– 10- 10 –– 10- 11 –– 10- 12
土压平衡式盾构机适用于地层稳定性较好，地下水位不 高的情况。
土压平衡盾构机工作原理
水土 压+ 压=土仓压力 力力
六、典型盾构介绍—土压平衡盾构机
土压平衡盾构机的主要部件和系统结构介绍
⑴刀盘切削系统：位于切口环内，由盘体、切削刀、仿形刀、传动箱、 集中润滑系统组成。
⑵推进系统：由若干组推进千斤顶组成。 ⑶加泥与注浆系统：外加泥或水与切削下来的密封舱内土体充分搅拌，
四、盾构机的分类
3. 按掘削面的挡土形式分类
盾构机
敞开式 封闭式
土压平衡式 泥水平衡式
来自百度文库
纯土压平衡式
加泥型土压平衡式 （泡沫、膨润土等
TBM和盾构机的具体区别？
TBM分敞开式、单护盾式、双护盾式。
TBM和盾构机的具体区别？
1.适用的工程不一样，TBM用于硬岩，盾构机用于土层的 挖掘。
2.两者的掘进，平衡，支护系统都不一样。 3.TBM比盾构技术更先进，更复杂。
四、 盾构机分类
1. 按断面形状分类
单圆盾构； 复圆盾构（双圆和三圆）； 非圆盾构（椭圆形盾构、矩形、 马蹄形、半圆形），也称异形盾
构。
四、 盾构机分类
双圆和多圆盾构
四、 盾构机分类
异 型 盾 构
四、 盾构机分类
多 联 盾 构
四、 盾构机分类
子母盾构
四、 盾构机分类
转向盾构
四、盾构机的分类
离长达7.5公里，盾构直径达15.43米 。
三、盾构隧道的历史及发展
盾构技术的发展
盾构机作为一种安全、快速的隧道掘进设备，归纳起 来可以说经历了四个发展阶段： 以布鲁诺尔（1818年）盾构为代表的初期盾构 ； 以机械式、气压式、网格式盾构代表的第二代盾构； 以闭胸式（土压式、泥水式）盾构为代表的第三代盾构； 以异形化、多功能、综合化为各自特色的第四代盾构。
型盾构； 我国于1957年北京下水道工程中首次出现2.6m小盾构 ； 上海市延安东路过江道路隧道使用11.0 m直径的大盾构； 2010年开通的南京长江隧道，左右线盾构隧道的总长度为6042米，
开挖直径14.96m，采用泥水平衡盾构机； 上海长江隧道，2000年通车，隧道全长8.95公里，盾构一次性掘进距
盾构机对维修保养要求高，重要部件更换难度大 。
在复杂地层，盾构机操作控制难度大。 盾构法施工对环境造成的不利影响仍不可避免。
三、盾构隧道的历史及发展
用盾构法修建隧道开始于1818年 ，法国工程师布鲁诺尔； 1825年在英国泰晤士河下首次用矩形盾构建造隧道 ； 近代，日本盾构法得到了迅速发展，用途越来越广，并研制了大量新
安装等作业，而使隧道一次成型的工作机械。 盾构机是一种隧道掘进的专用工程机械，现代盾构集机、电、液、 传感、信息技术于一体，具有开挖切削土体、输送土渣、拼装隧道
衬砌、量测导向纠偏等功能。
二、盾构法施工及其特点
盾构机是一种既能支撑地层压力、又能在地层中 掘进的施工机具.
盾构机头部可以安全地开挖地层 ,尾部可以装配预制管 片或砌块，迅速地拼装成隧道永久衬砌。
(m/s)
渗 透 系 数
泥水盾构
加泡沫后
土压平衡盾构
六、典型盾构介绍
目前常用的盾构机可分为泥水加压式和土压平衡式两大 类，遇到较复杂的地质情况也可采用混合式盾构机械。
泥水平衡盾构 土压平衡盾构
复合盾构
六、典型盾构介绍—土压平衡盾构机
1、土压平衡盾构优点
成本低 出土效率高 适用土质地层范围广 掘进中盾构机体的摆动小
2. 按盾构机的尺寸大小分类
按盾构机的尺寸大小，盾构机可分为超小型、小型、中型、大型、特 大型、超特大型。
超小型盾构系指D（直径）≤1m的盾构， 小型盾构系指1m＜D≤3.5m的盾构， 中型盾构系指3.5m＜D≤6m的盾构， 大型盾构系指6m＜D≤14m的盾构， 特大型盾构系指14m＜D≤17m的盾构， 超特大型盾构系指D＞17m的盾构
二Ｏ一七年十二月
目录
一、盾构机定义 二、盾构法施工及其特点 三、盾构隧道的历史及发展 四、盾构机分类及型式 五、盾构机造型 六、典型盾构机介绍 七、盾构配套设施 八、盾构施工主要工序 九、盾构辅助施工工法
一、盾构机定义
盾构机是一种用于软土隧道暗挖施工、具有金属外壳、壳内装有整 机及辅助设备，在其掩护下进行土体开挖、土渣排运、推进和管片
盾构机推进主要依靠盾构内部设置的千斤顶。
以盾构为核心的建造隧道的施工方法称为盾构工 法.
二、盾构法施工及其特点
盾构法施工优点
安全性、高效率、危害小、环境影响小、经济性
盾构法施工缺点
重复利用率低、施工复杂、适用性受限、工作条 件差、地表变形不易控制
二、盾构法施工及其特点
盾构法施工的难点
盾构机对地质变化高度敏感，地质适应性要求高 。
其实 TBM和盾构除了这些本质的差别外，笼统 的来说，都是一样，都是隧道全断面掘进。只是 不同的工作环境应用不同的机械构造罢了。
五、盾构机的选型
盾构机选型主要是确定盾构类型、外形尺寸、 驱动形式、铰接方式、推力、扭矩、刀盘、刀 具配置、开口率、密封方式、同步注浆配置、 螺旋机功率等等。
五、盾构机的选型
六、典型盾构介绍—土压平衡盾构机
2、土压平衡盾构缺点
掘削扭矩大 地层沉降大 直径不能过大
六、典型盾构介绍—土压平衡盾构
土压平衡式盾构机原理
通过挖掘下来土料作为稳定开挖面介质，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室土料增加， 再由螺旋输送机旋转将土料运出，泥土室内土压可由刀盘 旋转开挖速度和螺旋输料器出土量(旋转速度)进行调节。
使之成为可塑、渗透性极小的泥土，并保持一定的动态平衡压力，控制开 挖面土体不塌陷和地面不发生较大沉降。 ⑷螺旋输送机系统：将切削下来的土体输送到皮带机或编组列车内,是控 制密封舱内保持一定土压与开挖面土压和水压平衡的关键管片吊运系统。
根据施工要求及地质条件作好盾构选型工作
隧道地质情况、工 程要求、环境保护要求 、经济比较、地面施工 场地大小等因素是盾构 选型的基本依据。
五、盾构机的选型
透水性
卵石 粗砾石 中等砾石
细砾石 粗砂 中砂 细砂 砂质、粉砂黏土 粉砂
黏土
–– 10
–– 1 –– 10- 1 –– 10- 2 –– 10- 3 –– 10- 4 –– 10- 5 –– 10- 6 –– 10- 7 –– 10- 8 –– 10- 9 –– 10- 10 –– 10- 11 –– 10- 12
土压平衡式盾构机适用于地层稳定性较好，地下水位不 高的情况。
土压平衡盾构机工作原理
水土 压+ 压=土仓压力 力力
六、典型盾构介绍—土压平衡盾构机
土压平衡盾构机的主要部件和系统结构介绍
⑴刀盘切削系统：位于切口环内，由盘体、切削刀、仿形刀、传动箱、 集中润滑系统组成。
⑵推进系统：由若干组推进千斤顶组成。 ⑶加泥与注浆系统：外加泥或水与切削下来的密封舱内土体充分搅拌，
四、盾构机的分类
3. 按掘削面的挡土形式分类
盾构机
敞开式 封闭式
土压平衡式 泥水平衡式
来自百度文库
纯土压平衡式
加泥型土压平衡式 （泡沫、膨润土等
TBM和盾构机的具体区别？
TBM分敞开式、单护盾式、双护盾式。
TBM和盾构机的具体区别？
1.适用的工程不一样，TBM用于硬岩，盾构机用于土层的 挖掘。
2.两者的掘进，平衡，支护系统都不一样。 3.TBM比盾构技术更先进，更复杂。
四、 盾构机分类
1. 按断面形状分类
单圆盾构； 复圆盾构（双圆和三圆）； 非圆盾构（椭圆形盾构、矩形、 马蹄形、半圆形），也称异形盾
构。
四、 盾构机分类
双圆和多圆盾构
四、 盾构机分类
异 型 盾 构
四、 盾构机分类
多 联 盾 构
四、 盾构机分类
子母盾构
四、 盾构机分类
转向盾构
四、盾构机的分类
离长达7.5公里，盾构直径达15.43米 。
三、盾构隧道的历史及发展
盾构技术的发展
盾构机作为一种安全、快速的隧道掘进设备，归纳起 来可以说经历了四个发展阶段： 以布鲁诺尔（1818年）盾构为代表的初期盾构 ； 以机械式、气压式、网格式盾构代表的第二代盾构； 以闭胸式（土压式、泥水式）盾构为代表的第三代盾构； 以异形化、多功能、综合化为各自特色的第四代盾构。
型盾构； 我国于1957年北京下水道工程中首次出现2.6m小盾构 ； 上海市延安东路过江道路隧道使用11.0 m直径的大盾构； 2010年开通的南京长江隧道，左右线盾构隧道的总长度为6042米，
开挖直径14.96m，采用泥水平衡盾构机； 上海长江隧道，2000年通车，隧道全长8.95公里，盾构一次性掘进距
盾构机对维修保养要求高，重要部件更换难度大 。
在复杂地层，盾构机操作控制难度大。 盾构法施工对环境造成的不利影响仍不可避免。
三、盾构隧道的历史及发展
用盾构法修建隧道开始于1818年 ，法国工程师布鲁诺尔； 1825年在英国泰晤士河下首次用矩形盾构建造隧道 ； 近代，日本盾构法得到了迅速发展，用途越来越广，并研制了大量新
安装等作业，而使隧道一次成型的工作机械。 盾构机是一种隧道掘进的专用工程机械，现代盾构集机、电、液、 传感、信息技术于一体，具有开挖切削土体、输送土渣、拼装隧道
衬砌、量测导向纠偏等功能。
二、盾构法施工及其特点
盾构机是一种既能支撑地层压力、又能在地层中 掘进的施工机具.
盾构机头部可以安全地开挖地层 ,尾部可以装配预制管 片或砌块，迅速地拼装成隧道永久衬砌。
(m/s)
渗 透 系 数
泥水盾构
加泡沫后
土压平衡盾构
六、典型盾构介绍
目前常用的盾构机可分为泥水加压式和土压平衡式两大 类，遇到较复杂的地质情况也可采用混合式盾构机械。
泥水平衡盾构 土压平衡盾构
复合盾构
六、典型盾构介绍—土压平衡盾构机
1、土压平衡盾构优点
成本低 出土效率高 适用土质地层范围广 掘进中盾构机体的摆动小
2. 按盾构机的尺寸大小分类
按盾构机的尺寸大小，盾构机可分为超小型、小型、中型、大型、特 大型、超特大型。
超小型盾构系指D（直径）≤1m的盾构， 小型盾构系指1m＜D≤3.5m的盾构， 中型盾构系指3.5m＜D≤6m的盾构， 大型盾构系指6m＜D≤14m的盾构， 特大型盾构系指14m＜D≤17m的盾构， 超特大型盾构系指D＞17m的盾构