泥水平衡盾构简介80页PPT
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泥水平衡盾构简介
支承环
盾尾
刀盘
主驱动
泥水仓
进浆管 破碎机 推进油缸
排浆管 管片拼装机
13 盾构及掘进技术国家重点实验室
２．刀盘系统
刀盘是泥水盾构的主要工作部件，为各种盾构刀具提供安装位置， 根据工程实际需求，可分为常规泥水盾构刀盘和带常压换刀装置的刀盘。 前者厚度跟同尺寸的土压平衡盾构的刀盘厚度相当，后者厚度一般接近 2m或以上。
间接控制型泥水盾构控制 精度高，开挖仓内的泥水 压力波动小，一般在 0.01~0.02MPa之间变化。 掌子面压力的变化被迅速、 准确的平衡，降低了对地 层的扰动。
8 盾构及掘进技术国家重点实验室
３．泥水平衡原理
泥水稳定掌子面的方法源于地下连续墙的泥浆护壁原理，其基本原 理是通过在支撑环前面隔板的密封舱中，注入适当压力的泥浆，在开挖 面形成泥膜，支撑正面土体，并由安装在正面的刀盘切削土体表面泥膜， 与泥水混合后，形成高密度泥浆。
当泥水压力大于地下水压力时，泥水按照达西定律渗入土体，形成
与土壤间隙成一定比例的悬浮颗粒，这些颗粒被捕获并积聚于土体与泥
水的接触区，逐渐形成泥膜。当泥膜抵抗力远大于正面地层压力时，产
生泥水平衡效果。
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盾构及掘进技术国家重点实验室
泥膜的类型
泥皮泥膜
无泥 膜
渗透泥膜
泥水几乎不渗透，只形 成泥膜
盾构及掘进技术国家重点实验室
14 盾构及掘进技术国家重点实验室
15 盾构及掘进技术国家重点实验室
➢ 刀盘的设计要求 (1) 能够降低对刀具的磨损； (2) 保护刀盘的钢结构，刀盘的结构材料为Q345B 、16MnR、 GS52或相
当于这种材料的铸钢； (3) 能够实现高的贯入度； (4) 选择降低刀具的磨损及维持掌子面稳定的最优刀盘开口率； (5) 幅轮设计以使每个旋转方向都有多个碴土出口； (6) 2 个旋转方向(正/反)； (7) 刀盘前面有独立的喷口用于防止刀盘结泥饼； (8) 连接到主驱动的连接臂（厚壁管）保证刀盘良好的稳定性； (9) 出碴通道的几何设计必须满足开挖仓容易出碴； (10) 大的物料通道从刀盘外缘通到刀盘中心区域，这样便于将挖掘的物
泥水盾构操作及常见问题处理方法PPT课件
仪表、加热器等。 人行闸及承压隔板上有1个直径 为600mm圆形闸门以进入开挖室。
2.13集中润滑系统
1）油脂集中润滑的目的是为 刀盘驱动密封和中心回转接头装 置提供润滑脂。
2）稀油集中润滑系统 稀油集中润滑的目的是为刀盘驱 动大轴承和小齿轮供给润滑油。 由1台稀油润滑泵将润滑油从齿轮 箱通过分布网络输送到润滑点处 。
3.2.1 造浆系统
包括泥水拌制系统和浆液调整系统 (1)盾构在掘进过程中，需要进行新旧泥浆交替补充到盾构开挖面，
形成一定厚度的泥膜便于刀盘切削。 (2)当旧浆液浆量不足，需要及时补充新鲜浆液，造浆系统根据浆液
的粘度、比重等技术指标进行调整。以便及时向盾构泥水舱补充浆 液，使开挖面快速形成泥膜，便于开挖面稳定和盾构顺利掘进。 (3)拌制泥浆的主要材料是膨润土、CMS等
计有中心冲刷装置外，在外环隔板上也
冲
刷
配有冲刷装置，保证刀盘背部所有开口
覆
盖
都有喷口能够覆盖到。冲刷装置为由扬
所
有
程70m高压冲刷泵提供高压泥浆（泵出
滚
刀
口压力可调）。泥岩地段连续使用，在
轨
其他地段间断使用。根据已有施工以验
迹
，只要进浆压力大于泥水仓压力3bar，
即可将冲洗浆液送到刀盘背部，防泥饼
效果较好。
3.2.2 泥水输送系统
(1)泥水输送系统将调整浆通过进浆泵与进浆管道输送至盾构泥水舱
(2)刀盘切削下来的土砂和泥水舱中的泥水合成的泥浆，通过排浆与排浆管道 送往地面的泥水处理系统进行分离。
(3)泥水输送系统主要由进排浆泵、阀、进排浆管道及配套部件等组成，通过
泥水监控系统进行自动化操作。
Vers usine de traitement de boue To slurry treatment
2.13集中润滑系统
1）油脂集中润滑的目的是为 刀盘驱动密封和中心回转接头装 置提供润滑脂。
2）稀油集中润滑系统 稀油集中润滑的目的是为刀盘驱 动大轴承和小齿轮供给润滑油。 由1台稀油润滑泵将润滑油从齿轮 箱通过分布网络输送到润滑点处 。
3.2.1 造浆系统
包括泥水拌制系统和浆液调整系统 (1)盾构在掘进过程中，需要进行新旧泥浆交替补充到盾构开挖面，
形成一定厚度的泥膜便于刀盘切削。 (2)当旧浆液浆量不足，需要及时补充新鲜浆液，造浆系统根据浆液
的粘度、比重等技术指标进行调整。以便及时向盾构泥水舱补充浆 液，使开挖面快速形成泥膜，便于开挖面稳定和盾构顺利掘进。 (3)拌制泥浆的主要材料是膨润土、CMS等
计有中心冲刷装置外，在外环隔板上也
冲
刷
配有冲刷装置，保证刀盘背部所有开口
覆
盖
都有喷口能够覆盖到。冲刷装置为由扬
所
有
程70m高压冲刷泵提供高压泥浆（泵出
滚
刀
口压力可调）。泥岩地段连续使用，在
轨
其他地段间断使用。根据已有施工以验
迹
，只要进浆压力大于泥水仓压力3bar，
即可将冲洗浆液送到刀盘背部，防泥饼
效果较好。
3.2.2 泥水输送系统
(1)泥水输送系统将调整浆通过进浆泵与进浆管道输送至盾构泥水舱
(2)刀盘切削下来的土砂和泥水舱中的泥水合成的泥浆，通过排浆与排浆管道 送往地面的泥水处理系统进行分离。
(3)泥水输送系统主要由进排浆泵、阀、进排浆管道及配套部件等组成，通过
泥水监控系统进行自动化操作。
Vers usine de traitement de boue To slurry treatment
泥水平衡盾构
17:30
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盾构及掘进技术国家重点实验室
17:30
（2）带压进仓更换 ①普通带压进仓 盾构推进到选定地点停机，设定泥水仓内的压力，用压缩空气置换 泥水仓内的部分泥浆，使液位降到隔板密封仓门以下，与此同时人员进 入人仓，对人仓逐步加压，直至与泥水仓压力一致。之后，作业人员进 入泥水仓进行刀具检修更换作业。作业完成后，人员在人仓内减压，减 压结束后退出人仓。 缺点：作业效率低，作业人员有安全风险 ②饱和气体带压进仓 基本作业流程与普通带压进仓类似，不同之处是作业人员呼吸的是 混合气体（如氦氧混合气体），而不是空气，避免高压情况下呼吸普通 空气引起的“氮麻醉”现象，体内溶解的气体达到饱和状态后，作业人 员可以一直生活在人造高压环境中，直至工作完成，再减压即可，避免 普通带压进舱压力反复加减压，避免了患减压病的风险，也提高了作业 效率。
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盾构及掘进技术国家重点实验室
17:30
饱和气体带压进舱作业流程
进入人员舱等待转运
作业人员在生活舱加压完成 后，进入转运舱
作业人员通过转运舱进 入生活舱休息
整个作业循环中，人员均处于高压环境，待完成带压 进舱作业后，人员一次减压出舱
作业人员 进入转运 舱
作业人员 转运至人 舱
作业人员完成作业后进 入人舱，等待转运
泥水平衡盾构
盾构及掘进技术国家重点实验室 2019年6月
盾构及掘进技术国家重点实验室
提纲
一 泥水平衡盾构概述 二 泥水平衡盾构组成 三 泥水平衡盾构地质适应性范围 四 泥水平衡盾构应用案例
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盾构及掘进技术国家重点实验室
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一 泥水平衡盾构简介
3
盾构及掘进技术国家重点实验室
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泥水盾构简介
• 掘进循环达到一定距离，需要延伸泥浆管，泥浆管延伸装置， 目前了解有两种方式，一种是活塞式，一种是软管式。
图1
TBM到达其延长 行程末端，必须 增加新的泥浆管
软管环
隧道泥浆 平移托架
活塞式
图2 托架向前移动
软管式
图3
增加新的一段隧道泥浆管
隧道泥浆
隧道泥浆管
隧道泥浆
图4
盾构机向前 开挖
隧道泥浆管
隧道泥浆
气压调节系统
目前是使用的一般是SAMSON公司产品。其原理为，当压力降低或 升高，与设定值有偏差时，通过压力的反馈，调整进气阀或者排气阀， 对气仓内进行补气或排气，使压力逐渐升高或降低到设定压力值，直 至与设定值平衡。因为掘进时液位总是存在一定的波动，其压力有一 定变化，SAMSON系统能根据压力的反馈，及时对气压进行调整。
碎石机结构：在气仓底部设置排浆口，在排浆口布置有专 用的碎石结构即碎石机，对大颗粒的岩石进行破碎，避免 大颗粒进入泥浆循环系统损坏相应部件。
泥浆门结构：泥浆门布置在泥水仓和气仓之间的隔板底部， 主要作用是通过泥浆门的关闭，将气仓和泥水仓隔离，使 作业人员能在长压下进入气仓，在气仓里进行维修或检查 等作业。泥浆门的布置位置有所不同，海瑞克和NFM有所 不同。海瑞克的布置在气仓侧，NFM公司的布置在泥水仓 内。
活塞式延伸时，先将泥浆管内泥浆泵送到刀盘里，再进行活塞收缩，然后安装泥浆 管，再重新进行连接。
软管式延伸时，先用清水将延伸管内的止浆塞推入隧道内的泥浆管内，然后移动收
回软管，此时因为止浆塞的在隧道内的泥浆管内，能够阻止泥浆的倒流进入隧道。这时安 装新的泥浆管后，重新连接，再浆止浆塞打回原有的延伸系统内。
plant
PM P
图1
TBM到达其延长 行程末端，必须 增加新的泥浆管
软管环
隧道泥浆 平移托架
活塞式
图2 托架向前移动
软管式
图3
增加新的一段隧道泥浆管
隧道泥浆
隧道泥浆管
隧道泥浆
图4
盾构机向前 开挖
隧道泥浆管
隧道泥浆
气压调节系统
目前是使用的一般是SAMSON公司产品。其原理为，当压力降低或 升高，与设定值有偏差时，通过压力的反馈，调整进气阀或者排气阀， 对气仓内进行补气或排气，使压力逐渐升高或降低到设定压力值，直 至与设定值平衡。因为掘进时液位总是存在一定的波动，其压力有一 定变化，SAMSON系统能根据压力的反馈，及时对气压进行调整。
碎石机结构：在气仓底部设置排浆口，在排浆口布置有专 用的碎石结构即碎石机，对大颗粒的岩石进行破碎，避免 大颗粒进入泥浆循环系统损坏相应部件。
泥浆门结构：泥浆门布置在泥水仓和气仓之间的隔板底部， 主要作用是通过泥浆门的关闭，将气仓和泥水仓隔离，使 作业人员能在长压下进入气仓，在气仓里进行维修或检查 等作业。泥浆门的布置位置有所不同，海瑞克和NFM有所 不同。海瑞克的布置在气仓侧，NFM公司的布置在泥水仓 内。
活塞式延伸时，先将泥浆管内泥浆泵送到刀盘里，再进行活塞收缩，然后安装泥浆 管，再重新进行连接。
软管式延伸时，先用清水将延伸管内的止浆塞推入隧道内的泥浆管内，然后移动收
回软管，此时因为止浆塞的在隧道内的泥浆管内，能够阻止泥浆的倒流进入隧道。这时安 装新的泥浆管后，重新连接，再浆止浆塞打回原有的延伸系统内。
plant
PM P
泥水平衡盾构泥水压力控制课件
2.泥水平衡的适用范围 在软弱的淤泥质黏土层、松散的砂土层、砂砾层、 卵石砂砾层、沙砾和硬土等地层，尤其适用于地 层含水量大、上方有大水体的越江隧道和海底隧 道的施工采用泥水平衡式盾构。
适用的具体地质情况：
（1）隧道上方有江、河、湖、海等大水体 地层； （2）由粘性土、砂性土、粉土等多层互层 构成的地层； （3）滞水砂层及其他松散地层； （4）高水压层和高承压水地层； （5）砾石直径不大但砾石数量多的地层。
11.管路延长时的泥水压力调节
在盾构推进过程中，进排泥管路需不断
伸长，管阻亦随之增大。为了保证保证切 口水压力稳定和管道中恒定的流速，排泥 泵转速应随时做相应改变，因而排泥泵必 须自动调整。当泵满足不了要求，必须增 加泵的数量，做好各个泵之间的协调和自 动化控制。为了保证切口泥水压力和盾构 掘进质量，在进、排管路上分别装设流量 计和密度计，及时检测，及时反馈数据， 调节水压。
切口泥水压力应介于理论计算值上下限 之间，并根据地表建筑物的情况和地质条 件做适当调整。
①切口水压上限值的计算 Pfu=P1+P2+P3
=rw×h+K0[(r- rw) ×h+r×(H-h)]+20
式中：Pf1 ,P2—分别指切口水压力下限值、主动土压力（kPa） P1 ,P3—分别指地下水压力、变动土压力（kPa） Ka—主动土压力系数 Cu—土的粘聚力
3.主要特点 （1）在易发生流沙的地层中能稳定开挖面，可
在正常大气压下施工作业，无需用气压法施工；
（2）泥水压力传递速度快而均匀，开挖面平衡 土压力的控制精度高，对周边开挖土体干扰少， 地面沉降量的控制精度高；
（3）盾构出土由泥水管道输送，速度快而连续； 减少了电机车的运输量，施工速度快；
适用的具体地质情况：
（1）隧道上方有江、河、湖、海等大水体 地层； （2）由粘性土、砂性土、粉土等多层互层 构成的地层； （3）滞水砂层及其他松散地层； （4）高水压层和高承压水地层； （5）砾石直径不大但砾石数量多的地层。
11.管路延长时的泥水压力调节
在盾构推进过程中，进排泥管路需不断
伸长，管阻亦随之增大。为了保证保证切 口水压力稳定和管道中恒定的流速，排泥 泵转速应随时做相应改变，因而排泥泵必 须自动调整。当泵满足不了要求，必须增 加泵的数量，做好各个泵之间的协调和自 动化控制。为了保证切口泥水压力和盾构 掘进质量，在进、排管路上分别装设流量 计和密度计，及时检测，及时反馈数据， 调节水压。
切口泥水压力应介于理论计算值上下限 之间，并根据地表建筑物的情况和地质条 件做适当调整。
①切口水压上限值的计算 Pfu=P1+P2+P3
=rw×h+K0[(r- rw) ×h+r×(H-h)]+20
式中：Pf1 ,P2—分别指切口水压力下限值、主动土压力（kPa） P1 ,P3—分别指地下水压力、变动土压力（kPa） Ka—主动土压力系数 Cu—土的粘聚力
3.主要特点 （1）在易发生流沙的地层中能稳定开挖面，可
在正常大气压下施工作业，无需用气压法施工；
（2）泥水压力传递速度快而均匀，开挖面平衡 土压力的控制精度高，对周边开挖土体干扰少， 地面沉降量的控制精度高；
（3）盾构出土由泥水管道输送，速度快而连续； 减少了电机车的运输量，施工速度快；
土压盾构和泥水盾构施工工艺分析 PPT
分离站
调浆池
送泥泵
排泥泵
中继泵
泥水平衡盾构基本配置
➢泥水盾构主要由以下五大系统构成： 一边利用刀盘挖掘整个开挖面、一边推进的盾构掘进系统； 可调整泥浆物性，并将其送至开挖面，保持开挖面稳定的
泥水循环系统； 综合管理送排泥状态、泥水压力及泥水处理设备运转状况
的综合管理系统； 泥水分离处理系统； 壁后同步注浆系统。
土压盾构和泥水盾构施工工艺分析比较
2018年8月25日
土压盾构机
土压平衡盾构的概念
➢土压平衡盾构是在机械式盾 构的前部设置隔板，在刀盘 的旋转作用下，刀具切削开 挖面的泥土，破碎的泥土通 过刀盘开口进入土舱，使土 舱和排土用的螺旋输送机内 充满切削下来的泥土，依靠 盾构推进油缸的推力通过隔 板给土舱内的土碴加压，使 土压作用于开挖面以平衡开 挖面的水土压力。
出。
一管理。
土压盾构施工的基本特点
泥水盾构施工的基本特点
土压盾构地质适应范围
➢土压平衡盾构主要适用于粉土、粉质粘土、淤泥质粉土、粉砂层 等粘稠土壤的施工。该类型土壤在螺旋输送机内压缩形成防水土 塞，使土舱和螺旋输送机内部产生土压力来平衡掌子面的土压力 和水压力。
➢土压平衡盾构用开挖土料作为支撑开挖面稳定的介质，要求具有 良好的塑性变形、软稠度、内摩擦角小及渗透率小。一般土壤不 能完全满足这些特性，要进行改良。改良的方法通常为：加水、 膨润土、粘土、CMC、聚合物和泡沫等，根据土质情况选用。
➢皮带输送机将渣土从螺旋输送机的出渣口运到渣车内。
泥水盾构机
泥水加压平衡盾构的概念
• 泥水加压平衡盾构（slurry pressure balance shield），简称 SPB盾构。是在机械式盾构的前部设置隔板，与刀盘之间形成泥水 舱,开挖面的稳定是将泥浆送入泥水舱内，在开挖面上用泥浆形成 不透水的泥膜，通过该泥膜的张力保持水压力，以平衡作用于开 挖面的土压力和水压力。开挖的土砂以泥浆形式输送到地面，通 过泥水处理设备进行分离，分离后的泥水进行质量调整，再输送 到开挖面。
调浆池
送泥泵
排泥泵
中继泵
泥水平衡盾构基本配置
➢泥水盾构主要由以下五大系统构成： 一边利用刀盘挖掘整个开挖面、一边推进的盾构掘进系统； 可调整泥浆物性，并将其送至开挖面，保持开挖面稳定的
泥水循环系统； 综合管理送排泥状态、泥水压力及泥水处理设备运转状况
的综合管理系统； 泥水分离处理系统； 壁后同步注浆系统。
土压盾构和泥水盾构施工工艺分析比较
2018年8月25日
土压盾构机
土压平衡盾构的概念
➢土压平衡盾构是在机械式盾 构的前部设置隔板，在刀盘 的旋转作用下，刀具切削开 挖面的泥土，破碎的泥土通 过刀盘开口进入土舱，使土 舱和排土用的螺旋输送机内 充满切削下来的泥土，依靠 盾构推进油缸的推力通过隔 板给土舱内的土碴加压，使 土压作用于开挖面以平衡开 挖面的水土压力。
出。
一管理。
土压盾构施工的基本特点
泥水盾构施工的基本特点
土压盾构地质适应范围
➢土压平衡盾构主要适用于粉土、粉质粘土、淤泥质粉土、粉砂层 等粘稠土壤的施工。该类型土壤在螺旋输送机内压缩形成防水土 塞，使土舱和螺旋输送机内部产生土压力来平衡掌子面的土压力 和水压力。
➢土压平衡盾构用开挖土料作为支撑开挖面稳定的介质，要求具有 良好的塑性变形、软稠度、内摩擦角小及渗透率小。一般土壤不 能完全满足这些特性，要进行改良。改良的方法通常为：加水、 膨润土、粘土、CMC、聚合物和泡沫等，根据土质情况选用。
➢皮带输送机将渣土从螺旋输送机的出渣口运到渣车内。
泥水盾构机
泥水加压平衡盾构的概念
• 泥水加压平衡盾构（slurry pressure balance shield），简称 SPB盾构。是在机械式盾构的前部设置隔板，与刀盘之间形成泥水 舱,开挖面的稳定是将泥浆送入泥水舱内，在开挖面上用泥浆形成 不透水的泥膜，通过该泥膜的张力保持水压力，以平衡作用于开 挖面的土压力和水压力。开挖的土砂以泥浆形式输送到地面，通 过泥水处理设备进行分离，分离后的泥水进行质量调整，再输送 到开挖面。
泥水盾构
中交隧道局南京纬三路过江通道
双管片行车
双管片行车作为管片运输系统中重要设备，最大起重 量为40T，每次可搬运两块管片，节省管片运输时间。 工作时，由2#台车后端起吊，通过台车内部运输至前 端，将管片放置在单管片接收平台上。整个运输过程可 以实现人工及半自动两种控制方式。
中交隧道局南京纬三路过江通道
中交隧道局南京纬三路过江通道
中交隧道局南京Leabharlann 三路过江通道制浆系统 全自动制浆系统QZJ-200从上料（水）、称重、搅 拌到输送全过程均为自动控制运行（亦可人为干预）， 具有制浆速度快，浆液搅拌均匀等特点。通过上位机预 设定水灰比，可灵活配制从1.05～1.20g/cm3之间不同 密度的浆液。制浆时间可调，每个制浆周期耗时最多 3～5分钟。足以满足应急补浆所需。
单管片行车
该行车位于1#台车后部，主要用于油脂搬运及接受 平台上管片的转移，最大起重量为20T，每次可起吊一 块管片。当行车起吊接收平台上放置的管片时，运用液 压油缸实现管片开启和闭合，运用旋转马达将管片整体 旋转±90°。通过液压系统还可以调整管片位置精度，并 放置在管片供给装置末端接收段。
中交隧道局南京纬三路过江通道
中交隧道局南京纬三路过江通道
3 泥水处理系统 2
筛分 压滤系统 制浆系统 调浆系统
中交隧道局南京纬三路过江通道
筛分
泥浆处理系统由筛分系统、压滤系统、制浆系统、 调浆系统等构成，通过管路连接使各系统单元组合在一 起，达到盾构机泥水循环泥浆指标要求的目的。
本项目泥水处理系统采用型号为ZX-3000筛分处理 设备，总机泥水处理量为3×1000m3/h，筛分设备分 为三个泥水处理单元，每个单元又由9个框架3层结构构 成，设备总重量108t，装机功率1500KW。筛分设备结 构图如下。
5 隧道与洞室工程 泥水盾构工法ppt课件
概括地说，泥水加压盾构是在盾构前部 增设一道密封隔舱板，把盾构开挖面与 盾构后面和隧道空间截然分开，使密封 隔舱板与开挖面土层之间构成密封泥水 舱
在泥水舱内充以压力泥浆，刀盘浸没在 泥水舱中任务，由刀盘开挖下的泥土进 入泥水舱后，经刀盘切削搅拌和搅拌机 搅拌后构成稠泥浆
稠泥浆经过管道排送到地面，排出的泥 浆作分别处置，排除土碴，对余下的浆 液进展粘度、比重调整，重新送入盾构 密封泥水舱循环运用。
3〕混合型盾构中的水力盾构方式
在水力盾构根本概念的根底上，欧洲人设计了 一种根据地量变化情况而进展开挖面支撑方式 转换的混合型盾构。
混合型盾构可转变成泥水方式、土压平衡及紧 缩空气方式等。在盾构机运转过程中根据需求 可以完成从一种方式到另一种方式的转换，因 此其运用范围较广。
在已有的混合型盾构的工程运用例子当中，大 多数都是运转在水力盾构方式下而无需转换到 别的方式，所以也习惯地将它们归类为或称之 为水力盾构。
70年代日本污水管隧道
20km
2〕水力盾构〔欧洲体系〕
与日本的地质条件相比,在欧洲那么不同地点 差别很大，因此水力盾构的根本原理对地质的 适用范围就更灵敏。水力盾构适于一切松散地 层,如加装另外的安装还能用于岩层。
水力盾构很突出的部分是用沉浸墙隔分开挖室 〔在液体支护的隧洞开挖面附近,支护压力由 后腔的气囊调整〕以及有单独固定幅条的开式 星型刀盘。
为了搬掉妨碍物或在刀盘上进展修缮及 维护任务，开挖室中的悬浮液可以被排 出并由紧缩空气取代。悬浮液在开挖面 处构成的滤饼或泥膜层及其密封效应， 使得可以单独用紧缩空气支护隧洞开挖 面。
当与空气接触时，膨润土饼层会减薄， 为了限制漏气，应每隔一段时间对膨润 土饼层进展更新，如向隧洞开挖面放射 膨润土或将膨润土液满溢开挖室。
在泥水舱内充以压力泥浆，刀盘浸没在 泥水舱中任务，由刀盘开挖下的泥土进 入泥水舱后，经刀盘切削搅拌和搅拌机 搅拌后构成稠泥浆
稠泥浆经过管道排送到地面，排出的泥 浆作分别处置，排除土碴，对余下的浆 液进展粘度、比重调整，重新送入盾构 密封泥水舱循环运用。
3〕混合型盾构中的水力盾构方式
在水力盾构根本概念的根底上，欧洲人设计了 一种根据地量变化情况而进展开挖面支撑方式 转换的混合型盾构。
混合型盾构可转变成泥水方式、土压平衡及紧 缩空气方式等。在盾构机运转过程中根据需求 可以完成从一种方式到另一种方式的转换，因 此其运用范围较广。
在已有的混合型盾构的工程运用例子当中，大 多数都是运转在水力盾构方式下而无需转换到 别的方式，所以也习惯地将它们归类为或称之 为水力盾构。
70年代日本污水管隧道
20km
2〕水力盾构〔欧洲体系〕
与日本的地质条件相比,在欧洲那么不同地点 差别很大，因此水力盾构的根本原理对地质的 适用范围就更灵敏。水力盾构适于一切松散地 层,如加装另外的安装还能用于岩层。
水力盾构很突出的部分是用沉浸墙隔分开挖室 〔在液体支护的隧洞开挖面附近,支护压力由 后腔的气囊调整〕以及有单独固定幅条的开式 星型刀盘。
为了搬掉妨碍物或在刀盘上进展修缮及 维护任务，开挖室中的悬浮液可以被排 出并由紧缩空气取代。悬浮液在开挖面 处构成的滤饼或泥膜层及其密封效应， 使得可以单独用紧缩空气支护隧洞开挖 面。
当与空气接触时，膨润土饼层会减薄， 为了限制漏气，应每隔一段时间对膨润 土饼层进展更新，如向隧洞开挖面放射 膨润土或将膨润土液满溢开挖室。
盾构交流PPT
要时先定坡度。 STEP 5:返回第一步，TBM准备下一循环掘进。
三、TBM适用范围 1.一般只适用于圆形断面隧道。 2.开挖隧道直径1.8~12m之间，以直径3~6m最为成熟。 3.一次性连续开挖长度不宜短于1km，也不宜长于10km，以3~8km最佳。 4.适用于中硬岩层，岩石单轴抗压强度介于20~250MPa，尤以50~100MPa最佳。 5.地质条件对TBM掘进效率影响很大。在良好岩层中月进尺可达500~600m，而在破 碎岩层中只有100m左右，在塌陷、涌水、暗河地段甚至需停机处理。 6.选用TBM开挖隧道应尽量避开复杂不良岩层。
（3）中盾
中盾又称支撑环，是盾构承受推力作用的主要受力结构。中盾 内沿周边布置有推进千斤顶、铰接油缸、管片拼装机和部分液压设 备等。
（4）盾尾
盾尾主要用于掩护隧道管片拼装工作及盾体尾部的密封，通过 螺栓或铰接油缸与中盾相连，并装有铰接密封、注浆管路及油脂管 道等。
（5）人舱
人舱是工作面与切削面之间的唯一通道，主要用于在需要检查、 更换刀具或维修刀盘及排除工作面异物等工作。分带压和常压两种 工作模式。
（2）注浆参数、浆液质量 1.同步注浆压力应与土舱内压力匹配，同步注浆压力过高，浆液 沿着盾壳与土体的空隙流至土舱中，造成浆液浪费，起不到有效的注 浆效果，同步注浆压力过低，无法平衡管片上方水土压力，会导致地 表沉降超标。 2.二次补浆应以压力控制为准，补浆压力宜控制在 0.35MPa~0.45MPa，最高不高于0.5MPa。 3.同步注浆量应根据盾构开挖直径与管片外径之间空隙的体积V、 地层特点及环境风险工程等级来确定。 4.二次补浆频率应根据环境风险工程等级来确定。
（2）砂层和卵石地层中刀盘扭矩较大，应采用优质土体改良 剂对土体进行改良，确保渣土的流塑性，降低刀盘扭矩，切不可 降低土舱压力，进行欠压推进。
三、TBM适用范围 1.一般只适用于圆形断面隧道。 2.开挖隧道直径1.8~12m之间，以直径3~6m最为成熟。 3.一次性连续开挖长度不宜短于1km，也不宜长于10km，以3~8km最佳。 4.适用于中硬岩层，岩石单轴抗压强度介于20~250MPa，尤以50~100MPa最佳。 5.地质条件对TBM掘进效率影响很大。在良好岩层中月进尺可达500~600m，而在破 碎岩层中只有100m左右，在塌陷、涌水、暗河地段甚至需停机处理。 6.选用TBM开挖隧道应尽量避开复杂不良岩层。
（3）中盾
中盾又称支撑环，是盾构承受推力作用的主要受力结构。中盾 内沿周边布置有推进千斤顶、铰接油缸、管片拼装机和部分液压设 备等。
（4）盾尾
盾尾主要用于掩护隧道管片拼装工作及盾体尾部的密封，通过 螺栓或铰接油缸与中盾相连，并装有铰接密封、注浆管路及油脂管 道等。
（5）人舱
人舱是工作面与切削面之间的唯一通道，主要用于在需要检查、 更换刀具或维修刀盘及排除工作面异物等工作。分带压和常压两种 工作模式。
（2）注浆参数、浆液质量 1.同步注浆压力应与土舱内压力匹配，同步注浆压力过高，浆液 沿着盾壳与土体的空隙流至土舱中，造成浆液浪费，起不到有效的注 浆效果，同步注浆压力过低，无法平衡管片上方水土压力，会导致地 表沉降超标。 2.二次补浆应以压力控制为准，补浆压力宜控制在 0.35MPa~0.45MPa，最高不高于0.5MPa。 3.同步注浆量应根据盾构开挖直径与管片外径之间空隙的体积V、 地层特点及环境风险工程等级来确定。 4.二次补浆频率应根据环境风险工程等级来确定。
（2）砂层和卵石地层中刀盘扭矩较大，应采用优质土体改良 剂对土体进行改良，确保渣土的流塑性，降低刀盘扭矩，切不可 降低土舱压力，进行欠压推进。
泥水盾构工作原理ppt课件
V07
V04 V06
V09
V08 V10
V11
V12
P
V14 P
V15
V16
V13
V17
PP.2.1 P
M
FD FD
Depuis l'usine de production de boue Fromthebentoniteplant
Vers usine de traitement de boue To slurry treatment
为方便。
精选ppt
8
三、泥水盾构原理介绍
• 泥水盾构与土压盾构工作系统和结构上，
有很多相同之处，这里以德国体系的泥 水盾构为例，介绍泥水盾构特有的系统， 主要内容包括盾构结构简单介绍、泥水 平衡原理、泥水循环系统、气体保压系 统、泥水处理系统等。
精选ppt
9
1、泥水盾构结构简单介绍
泥水盾构结构主要包括刀盘、前体、中 体、盾尾、主轴承、人仓、安装机轨道 梁、管片安装机和吊机、拖车结构以及 在拖车上布置的设备包括控制室、空压 机、电器设备、水泵水箱、泥浆管延伸 装置等。不同的盾构厂家，其布置不同。
h
地下水压力
泥水压力 地下水位
土壤，形成与土壤间隙成一定
比例的悬浮颗粒，被捕获并集
聚与泥水的接触表面，泥膜就 H 此形成。随着时间的推移，泥
膜的厚度不断增加，渗透抵抗
Y 盾构机
力逐渐增强。当泥膜抵抗力远
大于正面土压时，产生泥水平
衡效果。
精选ppt
13
3、泥水循环系统
泥水循环系统的控制包括 泥浆循环模式的选择 泥浆循环参数选择 泥浆碎石处理 管路延伸以及止浆处理等。 3.1泥浆循环模式介绍 泥浆循环的方式包括旁通模式、开挖模式、
泥水平衡盾构施工 ppt课件
内容 编号
检查 项目
标准
1 加固土体强度 ≥1MPa
检查 方法
备注
在每条隧道开挖线外侧施工2 个钻孔取芯检查。
（钻孔深度至开挖线底部）
取岩土芯进行 抗压强度试验
2
加固体渗透性
≤1立方/d 在洞门范围上下左右及中心各 不得漏泥砂 施工钻孔1个，检查其渗水量。
钻孔要打穿地 下连续墙
3 加固体匀质性 加固体均匀 利用钻孔取芯进行检查
现场判定
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武汉地铁安全预警系统与咨询服务
（4）王宗区间 ①水文地质 开挖面位于粉质粘土加砂、粉细砂，地下水丰富、 水位高且具有承压特征。 ②端头加固及降水 盾构始发端头采用高压旋喷桩加固，始发前降水至 开挖面以下1m。
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武汉地铁安全预警系统与咨询服务
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武汉地铁安全预警系统与咨询服务 华中科技大学工程管理研究所
武汉地铁安全预警系统与咨询服务 华中科技大学工程管理研究所
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二
盾构施工
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1、端头加固
常见的土体加固技术主要有高压旋喷法、深层搅拌桩、 SMW工法、冻结法等。 深层搅拌桩：利用深层搅拌机械，用水泥作为固化剂与地 基土进行原位的强制粉碎拌合，待固化后形成不同形状的 桩、墙体或块体等。
泥膜形成：当泥水压力大于地下水压力时，泥水渗入 土壤，在土壤间隙形成一定比例的悬浮颗粒，被捕获并集聚 于开挖面，泥膜就此形成。随着时间的推移，泥膜的厚度不 断增加，渗透抵抗力逐渐增强。当泥膜抵抗力远大于正面土 压时，产生泥水平衡效果。
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泥水平衡盾构施工
泥浆泵
将处理后的泥浆通过管道输送到盾构 机内部。
泥浆搅拌器
将处理后的泥浆搅拌均匀，以供盾构 机使用。
注浆设备
注浆管
将浆液注入到隧道周围， 起到止水、加固等作用。
注浆泵
将浆液通过注浆管注入到 隧道周围。
压力注浆机
用于高压注浆，提高隧道 结构的稳定性。
其他辅助工具
测量仪器
用于监测盾构机的位置和姿态，确保 隧道施工精度。
泥水平衡盾构施工
目 录
• 泥水平衡盾构施工概述 • 泥水平衡盾构施工设备与工具 • 泥水平衡盾构施工流程 • 泥水平衡盾构施工质量控制 • 泥水平衡盾构施工安全措施 • 泥水平衡盾构施工案例分析
01
泥水平衡盾构施工概述
定义与特点
定义
泥水平衡盾构施工是一种使用盾 构机在地下挖掘隧道的施工方法 。
注浆充填作业
按照施工要求进行注浆充填，确保隧道结构稳定和止水效果。
施工监测与评估
位移监测
对隧道轴线、衬砌结构等进行 位移监测，及时发现异常情况
。
沉降监测
对施工区域周边地面进行沉降 监测，确保施工安全。
应力监测
对衬砌结构进行应力监测，评 估衬砌结构的受力状态。
施工效果评估
根据监测数据和实际施工情况 ，对施工效果进行评估，及时
。
衬砌管片安装
1 2
管片拼装设计
根据隧道断面尺寸和衬砌厚度，设计管片拼装方 案。
管片运输与堆放
将管片运至施工现场并合理堆放，方便后续拼装。
3
管片拼装作业
按照设计方案将管片拼装成环，形成隧道衬砌结 构。
注浆充填
注浆材料选择
根据工程要求选择合适的注浆材料，如单液浆、双液浆等。
泥水盾构PPT课件
中交隧道局南京纬三路过江通道
13
中交隧道局南京纬三路过江通道
14
纬三路泥水平衡盾构机刀盘系统
刀具种类
A、先行刀-----预松岩土
B、主切刀-----切削岩土 C、刮 刀-----铲土入仓 D、滚 刀-----挖掘岩层
中交隧道局南京纬三路过江通道
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中交隧道隧道局南京纬三路过江通道
17
中交隧道局南京纬三路过江通道
18
推进系统泵单元由4个液压泵，1个先导泵组成.通 过若干电磁先导液压阀块控制流体介质的流量、方向、 压力三个参数，从而实现油缸的伸缩功能。本盾构机采 用58根 （29组） 液压油缸，分为上、下、左、右四个 区 域 ， 油 缸 最 大 行 程 3200mm ， 通 过 检 测 NO1 、 NO15、NO29、NO44号油缸来测定该区油缸行程。 每组油缸端部设有万向接头撑靴，表面加装防护板。当 盾构掘进时，运用油缸撑靴与管片之间反作用力，为盾 构及后配套设备提供前进动力。
闭隔板，隔板与刀盘间的空间定义为泥水仓舱，把水、膨 润土、及添加剂混合制成的泥水，经输送管道压入泥水舱， 待泥水充满整个泥水舱，并具有一定压力，形成泥水压力 室。通过泥水的加压作用和压力保持机构，能够维持开挖 工作面的稳定。盾构推进时，旋转刀盘削切下来的土砂经 搅拌装置搅拌后形成高浓度泥水，用流体输送方式送到地 面泥水分析系统，将碴土、水分离后重新送回泥水舱，这 就是泥水气压平衡盾构法的主要特征。
刀盘扭矩小，更适合大直径盾构隧道施工；
适用于软弱的淤泥质黏土层、松散的砂土层、砂砾层、 卵石层和硬土的互层等底层，特别适用于地层含水量 大、上方有水体的过江隧道和海底隧道。
中交隧道局南京纬三路过江通道
8
泥水气压平衡式盾构机
盾构工艺简介(PPT 28页)
一、盾构概述 二、土压平衡盾构机简介 三、盾构施工工艺简介
1
一、盾构概述
1、盾构的发展（国外、国内、北京) 2、盾构的型式： 根据结构特点、开挖方式—— 手掘式 挤压式 半机械式 机械式（土压平衡、泥水加压式、大刀
盘式、局部气压式）
2
二、土压平衡盾构机简介
3
土压平衡盾构机
10
配套设施一:地面监控室
11
配套设施二:浆液搅拌站
12
配套设施三:龙门吊
13
配套设施四:管片堆放场
14
配套设施五:碴土堆放场
15
配套设施六: 隧道通风及水平运输系统
16
隧道通风系统
17
盾构机操作室
18
螺旋输送机出土口
19
皮带输送机、碴土
20
碴土落入土斗
21
电瓶车编组
22
运至提升区域
8
三、盾构施工工艺简介
9
土压平衡盾构机工作原理
马达驱动刀盘旋转切 削土体，同时盾构机液压 千斤顶将盾构机向前推进， 并向密封仓内加入塑流化 改性材料，与开挖面切削 下来的土体经过充分搅拌， 构机推进千 斤顶速度与螺旋输送机向 外排土的速度相匹配，经 舱内塑流体向开挖面传递 设定的平衡压力，实现盾 构机始终在保持动态平衡 的条件下连续向前推进。
4
6.14m土压平衡盾构
5
盾构设备主要组成部分示意图
6
直径6190mm； 主机长度8100mm； 整机全长57m；
4
1 2
5 6
15
7
8
9 10
13 12
11
14
3
铰接; 推进千斤顶:16对; 推进速度:0~8mm/min; 螺旋输送机直径700mm.
1
一、盾构概述
1、盾构的发展（国外、国内、北京) 2、盾构的型式： 根据结构特点、开挖方式—— 手掘式 挤压式 半机械式 机械式（土压平衡、泥水加压式、大刀
盘式、局部气压式）
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二、土压平衡盾构机简介
3
土压平衡盾构机
10
配套设施一:地面监控室
11
配套设施二:浆液搅拌站
12
配套设施三:龙门吊
13
配套设施四:管片堆放场
14
配套设施五:碴土堆放场
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配套设施六: 隧道通风及水平运输系统
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隧道通风系统
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盾构机操作室
18
螺旋输送机出土口
19
皮带输送机、碴土
20
碴土落入土斗
21
电瓶车编组
22
运至提升区域
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三、盾构施工工艺简介
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土压平衡盾构机工作原理
马达驱动刀盘旋转切 削土体，同时盾构机液压 千斤顶将盾构机向前推进， 并向密封仓内加入塑流化 改性材料，与开挖面切削 下来的土体经过充分搅拌， 构机推进千 斤顶速度与螺旋输送机向 外排土的速度相匹配，经 舱内塑流体向开挖面传递 设定的平衡压力，实现盾 构机始终在保持动态平衡 的条件下连续向前推进。
4
6.14m土压平衡盾构
5
盾构设备主要组成部分示意图
6
直径6190mm； 主机长度8100mm； 整机全长57m；
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14
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铰接; 推进千斤顶:16对; 推进速度:0~8mm/min; 螺旋输送机直径700mm.