异型盾构隧道新技术-8页精选文档
盾构隧道施工技术
施工监测
详细介绍了盾构隧道施工的各个阶段，包括工作井施 工、盾构机组装与调试、始发掘进、接收井施工等， 以及各阶段的关键技术要点和注意事项。
广州地铁某标段盾构隧道施工案例分析
概述
盾构机选型
施工工艺
施工监测
广州地铁某标段盾构隧道施 工案例，主要介绍了该工程 的基本情况、施工环境、盾 构机选型、施工工艺、施工
在处理过程中，还需要注意对 泥水性质的监测和控制，以防 止泥水对盾构机造成损害。
盾构机姿态控制技术
盾构机姿态控制是保证隧道施工质量 的关键技术之一，它涉及到对盾构机 姿态的监测和调整。
姿态控制技术还包括对盾构机推进力 的控制，以保持盾构机的稳定推进。
在盾构机推进过程中，需要实时监测 盾构机的位置和姿态，并根据实际情 况进行调整，以确保隧道轴线的准确 性和稳定性。
进行了分析和评估。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
施工工艺
详细介绍了盾构隧道施工的各个阶段，包括工作井施工、 盾构机组装与调试、始发掘进、接收井施工等，以及各阶 段的关键技术要点和注意事项。
施工监测
为了保证施工安全和质量，采用了多种监测手段对盾构隧 道施工过程进行实时监测和数据采集，并对监测结果进行 了分析和评估。
上海地铁某标段盾构隧道施工案例分析
在盾构机推进过程中，需要实时监测土层压力，并根据实际情况调整土压力，以防 止土层塌陷或超挖。
土压力控制技术还包括对盾构机出土量的控制，以保持土层压力的平衡，防止盾构 机前方土体发生过大变形。
泥水处理技术
盾构机在挖掘过程中会产生大 量的泥水，需要进行处理以避 免泥水对隧道施工造成影响。
泥水处理技术包括对泥水的分 离、浓缩、运输和排放等环节 的处理，以确保泥水能够得到 有效的处理和利用。
(整理)异型盾构隧道新技术
异型盾构隧道新技术1．自由断面盾构法（1） 原理概要所谓自由断面盾构法就是在一个普通圆形盾构主刀盘的外侧设置数个规模比主刀盘小的行星刀盘。
随主刀盘的旋转行星刀盘在外围作自转的同时绕主刀盘公转，行星刀盘公转的轨道由行星刀盘扇动臂的扇动角度确定。
通过对行星刀盘扇动臂的调节可开挖各种非圆形断面的隧道。
也就是说，通过对行星刀盘公转轨道的设计可选择如矩形断面，椭圆形断面，马蹄形断面，卵形断面等非圆形断面。
此盾构法尤其适用于地下空间受限制的如穿梭于既成管线和水道之间的中小型隧道工程。
图-3.1 自由断面盾构构造图图-3.2 可开挖的非圆形断面扇动臂钢外壳盾尾同步注浆装置管片拼装机管片尾部止水板人孔伸缩装置（2） 特点与一般盾构法相比，自由盾构法的特点如下：1) 可开挖多种非圆形断面的隧道，选择细长型断面对宽度或深度受限制的地下空间更有效的得到利用。
2) 可根据不同的使用目的合理选择不同断面，比如共同沟和电力管线等选择矩形断面，公路和铁路隧道则选择马蹄形断面等。
3) 隧道断面的最大纵横尺寸之比为椭圆形1.5：1.0，矩形1.2：1.0，马蹄形1.35：1.0。
假定各隧道断面的横向宽度等于圆形断面的直径（3.16m ），假定圆形断面的面积为1.0，则椭圆形为1.7，矩形为1.5，马蹄形则为1.6。
4) 行星刀盘上的刀具以梅花状布置，扇动臂采用计算机自动控制。
（a ）行星刀盘 （b ）扇动臂的控制图-3.2 行星刀盘及扇动臂的控制（3） 工程实例迄今自由断面盾构法已在下水道工程中运用。
下列照片为1例试验性施工和1例实际工程的施工例。
试验施工中使用的盾构机宽3.16m ，高4.66m 的土压式平衡单点铰接盾构。
试验施工直线段长度36m ，曲线段半径R=60m 长度16m 。
实际工程段盾构机宽3.16m ，高4.66m 的土压式平衡2点铰接盾构，累积开挖长度565m ，曲线段最小曲率半径R=20。
（a ） 纵向椭圆形盾构机 （b ）试验施工隧道（直线段）（c ）实际工程隧道（曲线）照片-3.1 施工实例扇动千斤顶扇动千斤顶行星刀盘扇动臂导向臂导向臂出刃角进刃角超硬刃角2．偏心多轴盾构法（1） 原理概要偏心多轴盾构采用多根主轴，垂直于主轴方向固定一组曲柄轴，在曲柄轴上再安装刀架。
盾构隧道防水堵漏技术范文（二篇）
盾构隧道防水堵漏技术范文隧道工程在现代城市化建设中扮演着至关重要的角色。
而在隧道工程中，盾构隧道是一种常见的施工方法。
然而，隧道工程中的一项重要工作就是防水堵漏。
隧道的防水堵漏技术对于确保隧道的安全运营具有重要意义。
本文将介绍盾构隧道防水堵漏技术，探讨其应用范围和关键技术要点。
盾构隧道防水堵漏技术的应用范围非常广泛。
不论是地下铁道、城市道路隧道还是水利工程隧洞，都需要在施工过程中进行有效的防水堵漏工作。
盾构隧道防水堵漏技术不仅仅适用于地下空间，还可用于建筑物的地下室、停车场等空间的防水工程。
因此，盾构隧道防水堵漏技术的应用范围非常广泛。
在盾构隧道防水堵漏技术中，关键的技术要点包括材料选择、施工工艺和工程质量控制。
首先，材料选择是盾构隧道防水堵漏技术的重要一环。
高质量的防水材料可以有效提高工程的防水性能。
在盾构隧道防水堵漏中常用的材料有聚氨酯涂料、聚合物水泥溶胶、橡胶水泥涂料等。
这些材料具有良好的粘结力和耐候性，适用于盾构隧道的防水堵漏工作。
其次，施工工艺是盾构隧道防水堵漏技术的另一个重要环节。
盾构隧道施工中，需要对隧道的开挖、喷浆注浆、防水层施工等环节进行科学合理的安排。
一方面，要确保施工工艺的连续性和协调性，避免出现工程质量问题。
另一方面，还要注重施工的细节，如防水层的厚度和均匀性，施工接缝的密封性等。
只有做到细节把控，才能提高盾构隧道防水堵漏工程的质量。
最后，工程质量控制是盾构隧道防水堵漏技术的核心。
工程质量控制要从施工前期规划到施工过程中的监理和质量验收全程进行。
一方面，要严格按照设计方案进行施工，确保材料的使用和施工工艺的执行符合相关标准和规范。
另一方面，还要加强施工现场的管理，对施工过程进行监督和检查，及时发现并处理施工质量问题。
只有通过全面的工程质量控制，才能确保盾构隧道防水堵漏工程的质量可靠。
综上所述，盾构隧道防水堵漏技术是隧道工程中非常重要的一项技术措施。
盾构隧道的防水堵漏工程涉及材料选择、施工工艺和工程质量控制等方面的内容。
盾构法隧道工程PPT课件
第1页/共17页
盾构法施工的主要程序为：盾构竖井的修建→盾构设备的拼装及附属设 施的准备→盾构的开挖与推进→隧道衬砌的拼装→衬砌壁后压浆。
第2页/共17页
6 . 1 盾构出洞 (1)施工现场已完成设计、勘察交底。
(2)工作井已通过结构验收。
(盾3) 盾构构出推洞进 、条测件量、：监 测 施 工 组织 方 案 已 审 批并 组 织 了 各方 讨 论 ，监 理 细
第6页/共17页
6.2盾构管片
盾构管片质量控制 (1)严格检查制作盾构管片的钢模精度，保证管片质量。 (2)盾构管片的混凝土强度和抗渗性能必须满足设计要求，应严格控制 混凝土的坍落度。 (3)盾构管片的混凝土浇筑、脱模、养护应严格按施工方案进行。盾构 管片的制作精度、预埋件、预留孔（洞）位置必须满足设计和规范要求。 (4)盾构管片的渗漏和水平拼装检验必须符合规范要求。 (5)严格控制管片的进场检验，对存在气泡、局部破损、裂缝等现象的 管片要根据相应规定进行判定、修补，并将不合格的管片，清除出场。
第11页/共17页
盾构管片
盾构管片是盾构施工的主要装配构件，是隧道的最外层屏障，承担着抵 抗土层压力、地下水压力以及一些特殊荷载的作用。盾构管片质量直接 关系到隧道的整体质量和安全，影响隧道的防水性能及耐久性能。
第12页/共17页
返回
第13页页/共17页
第16页/共17页
第5页/共17页
2）加强盾构进出洞准备及测量 ①审查地质工程勘察报告、设计地质说明等相关资料，在施工方案中， 对流砂等不良地质情况应有相应的预防措施。 ②了解端头井附近的地下管线状况，绘制管线图，以便为场地布置、 地基加固、盾构吊装、监测布点等工作提供条件。 ③必须建立严格的平面控制测量网，进行地面和井下联测。建立井下 导线，用以盾构进洞后进行放线指引盾构掘进。 ④必须建立严格的高程测量网，将地面水准点传递至井下水准点上， 作为井下高程起算点，并应选择主要导线点作为永久水准点。 ⑤制作盾构上的测量标志点。测量标志点要做好原始记录和校核记录， 以免盾构标志数据中存在系统误差。 ⑥一公里左右的隧道需进行三次联系测量，盾构进洞前应及时做好地 面中心的复测工作，并根据洞门中心调整盾构推进轴线。
盾构法隧道施工技术与进展
抗渗检测设备
管片检漏试验
三环试拼装
三环试拼装及接缝测量
管片堆场
管片堆场堆放
错缝拼装隧道
盾构工作井及钢封门（SMW）
盾 构 出 洞
盾构进洞前凿除封门（地下墙）
盾构进洞
盾构进洞
盾尾进洞
四、盾构隧道施工工法新技术
1 大口径圆形盾构工法
1.1 东京湾跨海公路隧道 1.2 东京地铁7号线
（三）盾构法的适用范围
可以穿越各种复杂工程、水文地质特性的地 层，适用范围广泛。
（1）大直径、双圆、多圆盾构的适用范围： 直径10m左右的大型盾构多用于修建水底公 路隧道和铁路隧道，还可以用于建造暗埋地 铁车站。
（2）中直径盾构的适用范围：直径6m左右 的中型盾构适用于修建地下铁道的区间隧道。
（3）小直径盾构的适用范围：直径3m左右 的小型盾构较多用于引水、排水、电缆、通 讯及其它市政公用设施综合管道的建设中。
• 周围建筑物的保 护
• 长距离施工 • 急曲线施工 • 障碍物
盾构机选型流程图（三）
[比较论证] 安全
• 开挖面稳定 • 环境保护 • 地基变形 • 操作环境
经济
• 推进 • 衬砌
• 盾构 • 相关措施
工期
• 推进 • 衬砌
• 相关措施
综合评价 方法的选择
三、盾构法隧道施工技术
1）高强、耐久性管片制造 2）通、错缝拼装比较，纵横向变形分析 3）进出工作井难题与对策 4）纠偏 5）特殊条件沉降控制 6）流砂、砂质粉土变形机理及危害 7）掘进过程中遇到桩、大石块、超浅覆
（4）在饱和含水地层中，盾构法施工所用的拼装衬砌，要达到整体结构防水性 的技术要求较高。
（5）盾构液压系统、自动控制系统、自动监测系统操作复杂，要求施工人员技 术素质高
盾构隧道工程技术
盾构隧道工程技术-d o c(总29页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--第一节盾构施工概况一．盾构法基本概念盾构法是在地面下暗挖隧道的一种施工方法。
当代城市建筑、公用设施和各种交通日益繁杂，市区明挖隧道施工，对城市生活的干扰问题日趋严重，特别在市区中心遇到隧道埋深较大，地质复杂的情况，若用明挖法建造隧道则很难实现。
在这种条件下采用盾构法对城市地下铁道、上下水道、电力通讯、市政公用设施等各种隧道建设具有明显优点。
此外，在建造穿越水域、沼泽地和山地的公路和铁路隧道或水工隧道中，盾构法也往往因它在特定条件下的经济合理性及技术方面的优势而得到采用。
盾构法施工的概貌如图1所示。
构成盾构法施工的主要内容是：先在隧道某段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开孔处出发，在地层中沿着设计轴线，向另一竖井或基坑的设计孔洞推进。
盾构推进中所受到的地层阻力，通过盾构千斤顶传至盾构尾部已拼装的预制隧道衬砌结构，再传到竖井或基坑的后靠壁上，盾构是这种施工方法中最主要的独特的施工机具。
它是一个能支承地层压力而又能在地层中推进的圆形或矩形或马蹄形等特殊形状的钢筒结构，在钢筒的前面设置各种类型的支撑和开挖土体的装置，在钢筒中段周圈内面安装顶进所需的千斤顶，钢筒尾部是具有一定空间的壳体，在盾尾内可以拼装一至二环预制的隧道衬砌环。
盾构每推进一环距离，就在盾尾支护下拼装一环衬砌，并及时向紧靠盾尾后面的开挖坑道周边与衬砌环外周之间的空隙中压注足够的浆体，以防止隧道及地面下沉。
在盾构推进过程中不断从开挖面排出适量的土方。
使用盾构法，往往需要根据穿越土层的工程地质水文地质特点辅以其他施工技术措施。
主要有：1．疏干掘进土层中地下水的措施；2．稳定地层、防止隧道及地面沉陷的土壤加固措施；3．隧道衬砌的防水堵漏技术；4．配合施工的监测技术；5．气压施工中的劳动防护措施；6．开挖土方的运输及处理方法等。
盾构隧道施工方法及技术措施
第八章盾构隧道施工措施及技术措施§11端头加固§1.1端头加固概述盾构进出洞门外土体为软弱含水旳土层，盾构机在进出洞时，工作面将处在开放状态，这种开放状态将持续较长时间。
若不提前加固处理，地下水、涌水等就会进入工作井，就会导致软弱地层不稳定，严重状况下会引起洞门塌方。
为保证施工安全及盾构机顺利始发及出洞，必须对洞门外土体进行加固处理。
本标段盾构始发及抵达共有4个端头需要加固，详细加固措施见表8-1-1表8-1-1 盾构进出洞端头加固措施一览表1.1.1加固旳原则（1）根据隧道埋深及盾构隧道穿越地层状况，确定加固措施和范围。
（2）在充足考虑洞门破除时间和措施旳基础上，选择合适旳加固措施和范围，保证洞门破除和盾构机进、出洞旳安全。
1.1.2加固规定根据始发及抵达端头地层性质及地面条件，选择加固措施，加固后旳土体应有良好旳自立性，密封性、均质性，采用搅拌桩加固旳土体无侧限抗压强度不不不小于0.8MPa，渗透系数k≤1×10-8cm/sec。
（2）渗透系数＜1.0×10-5cm/s。
1.2端头旳施工1.2.1施工原理旋喷法施工是运用钻机把带有特殊喷嘴旳注浆管钻进至土层旳预定位置后，用高压脉冲泵，将水泥浆液通过钻杆下端旳喷射装置，向四面以高速水平喷入土体，借助流体旳冲击力切削土层，使喷流射程内土体遭受破坏，与此同步钻杆一面以一定旳速度旋转，一面低速渐渐提高，使土体与水泥浆充足搅拌混合，胶结硬化后即在地基中形成直径比较均匀，具有一定强度旳桩体，从而使地层得到加固。
1.2.2机械设备旋喷法施工重要机具设备包括：高压泵、泥浆泵、钻机、浆液搅拌器、空压机、旋喷管和高压胶管等；辅助设备包括操纵控制系统、高压管路系统、材料储存系统以及多种管材、阀门、接头安全设施等。
浆液搅拌采用污水泵自循环式旳搅拌罐，钻机采用XY-100型振动钻机，空压机采用SA-5150W空压机，参数为20m3/min。
隧道工程施工新技术
隧道工程施工新技术随着我国基础设施建设的快速发展，隧道工程在交通运输、城市地下空间利用等领域发挥着越来越重要的作用。
为了提高隧道工程的建设质量和效率，减少施工风险，近年来，我国在隧道工程施工技术方面进行了一系列创新和突破。
本文将介绍几种隧道工程施工新技术。
一、盾构法施工技术盾构法施工技术是一种非开挖隧道施工技术，具有施工速度快、地表影响小、施工质量容易控制等优点。
近年来，我国在盾构法施工技术方面取得了显著的进展，不仅成功应用于国内的隧道工程，还出口到国外市场。
目前，我国盾构设备制造能力世界领先，已成为全球最大的盾构市场。
二、喷射混凝土支护技术喷射混凝土支护技术是一种高效、快速的隧道工程施工技术，通过高压喷射设备将混凝土喷射到隧道围岩表面，迅速形成一层支护结构，对围岩起到支护作用。
该技术具有施工速度快、支护效果好、劳动力成本低等优点，在我国隧道工程中得到了广泛应用。
三、锚杆施工技术锚杆施工技术是一种通过在隧道围岩中钻孔、安装锚杆，利用锚杆与围岩之间的粘结力来提高围岩稳定性的技术。
近年来，我国在锚杆施工技术方面取得了一系列创新，如预应力锚杆、自粘式锚杆等，有效提高了隧道工程的施工安全性和质量。
四、长距离顶管技术长距离顶管技术是一种无需挖槽或在水下开挖土方的隧道施工技术，通过顶管设备将空心的钢管推入地层，实现管道的敷设。
该技术具有施工速度快、地表影响小、施工质量容易控制等优点，在我国城市供水、排水、燃气等管道工程中得到了广泛应用。
五、气动夯管锤铺管施工技术气动夯管锤铺管施工技术是一种不需要阻力支座的隧道施工技术，利用动态的冲击能将空心的钢管推入地层。
该技术具有施工速度快、劳动力成本低、地表影响小等优点，适用于管径小于900mm的管线铺设工程。
六、导向钻进法施工技术导向钻进法施工技术是一种通过地面导向设备控制钻进方向，实现隧道开挖的方法。
该技术具有施工精度高、地表影响小、施工质量容易控制等优点，适用于城市地下空间利用、交通隧道等工程。
第八章 盾构隧道施工方法及技术措施
第八章盾构隧道施工方法及技术措施§11端头加固§1.1端头加固概述盾构进出洞门外土体为软弱含水的土层，盾构机在进出洞时，工作面将处于开放状态，这种开放状态将持续较长时间。
若不提前加固处理，地下水、涌水等就会进入工作井，就会导致软弱地层不稳定，严重情况下会引起洞门塌方。
为确保施工安全及盾构机顺利始发及出洞，必须对洞门外土体进行加固处理。
本标段盾构始发及到达共有4个端头需要加固，具体加固方法见表8-1-1表8-1-1 盾构进出洞端头加固方法一览表1.1.1加固的原则（1）根据隧道埋深及盾构隧道穿越地层情况，确定加固方法和范围。
（2）在充分考虑洞门破除时间和方法的基础上，选择合适的加固方法和范围，确保洞门破除和盾构机进、出洞的安全。
1.1.2加固要求根据始发及到达端头地层性质及地面条件，选择加固方法，加固后的土体应有良好的自立性，密封性、均质性，采用搅拌桩加固的土体无侧限抗压强度不小于0.8MPa，渗透系数k≤1×10-8cm/sec。
（2）渗透系数＜1.0×10-5cm/s。
1.2端头的施工1.2.1施工原理旋喷法施工是利用钻机把带有特殊喷嘴的注浆管钻进至土层的预定位置后，用高压脉冲泵，将水泥浆液通过钻杆下端的喷射装置，向四周以高速水平喷入土体，借助流体的冲击力切削土层，使喷流射程内土体遭受破坏，与此同时钻杆一面以一定的速度旋转，一面低速徐徐提升，使土体与水泥浆充分搅拌混合，胶结硬化后即在地基中形成直径比较均匀，具有一定强度的桩体，从而使地层得到加固。
1.2.2机械设备旋喷法施工主要机具设备包括：高压泵、泥浆泵、钻机、浆液搅拌器、空压机、旋喷管和高压胶管等；辅助设备包括操纵控制系统、高压管路系统、材料储存系统以及各种管材、阀门、接头安全设施等。
浆液搅拌采用污水泵自循环式的搅拌罐，钻机采用XY-100型振动钻机，空压机采用SA-5150W空压机，参数为20m3/min。
隧道施工中的新技术——盾构技术
隧道施工中的新技术——盾构技术随着城市化进程的不断发展，越来越多的建筑、交通、水利、能源等基础设施工程正在紧锣密鼓地进行着，隧道工程也成为了其中的重要一环。
而在隧道工程中，盾构技术已经成为了一种主要的施工方法。
一、盾构技术的原理和特点盾构机是一种在施工过程中不断前进，在地下开挖隧道、同时组装衬砌并且进行进洞施工的机械。
这种机器是将一个套筒直接推进地下，同时将地下挖出的物质运到地面。
在盾构机中，前部是铰接支架，由液压系统控制，以支撑机器在地下前进，并且在施工时帮助挖掘机进行挖掘。
而中心的掘进尘管将土壤、水泥及水运送到机器后部，交给与之匹配的运输机进行运输。
盾构技术不但可以加速隧道施工速度，而且施工效果优良，占用土地小，对环境影响小，通行效果好等特点，所以愈来愈受到市场的称誉，工程质量得到保障。
二、盾构技术的应用范围盾构技术是一种适用于各种不同材料、直径不同、长度不定的隧道，可以适用较长、较深的隧道构造，适用于隧道内安装各种管道、线缆、通风设备等；另外，它还适用于水下隧道和加密潜水隧道的开挖工程。
在现代化的隧道建设过程中，盾构机是最重要的施工工具之一，广泛应用于道路、铁路、地铁和城市供排水管网等领域。
三、盾构技术的发展现状盾构技术经过几十年的发展，其施工速度、效率和安全性不断提升，技术不断创新。
如今，盾构机已经普及到全球各个角落，其技术领先于世界建筑技术的发展水平，具有广阔的市场前景。
无论是传统的隧道建设还是高速公路、铁路等大型项目的实施，盾构技术在其中都起到了至关重要的作用。
这种技术的应用既能加快施工进度，又能保障工程质量，未来将会在各行各业被更多地使用。
盾构及异型盾构施工技术
盾构及异型盾构施工技术一、盾构施工技术要点盾构一词的含义在土木工程领域中为遮盖物、保护物。
使用盾构机在地下掘进，于护盾的保护下，在机内安全地进行开挖和衬砌作业，从而构筑成隧道的施工方法，称为盾构施工法。
1、盾构施工的主要施工机具为盾构掘进机(Shield),它由切削刀盘、动力机构、液压主轴顶进机构、液压纠偏机构、液压中继顶进机构、液压主顶进机构、衬砌及岩土排运机构以及检测导向机构等几个部分组成。
盾构机是由外形与隧道断面相同、但尺寸比隧道外形稍大的钢筒或框架压入地层中构成保护掘削机的外壳和壳内各种作业机械、作业空间组成的组合体，是一种既能支承地层压力，又能在地层中推进的施工机具。
外形仗”系统代片n功拚芯器刀贝械转尊液施.及？?清片起真机管井地放传送苗曾片供用系统war-斤HI微调r斤is盾构机由通用机械(外壳、掘削机构、挡土机构、推进机构、管片拼装井口土箱吊运管片吊运下井管片水平运输泥水平衡盾构盾构机的尺寸：盾构机的外径D e = D ()+ 2(x + t)式中Do —管片外径，mm ；x —盾尾间隙，mm ；t —盾尾外壳的厚度，mnic□ f -送泥管 K 入式地山探查装｛■ 保特装置'超音波式饱山空■探查装■可勃W ' 排呢管盾构机的长度：盾构长度主要(L)取决于地质条件、隧道的平面形状、开挖方式、出土方式 及衬砌形式等多种因素。
L = Lc + + Lj普靛对例裁船船I 舞器?度、刀盘后面搅拌装置的纵气蒸嘟染'点狷喘舐园瞄i跪严承机构等 」广一盾尾的长度，可按下式确定■ L T = L s + B + C F + C R>s —盾构千斤顶撑挡长度，m ； ■月一管片的宽度，m ；■ c 厂组装管片的富余量，m o 通常取=(0.25-0.33)；■ c 厂包括安装尾封材在内的后部富余量，m o通常把盾壳总长L 与盾构外径De 之比§称为盾构的灵敏度，§越小，操 作越方便。
盾构法隧道异型断面施工技术初探
盾构法隧道异型断面施工技术初探提纲：一、盾构法隧道异型断面施工技术初探的背景和意义二、盾构法隧道异型断面施工技术的原理和特点三、盾构法隧道异型断面施工技术的施工流程和关键技术四、盾构法隧道异型断面施工技术的适用范围和发展趋势五、盾构法隧道异型断面施工技术的风险和对策一、盾构法隧道异型断面施工技术初探的背景和意义盾构法隧道施工技术是当前城市地下交通建设的主要施工方法，其应用领域包括地铁、隧道、水利、电力等。
随着城市建设的不断推进和交通需求的不断增加，隧道建设越来越多地涉及到异型断面施工。
异型断面是指隧道断面在长、宽、高等尺寸上存在明显变化的情况。
与传统隧道相比，异型断面隧道具有施工难度大、需要更高的技术水平、工期长、成本高等特点。
因此，盾构法隧道异型断面施工技术初探具有重要意义。
本文将对盾构法隧道异型断面施工技术进行深入研究，以期提高城市地下交通建设的施工效率和质量。
二、盾构法隧道异型断面施工技术的原理和特点盾构法隧道施工技术是一种基于土力学原理的机械化隧道掘进方法。
盾构机是通过液压或机械驱动的主体在地下推进，同时施工人员在地面实时调整掘进方向和参数，掘进过程中形成的土方通过输送带或管道将其从隧道出口处运出。
盾构法隧道异型断面施工技术与传统隧道施工的区别在于，盾构法隧道异型断面施工需要在掘进过程中随时调整盾构机的掘进方向、姿态和深度，以精确控制隧道断面形状。
盾构法隧道异型断面施工技术的特点有以下几点：1. 对盾构机的精度要求高：由于异型断面施工需要精确控制盾构机的掘进方向和姿态等参数，因此需要对盾构机的掘进精度和灵敏度进行更高的要求。
2. 难度大：由于异型断面隧道经常需要在掘进过程中随时调整掘进方向和参数，施工难度大，需要较高的技术水平和专业知识。
3. 工期长：由于异型断面施工需要在掘进过程中随时调整掘进方向和参数，因此施工周期长，需要更长时间的施工计划和管理。
4. 成本高：由于盾构法隧道异型断面施工需要更高的技术水平和更长的施工周期，因此成本较传统隧道施工显著提高。
异型盾构隧道新技术7页word
异型盾构隧道新技术1．自由断面盾构法（1）原理概要所谓自由断面盾构法就是在一个普通圆形盾构主刀盘的外侧设置数个规模比主刀盘小的行星刀盘。
随主刀盘的旋转行星刀盘在外围作自转的同时绕主刀盘公转，行星刀盘公转的轨道由行星刀盘扇动臂的扇动角度确定。
通过对行星刀盘扇动臂的调节可开挖各种非圆形断面的隧道。
也就是说，通过对行星刀盘公转轨道的设计可选择如矩形断面，椭圆形断面，马蹄形断面，卵形断面等非圆形断面。
此盾构法尤其适用于地下空间受限制的如穿梭于既成管线和水道之间的中小型隧道工程。
图-3.1 自由断面盾构构造图图-3.2 可开挖的非圆形断面（2）特点与一般盾构法相比，自由盾构法的特点如下：1)可开挖多种非圆形断面的隧道，选择细长型断面对宽度或深度受限制的地下空间更有效的得到利用。
2)可根据不同的使用目的合理选择不同断面，比如共同沟和电力管线等选择矩形断面，公路和铁路隧道则选择马蹄形断面等。
3)隧道断面的最大纵横尺寸之比为椭圆形1.5：1.0，矩形1.2：1.0，马蹄形1.35：1.0。
假定各隧道断面的横向宽度等于圆形断面的直径（3.16m），假定圆形断面的面积为1.0，则椭圆形为1.7，矩形为1.5，马蹄形则为1.6。
4)行星刀盘上的刀具以梅花状布置，扇动臂采用计算机自动控制。
（a）行星刀盘（b）扇动臂的控制图-3.2 行星刀盘及扇动臂的控制（3）工程实例迄今自由断面盾构法已在下水道工程中运用。
下列照片为1例试验性施工和1例实际工程的施工例。
试验施工中使用的盾构机宽3.16m，高4.66m的土压式平衡单点铰接盾构。
试验施工直线段长度36m，曲线段半径R=60m长度16m。
实际工程段盾构机宽3.16m，高4.66m的土压式平衡2点铰接盾构，累积开挖长度565m，曲线段最小曲率半径R=20。
（a）纵向椭圆形盾构机（b）试验施工隧道（直线段）（c）实际工程隧道（曲线）照片-3.1 施工实例2．偏心多轴盾构法（1）原理概要偏心多轴盾构采用多根主轴，垂直于主轴方向固定一组曲柄轴，在曲柄轴上再安装刀架。
盾构法隧道施工技术PPT课件
2021/3/8
11
运输系统配置
主要包括：垂直运输系统和水平运输系统
垂直运输系统
该系统主要指行车。行车配置需要考虑以下几点：
（1）根据土箱及渣土总重量，决定行车的起吊吨位
（2）根据工作井结构尺寸、施工场地具体布置情况等来 确定行车跨度
2021/3/8
13
井内布置
主要包括以下几个方面： （1）盾构基座安放 （2）后靠及其后部支撑体系制作 （3）导向轨安装 （4）出洞防水装置安装
2021/3/8
14
盾构机下井组装、调试
2021/3/8
15
出洞段施工主要内容
➢ 负环拼装 ➢ 洞门混凝土凿除 ➢ 盾构机进入加固区，刀盘开始切削加固土体 ➢ 盾构机头出加固区，施工参数及时调整 ➢ 盾构机尾部脱离洞圈，开始封洞门 ➢ 100m试推进及车架转接
2021/3/8
9
主要分以下几个部分 ：
（1）前期准备 （2）出洞段施工 （3）正常段施工 （4）进洞段施工
2021/3/8
10
根据现场地貌情况，对现场进行布置。 根据隧道长度，隧道直径，工作井尺寸，选择隧道运输系
统。运输系统包括：水平运输系统和垂直运输系统。 根据盾构机出洞施工需求，进行井内布置（包括盾构基座、
2021/3/8
3
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
了大量新型盾构； 我国于1957年北京排水工程中首次出现2.6m小盾构 。
2021/3/8
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
异型盾构隧道新技术1．自由断面盾构法（1）原理概要所谓自由断面盾构法就是在一个普通圆形盾构主刀盘的外侧设置数个规模比主刀盘小的行星刀盘。
随主刀盘的旋转行星刀盘在外围作自转的同时绕主刀盘公转，行星刀盘公转的轨道由行星刀盘扇动臂的扇动角度确定。
通过对行星刀盘扇动臂的调节可开挖各种非圆形断面的隧道。
也就是说，通过对行星刀盘公转轨道的设计可选择如矩形断面，椭圆形断面，马蹄形断面，卵形断面等非圆形断面。
此盾构法尤其适用于地下空间受限制的如穿梭于既成管线和水道之间的中小型隧道工程。
图-3.1 自由断面盾构构造图图-3.2 可开挖的非圆形断面（2）特点与一般盾构法相比，自由盾构法的特点如下：1)可开挖多种非圆形断面的隧道，选择细长型断面对宽度或深度受限制的地下空间更有效的得到利用。
2)可根据不同的使用目的合理选择不同断面，比如共同沟和电力管线等选择矩形断面，公路和铁路隧道则选择马蹄形断面等。
3)隧道断面的最大纵横尺寸之比为椭圆形1.5：1.0，矩形1.2：1.0，马蹄形 1.35：1.0。
假定各隧道断面的横向宽度等于圆形断面的直径（3.16m），假定圆形断面的面积为1.0，则椭圆形为1.7，矩形为1.5，马蹄形则为1.6。
4)行星刀盘上的刀具以梅花状布置，扇动臂采用计算机自动控制。
（a）行星刀盘（b）扇动臂的控制图-3.2 行星刀盘及扇动臂的控制（3）工程实例迄今自由断面盾构法已在下水道工程中运用。
下列照片为1例试验性施工和1例实际工程的施工例。
试验施工中使用的盾构机宽3.16m，高4.66m的土压式平衡单点铰接盾构。
试验施工直线段长度36m，曲线段半径R=60m长度16m。
实际工程段盾构机宽3.16m，高4.66m的土压式平衡2点铰接盾构，累积开挖长度565m，曲线段最小曲率半径R=20。
（a）纵向椭圆形盾构机（b）试验施工隧道（直线段）（c）实际工程隧道（曲线）照片-3.1 施工实例2．偏心多轴盾构法（1）原理概要偏心多轴盾构采用多根主轴，垂直于主轴方向固定一组曲柄轴，在曲柄轴上再安装刀架。
运转主轴刀架将在同一平面内作圆弧运动，被开挖的断面接近于刀架的形状。
因此，可根据隧道断面形状要求设计刀架是矩形，圆形，圆环形，椭圆形或马蹄形。
下图为开挖圆形断面和矩形断面的偏心多轴盾构原理示意图。
（a）圆形断面（b）矩形断面图-1.1 偏心盾构的原理示意图（2）特点与一般盾构相比偏心多轴盾构具有以下特点：1)可根据需要选择刀架形状开挖任意断面的隧道。
2)刀架转动半径小，可选择较小的驱动扭矩。
因采用多个转动轴同时驱动刀架，所以盾构机显得紧凑玲珑，易装，易拆，易运等特点，适用于大断面隧道开挖。
3)刀架转动半径小，刀具的行走距离也小。
从刀片的磨损角度上来说，比一般盾构至少可多开挖3倍以上的距离，适合于长距离隧道的开挖。
4)刀架驱动装置小，盾构机内施工操作空间大，可根据需要在盾构机内配置土体改良设备，向整个隧道断面的任何位置进行土体改良，适合于曲率半径小，隧道间隔小，土质差等施工条件差的施工（见图-1.2）。
5)采用十字形交叉式刀片，此刀片的前后刀刃的角度相等，所以可进行全方位开挖。
可破碎大直径碎石和开挖高强度纤维加强混凝土墙（80MPa）（见图-1.3）。
图-1.2 土体改良示意图图-1.3 十字形交叉式刀片（3）工程实例到目前为止，偏心多轴盾构法已在水道，地铁和其它管线等许多地下工程中得到了运用。
下列照片为实际工程中使用的3例偏心多轴盾构机。
盾构（a）：用于某下水道工程的盾构宽4.38m，高3.98m，施工长度共计809m。
隧道的覆土深度为2.37m～4.15m，最浅处为盾构宽度的0.6倍。
双线隧道最小间隔为60cm。
盾构（b）：用于横浜MM21线地铁工程的盾构直径为7.15m，施工长度共计880m。
隧道的覆土深度为10.0m～18.0m，曲线段曲率半径R=1000m。
盾构（c）：用于营团地铁11号线地铁工程的盾构直径为9.60m，施工长度共计907m。
隧道的覆土深度为13.6m～15.5m，曲线段曲率半径R=1037m。
（a）某下水道干线工程（b）横浜MM21线地铁工程（c）营团地铁11号线地铁工程（宽度 4.38m高度 3.98m）（直径7.15m）（直径9.60m）照片-1.1 施工实例3．MF盾构法（1）原理概要MF（Multi Face）盾构由多个圆形断面的一部分错位重合而成，可同时开挖多个圆形断面的盾构法。
隧道有效面积较开挖面积相等的单圆断面而言要大，是一种较为经济合理的断面形式。
2个或多个大小不同的圆形断面通过一定规则的叠合可提供任意断面形式的隧道，在隧道线路规划时对线形的选择有更多的灵活性。
上下空间受限制的情况下则可选择横向叠合式。
MF盾构法更适用于地铁车站，共同沟和地下停车场等大断面隧道的开挖。
下图为MF盾构法应用范围示意图。
图-2.1 MF盾构的应用范围（2）特点MF盾构法的特点如下：1)由MF盾构法建成的隧道基本结构形式为圆形，所以它保持了圆形断面的力学特性。
2)隧道可由多个小型圆断面叠合形成，开挖量小断面利用率高。
3)在隧道线路规划时对线形的选择有更多的灵活性，可根据需要选择横向MF盾构或纵向MF盾构，更加适用于地下空间受到限制的隧道建设。
4)根据土质情况和施工条件以及对周围环境影响的需要，采用泥水盾构或土压盾构。
5)盾构由多个独立控制的圆形断面组成，可根据不同地质条件进行土体开挖管理。
6)通过调整各刀盘的转速和转向，利用开挖时作用在盾构上的反力可有效的控制盾构的姿势，纠偏也相对容易。
7)采用横向多圆盾构法可用于地铁车站，地铁车辆机务区段的开挖。
（3）工程实例MF盾构在地铁工程中运用较多。
横向2圆断面主要用于地铁线路段的隧道，横向3圆以上断面用于地铁车站和地铁机务段的隧道施工。
下列照片为实际工程中使用的2例MF盾构和由此施工法开挖的隧道。
横向2圆断面地铁线工程的开挖宽度为12.19m，2个圆断面的直径均为7.42m，施工长度为619m。
横向3圆断面地铁车站工程的开挖宽度为17.44m，其中中间圆断面直径8.85m，两侧圆断面直径8.14m，施工长度为275m。
（a）横向2圆盾构地铁线路工程（b）横向3圆盾构地铁车站工程照片-2.1 施工实例4．H&V盾构法（1）原理概要所谓的H&V（Horizontal variation & Vertical variation）盾构法是将几个圆形断面根据需要进行组合，以开挖多种隧道断面形式的一种特殊施工方法。
H&V施工法可同时开挖多条隧道，推进方式有像绳子一样互相纠缠在一起的螺旋式推进和让其中的某一个断面从中独立出去的分叉式推进两种方式。
可根据隧道的施工条件和用途在地下自由的掘进和改变隧道断面形式和走向。
其施工原理主要是采用了一种叉式铰接改向装置。
这种装置可使盾构胴体前端各自沿着相反的方向旋转，以改变盾构的推进方向。
利用这种铰接装置可使盾构机产生转动力矩，达到螺旋式推进的目的。
1)螺旋式推进的原理：相邻两个断面的盾构之间设置铰接式改向装置，使盾构胴体能各自沿着相反的方向螺旋式旋转。
促使盾构螺旋式旋转是有效的运用了盾构轴向偏转的特性，由偏心千斤顶提供旋转外力。
在盾构改向侧迎土面通过局部超挖刀具进行局部开挖，使盾构顺利并稳定的进行螺旋式过渡。
2)分叉式推进的原理：H&V中的各盾构配备有独立的驱动和排土设备。
相邻两个盾构的前胴部分由锚栓连接，后部则由螺栓连接，两者均可在盾构机的内部拆除。
盾构机之间在解除连接后由侧向千斤顶将需要分离的盾构顶出后各自沿着自己的方向推进。
（a）铰接式改向装置（b）螺旋式推进（c）分叉式推进图-10.1 H&V盾构法原理示意图（2）特点H&V盾构法具有以下特点：0)特制的铰接式改向装置，对盾构机的姿态以及方向的控制比较容易。
各盾构的驱动装置和开挖装置相互独立，可根据不同土质情况对开挖面的稳定进行管理，可自由选择采用泥水式盾构还是土压式盾构。
1)从纵向到横向或从横向到纵向，隧道断面在地下可自用的过渡和转换，无须设置工作井，对缩短工期，降低成本有利。
2)可根据需要自由的选择断面形式，而断面的基本形状是圆形所以在构造上保持了单圆盾构良好的力学特性。
线形设计时可不受周边障碍物的限制。
（3）工程实例H&V盾构法通过试验性施工证实此施工法可适用于各种地下工程，并在地铁和下水道中得到了运用。
迄今试验性施工1例，工程施工实例2例。
以下照片为2例工程实例，主要技术指标分别如下：盾构（a）：地铁车站工程施工例，采用2主2子的4圆泥水盾构机，其中主机 6.56m2台，子机 1.72m2台。
隧道宽13.18m，高7.06m，施工延长236m。
盾构（b）：下水道工程施工例，采用纵向2圆分叉式泥水盾构机，上部盾构3.29m，下部盾构 2.89m，施工延长154m。
盾构（a）地铁车站盾构（b）下水道照片-10.1 施工实例5．球体盾构法（1）概要球体盾构是利用球体本身可自由旋转的特点，将一球体内藏于先行主机盾构的内部，在球体内部又设计一个后续次机盾构。
先行盾构完成前期开挖后，利用球体的旋转改变隧道的推进方向，进行后期隧道的开挖。
改向后盾构机刀具交换和维修非常方便。
到目前为止在日本已开发了3种用途的球体盾构机并在9个工程中得到了运用。
下面简要介绍有关利用球体盾构法的原理和施工实例。
（2）纵横式连续推进球体盾构纵横式球体盾构是用一台盾构机完成竖向工作井和横向隧道开挖的一种特殊盾构机。
在纵向主机盾构内预先设置一个可旋转的球体，在球体内又收藏了一台专门用于开挖横向隧道的长度较短的次机盾构。
在纵向盾构内设有驱动轴可自由旋转球体，横向盾构的主体切削刀盘兼用于开挖竖向工作井，也就是说，只要在横向盾构的主体刀盘的外侧安装一个环状的超挖刀具，就可以用同一个切削装置开挖两个功能和尺寸不同的地下空间。
纵横式球体盾构共享一个切削驱动装置，主体切削刀和外侧环状刀具之间采用铰接式拉杆连接，通过油压千斤顶可使铰接式拉杆伸缩。
竖向工作井开挖结束后外侧环状刀具脱离主体刀盘残留在土中。
（a）竖向工作井开挖（b）球体旋转（c）横向隧道开挖图-4.1 纵横式连续推进球体盾构的开挖纵横式球体盾构的主要特点如下：1）因竖向工作井和横向盾构隧道是连续推进的，所以它无须考虑盾构进出洞时的土体加固处理和漏水等技术问题，提高了大深度工作井和隧道施工的安全性和施工速度，对缩短施工工期起积极的作用。
2）竖向工作井施工时对周围环境和地基沉降的影响较一般的施工法相比要小。
3）竖向工作井的内部空间和井壁厚度都可减小，节省工作井的工程费用。
4）隧道推进过程中开挖刀具的交换和维修非常方便，更适用于长距离隧道的开挖。