日本盾构隧道新技术课件

世界首座3圆MF盾构工法车站（纵剖图）
地铁车站位于东京饭田桥大久保大街、护城大街和目白大街交 叉处，交通十分繁忙，地面是高速道路、神田川分水渠道；地 下有地铁东西线、有乐町线、南北线、东电隧洞等重要构筑物
交织在一起；车站埋深30m，若采用明挖工法来筑造十分困难。
c.tc. 4m
世界首座3原型MF盾构工法车站（横剖面图）
多样化发展；开发应用盾构隧道新技术、新工法、新设备 百余种，成为世界盾构隧道技术最先进的国家。
1、日本盾构隧道新技术概况
1.1 超大直径盾构技术 1.2 DOT盾构工法 1.3 MF盾构工法 1.4 H&V盾构工法 1.5 偏心多轴(DPLEX)盾构工法 1.6 摆动型盾构工法 1.7 茎盾构工法 1.8 球形盾构工法 1.9 盾构隧道预应力管片工法 1.10 PSS-Arch工法(弯曲顶管）
大口径预应力混凝土管片结构试验
1.10 PSS-Arch工法(弯曲顶管）
Subway shield tunnel
ExEisxtiisntigngssttrruuctuurree New structure
Soil improvement by GrouHale Waihona Puke Baiduing
Frozen range
Freezing pipe R=4.0m
1964年，开发应用Φ 3m泥水式盾构掘进下水道工程；1969 年，开发应用Φ 7.3m泥水加压式盾构。
1974年，开发应用首台土压平衡盾构。 1989～1996年，日本采用8台世界最大直径14.14m泥水加
压盾构，掘进东京湾海底隧道，2条隧道各长9.4km。 近15年来，日本盾构隧道技术向大直径、大深度、长距离、
Soil improvement by Grouting
2.日本盾构隧道新技术工程实例
2.1 MF双园盾构工程实例 2.2 DOT双圆土压盾构工程实例 2.3 MF 4圆盾构掘进地铁车站工程 2.4 MF3圆盾构掘进地铁车站工程实例 2.5 装卸式３圆MF盾构施工地铁车站实例 2.6 母子盾构工法工程实例 2.7 茎盾构工法施工实例 2.8 东京湾海底隧道工程 2.9 东京地铁13号线工程新技术 2.10 东京高速中央环线新宿线工程
2.2 DOT双圆土压盾构工程实例：
高速铁道4号线茶屋坂公
园工程
发包单位：名古屋市交通局
施工长度：L=1007.3m
工 法： 土压式双心圆盾构工法
盾构外径：φ6.52m×11.12m
衬砌外径：φ6.30m×10.90m
衬砌宽·厚度：1.20m/0.30m
最小曲线半径：R=500m
偏心多轴盾构掘进机
1.6 摆动型盾构工法（ Wagging Cutter
Shield)
通过油压千斤顶切削器摆动 动机构，兼用切削器辐条伸 缩机构，用以掘削非圆形断 面的盾构新机种。
摆动型盾构掘进机
1.7 茎盾构工法
1.8 球形盾构工 法
Φ 3.94m×Φ 2.68m球形盾构掘进机
1.9 盾构隧道预应力管片工 法
日本隧道与地下 工程新技术
傅德明 2012.11.7
前言
英国是最早开发应用盾构法隧道的国家1825～ 1843年，布鲁诺在伦敦泰吾士河下用盾构法修建 458m长的矩形隧道（11.4m×6.8m）。
日本盾构隧道技术的发展
日本于1939～1942年，首次用盾构施工国铁关门隧道工程 （盾构直径7.18m，隧道长度725.8m）。
2 . 1 MF双园盾构工程实例：
京叶线京桥隧道新设工
程
工
期 1986年4月~1989年4月
隧道长度 619m
隧道断面 外径：高度φ7,420mm，宽12,190mm
地 质 洪积砂，粉砂层和砂砾层
覆土厚度 23~26.5m 最小曲线半径R=400m
双圆泥水型 MF盾构机及 隧道工程
４圆MF盾构工法施工地铁站（纵剖图）
2.4 MF3圆盾构掘进地铁车站工程实例： 东京地铁12号线饭田桥工区建设工
程
工 期 隧道长度 隧道断面 地 质
覆土厚度
1992年4月~2000年12月 275m 高度φ8,846mm，宽17,440mm
江户川砂层
26~28m 最小曲线半径 R=125m
覆土厚度： 11.50～32.10m
地 质：
洪积砂质土(N=30～50)，
粘性土(N=10～30)
双圆土压型 DOT盾构机及
隧道工程
大断面双圆隧道车站断面图（岛式站台）
駅部大断面NATM標準断面図
大断面双圆隧道车站断面图（侧式站台）
2.3 MF 4圆盾构掘进地铁车站工程
4圆盾构掘进地铁车站
H&V盾构工法
1.5 偏心多轴(DPLEX)盾构工法
曲柄轴 刀架
固定轴 驱动轴
曲柄轴 转动中心
刀架 驱动轴
刀片
固定轴
刀片 旋转式传送带
旋转式传送带
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。
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。
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。
MF工法多圆盾构掘进机
1.4 H&V盾构工法
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。
世界首台3圆形MF盾构掘进机
1.1 超大直径盾构技术
用于东京湾海底隧道的Φ 14.14m泥水加压盾构
母子型Φ14.16m泥水加压盾构
1.2 DOT盾构工法（土压型双圆盾构）
DOT工法双圆盾构掘进机
1.3 MF盾构工法（泥水加压型多圆盾构）
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。