地铁盾构施工技术
合集下载
相关主题
- 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)。
14
二、盾构分类及选型
勇于跨越 追求卓越
盾构法施工（相比矿山法）局限性：
1. 盾构的设计、制造和准备时间长。 2. 准备施工现场和分离工厂困难且费用高，只有在长距离掘
进时才较经济。 3. 由于不同类型的盾构适应不同的地层，当地层发生变化时，
实施有风险。 4. 断面的几何形状发生变化时，如扩大时，费用较高。
26
三、盾构施工技术
二 1、.盾构选始型发的前主准要备步 --盾骤构施工场地布置
➢龙门吊及基础 ➢设置渣土坑 ➢管片堆放场地及材料堆放场地 ➢一座高压配电房 ➢一座砂浆拌合站 ➢场地平面布置的要点：
a.应符合施工流程的要求，减少各工序之间的 干扰，避免窝工；
b.尽量发挥设备的有效工作时间（尤其是龙门 吊）；
c.在条件允许下，尽量扩大集碴坑和管片堆放 场，集碴坑要满足出土和运土的方便，少 污染，易清洁；
c、场内施工便道满足行驶要求（尤其是管片 托车、水泥、粉煤灰罐车），运输方便通 畅，出入口方便、安全；
勇于跨越 追求卓越
27
三、盾构施工技术
勇于跨越 追求卓越
1、盾构始发前准备--端头加固
端头加固可以单独采用一种工法或多种工法相结合的加固手段，主要取决于地质情况、地下水、覆盖层厚度、 盾构机直径、盾构机型、施工环境等因素。方法主要有旋喷桩法、注浆法、SMW法、搅拌桩法、冻结法、灌注桩法、 连续墙法。
勇于跨越 追求卓越
7
一、盾构机发展历程
勇于跨越 追求卓越
盾构问世至今已有190余年的历史，始于英国，发展于日本、德国、 中国。其发展历程可分为 四个阶段：
8
一、盾构机发展历程
勇于跨越 追求卓越
2.现代的盾构
盾构的工作原理是一个钢结构组件沿隧道轴线对土壤进行掘进，并向前推进。这个钢结构组件 的壳体称“盾壳”，盾壳对已开发还未衬砌 的隧道段起着临时支护的作用，承受周围土层的土压、 承受地下水的水 压以及将地下水挡在盾壳外面。
电接口：
盾构类型
高压电要求
低压电要求
日本系列（电驱动）
10KV/台 项目所需容量
10KV/400V-2000kVA
中铁装备（液压驱动）
10KV/台 项目所需容量
10KV/400V-2000kVA
➢水接口：提供Φ80管径的施工用水驳口,供水能力达到50m³/h
25
三、盾构施工技术
勇于跨越 追求卓越
1、盾构始发前准备--与车站场地移交
15
二、盾构分类及选型
勇于跨越 追求卓越
1、盾构机分类
按照断面形状分类可分为：单圆盾构、复圆盾构（多圆盾构）、非圆盾构。
单圆盾构掘进机
双圆盾构掘进机
非圆异形盾构掘进机 16
二、盾构分类及选型
2.按照直径大小分类
1. 直径<2m的成为微型盾构；市 政供排水、电缆管道
2. 直径2-4.2m的成为小型盾构； 较多用于饮水、排水、电缆、 通信 及其它市政公用设施综 合管道项目。
中铁九局集团有限公司
目录
Contents Page
第一部分 第二部分 第三部分 第四部分 第五部分
盾构机发展历程 盾构机分类及选型 盾构施工技术 盾构施工风险控制 盾构掘进姿态控制
Contents Page
第一部分 盾构机发展历程
一、盾构机发展历程
1、盾构机发展史 1802年，英国采矿工程师阿贝尔
旋喷桩法 对于砂层改良效果好，也适用于淤泥、粉土、粘土层、但砂砾地基和粘着力的的粘土有时不能
形成满意的改良桩，施工深度在40m以下时，效果较差。
注浆法 主要适用于深度较深的砂质地层、砂砾层，地层较好的地段或与搅拌桩等工法相结合，对于水量
不大的地段进行加固止水。可进行单液和双液注浆，同时可进行跟踪注浆；浆液种类较多，经济性和可 施工性好，材料和施工方法多种多样，需根据地下水、地质、施工环境等来确定，同时要考虑因灌浆而 引起地基隆起等的处理对策。
土压平衡盾构
泥水平衡盾构
18
二、盾构分类及选型
4.按照适用的工程地质分类
分为软土盾构、岩石盾构以及复合盾构。
勇于跨越 追求卓越
软土盾构
硬岩盾构
复合盾构
19
二、盾构分类及选型
4.按照适用的工程地质分类
分为软土盾构、岩石盾构以及复合盾构。
勇于跨越 追求卓越
软土盾构
硬岩盾构
复合盾构
20
二、盾构分类及选型
21
二、盾构分类及选型
勇于跨越 追求卓越
二.盾构选型的主要步骤
➢ 根据围岩的自稳性对敞开式、闭胸式盾构进行比选 ➢ 在确定选用闭胸式盾构后，根据地层的渗透系数、颗粒级配、地下水压等因素对土压平衡盾构
和泥水平衡盾构进行比选；
➢ 根据详细的地质勘探资料，对盾构各主要功能部件进行选择和设计； ➢ 根据地质条件等确定盾构的主要技术参数。主要包括刀盘直径、刀盘开口率、刀盘转速、刀盘扭
安全性高；开挖后洞壁 同步支护，洞室结构安全，人员在已衬砌好的洞段作业，安全性好。
优点四：采用盾构开挖、连续皮带机出碴技术是地下工程施工最为环保的施工方法，盾构本身配置有大型除 尘系统，刀盘切削岩石引起的灰尘经除尘系统处理后通过皮带机运出洞外，连续皮带机出碴减少了因机车牵
引而造成的尾气排放量，洞内作业环境好。
用。 c. 对周围居民生活出行影响小。 d. 无空气、噪音、振动污染问题。 2. 施工不受地形、地貌、江河水域等地表环境条件限制。 3. 地表占地面积小，故征地费用小。 4. 适于大深度、大水压施工，相对而言施工成本低。 5. 施工不受天气（风、雨····）条件限制。 6. 控土、出土量少，利于降低成本。 7. 盾构法构筑的隧道的抗震性极好。 8. 适于地层范围宽，软土、砂卵石，软岩直到岩层均可适用。 9. 施工进度快，在抗压强度较低的岩层（＜30MPa）月进度可以达到300米/月以上。 10. 成洞质量高，防水效果好，隧道建成后不易出现渗漏水。 11. 适用范围较广，可用于从硬岩～淤泥的各种地质条件。
矩、刀盘驱动功率、推力，掘进速度， 螺旋输送机功率等。 ➢ 根据地质条件选择与盾构掘进速度相匹配的盾构后配套施工设备
22
二、盾构分类及选型
三二.盾构选型的主要步方骤法 1、根据地层的渗透系数进行选型
勇于跨越 追求卓越
盾构选型与地层渗透系数的关系图
2、根据地下水压进行选型
23
Contents Page
优点一：它以盾构为核心施工，同步完成开挖、支护、碴土输 送、地质预报等工作，一次成洞，施工效率高 。
优点二：采用机械开挖、对围岩扰动少、开挖轮廓圆顺、利于洞室自身结构稳定；预制混凝土管片可以采用 工厂化生产，质量可靠；洞壁支护采用机械手完成，快捷、高效、成洞质量高。
优点三：盾构提供了一个封闭的施工空间，作业人员全部在护 盾的保护下工作，不与裸露的围岩接触，施工
SMW工法 适用于砂层、淤泥、粘土层，加固宽度小，造价较低，是此类地层最安全可靠的加固方法之
一。该方法成桩效果好，止水性好，对周围地层影响小。
优点：加固质量高，桩体连续、强度高（粘土中0.5～1MPa，砂和卵石中0.5～3MPa），适用于各类软土
地层。
28
缺点：对于上软下硬地层不适应，造价偏高。
三、盾构施工技术
优点五：盾构施工可将地下工程开挖对环境的影响降至最低，洞外管片生产、洞外施工作业全是工厂化作业 模式，施工废弃物和施工污水利于集中收集处理，盾构施工对地层扰动小，成洞后利于地下水的保持，对环境
影响小。
13
二、盾构分类及选型
勇于跨越 追求卓越
盾构法（相比矿山法）施工优点： 1. 对环境影响小
a. 出土量少，对周围的地层沉降小，对周围的构筑物的影响小。 b. 不影响地面交通，不影响商店营业，无经济损失，无需切断、搬迁地下管线等各 种地下设施，故可节省搬迁费
➢ 盾构施工单位进场前车站主体施工单位要提供相应作业面，一般按照盾构进场、始发、 正常掘进等阶段施工要素分阶段提供加固场地、吊装场地、盾构机下井组装场地、渣坑、 拌合站及其他设施安装场地。
➢ 车站主体施工单位在做前期场地规划时要邀请盾构施工单位共同参与，车站场地布置与 盾构施工场地布置有机结合，可以有效降低临建费用投入，盾构临建布置要避开车站出 入口及风井施工区，减少不必要的浪费。盾构施工单位要结合现场实际情况，绘制《盾 构组装施工场地平面布置图》 、《盾构始发阶段施工场地平面布置图》 、《盾构正常 阶段施工场地平面布置图》，并对车站主体施工单位做好交底工作，按期做好场地移交。 通常车站主体施工单位要在盾构始发前45天着手分阶段移交工作。
10
Contents Page
第二部分 盾构分类及选型
二、盾构分类及选型
常
明挖法
用
隧
道 施
矿山法
工
方
法
掘进机
勇于跨越 追求卓越
各类盾构
各类硬岩 掘进机
土压平衡盾构 泥水平衡盾构
双模式盾构 敞开式TBM 单护盾TBM 双护盾TBM
12
二、盾构分类及选型
勇于跨越 追求卓越
盾构施工的优越性
盾构工法是一种快速、高效、安全、机械化高的施工方法。
勇于跨越 追求卓越
6
一、盾构机发展历程
1866年，莫尔顿申请“盾构”专利 。盾构最初称为小筒或圆筒，在 莫尔顿专利中第一次使用了“盾构 ”（shield）这一术语。
1869年，英国工程师詹尼斯•亨利•格 瑞海德用圆形盾构再次在泰晤士 河底修建了一条隧道，隧道衬砌第 一次采用了铸铁的衬砌管片，隧 道基本上是在不透水的粘土层中掘 进，格瑞海德的圆形盾构成为后 来大多盾构的模型。
5
一、盾构机发展历程
1825年 布鲁诺尔矩形盾构
布鲁诺尔在伦敦泰晤士河下 的隧道工程中首次使用这种 盾构,设想成为现实。
矩形盾构断面尺寸为 11.3m×6.7m。布鲁诺 (Brunel)矩形盾构有12个邻 接的框架组成，每一个框架分 成3个 工作舱，每个舱可容 纳一个工人独立工作，并对工 人(36人)起到保护作用。
•马蒂厄提出修建英吉利海峡隧道的 计划，设计从英法两岸用一种有掩 体结构的挖掘机修筑隧道，每侧各 挖掘18.7km，最后在 瓦恩•班克浅 滩对接贯通。
1803年，爆发英法战争，使该计 划未能实施。
勇于跨越 追求卓越
4
一、盾构机发展历程
勇于跨越 追求卓越
1818年，法国工程师布鲁诺尔（Mare Isambard Brunel）发现船板上有一种蛀虫钻出孔道。船 蛀头部有外壳，在钻木板时分泌出液体涂 在孔壁上形成坚韧的保护壳，用以抵抗模板潮湿后的膨胀 ，抵抗变形防 止被压扁。从中发现了盾构法掘进隧道的原理，后来，布鲁诺尔完善了构思，并注册 了专利。
第三部分 盾构施工技术
三、盾构施工技术
勇于跨越 追求卓越
1、盾构始发前准备--对车站的接口要求
车站结构要求： 盾构整体始发时吊装井尺寸不小于10.5×7.5m，车站结构须完成90m，始发前结
构底板必须提供120米长度以满足电瓶车编组需要，离始发端墙约85~95m处设置盾构 出土井，尺寸不得小于6×3m。
勇于跨桩使端头土体凝聚力和内摩擦角改变，主要适用于淤泥、粘土层和砂层，但在砂层加固
效果差，须与旋喷桩等工法配合使用。 优点：工程造价低。 缺点：加固不连续，加固体强度偏低。
3. 直径4.2-7m的称为中型盾构； 广泛应用与地铁隧道工程中。
4. 直径7-12m称为大型盾构；较 多用于水底公路隧道及铁路隧 道。
勇于跨越 追求卓越
17
二、盾构分类及选型
勇于跨越 追求卓越
3.按照稳定掌子面的方式分类
根据稳定掌子面方式的不同，分为土压平衡盾构、泥水平衡盾构。其 中土压平衡盾构根据地层条件可采用敞开式（大气压 力）、气压平衡式（压缩空气）、土压平衡式（改良后的碴土）三种模式掘进。
勇于跨越 追求卓越
一.盾构的选型原则
➢ 应对工程地质、水文地质有较强的适应性，首先满足施工安全的要求； ➢ 地质适用性、技术先进性、经济性相统一。设备安全可靠额情况下，考虑先进性和经济合理性; ➢ 盾构制造商的业绩、信誉和技术服务。 盾构选型必须解决一下三个技术问题 ➢ 支护：用什么支护形式来支护正面土体，确保在盾构推 进中，保持开挖面稳定；(稳得住) ➢ 开挖;用什么刀具开挖正面土体；（掘得进） ➢ 排土：开挖下来额渣土，用什么方式迅速排出，渣土排 出速度与开打速度相符。(排得出)
“盾”——“保护”，指盾壳； “构”——“构筑”，指管片拼装或衬砌
9
一、盾构机发展历程
勇于跨越 追求卓越
现代盾构种类多、技术成熟、效率高、安全性好、可应对各种地层。 集机、电、液、气、光、信息技术为一体的高端隧道施工装备，掘进、出渣及衬砌一气呵成，效率高， 施工质量好。广泛应用于地铁、 铁路、市政、公路、水电、管廊等隧道工程。
二、盾构分类及选型
勇于跨越 追求卓越
盾构法施工（相比矿山法）局限性：
1. 盾构的设计、制造和准备时间长。 2. 准备施工现场和分离工厂困难且费用高，只有在长距离掘
进时才较经济。 3. 由于不同类型的盾构适应不同的地层，当地层发生变化时，
实施有风险。 4. 断面的几何形状发生变化时，如扩大时，费用较高。
26
三、盾构施工技术
二 1、.盾构选始型发的前主准要备步 --盾骤构施工场地布置
➢龙门吊及基础 ➢设置渣土坑 ➢管片堆放场地及材料堆放场地 ➢一座高压配电房 ➢一座砂浆拌合站 ➢场地平面布置的要点：
a.应符合施工流程的要求，减少各工序之间的 干扰，避免窝工；
b.尽量发挥设备的有效工作时间（尤其是龙门 吊）；
c.在条件允许下，尽量扩大集碴坑和管片堆放 场，集碴坑要满足出土和运土的方便，少 污染，易清洁；
c、场内施工便道满足行驶要求（尤其是管片 托车、水泥、粉煤灰罐车），运输方便通 畅，出入口方便、安全；
勇于跨越 追求卓越
27
三、盾构施工技术
勇于跨越 追求卓越
1、盾构始发前准备--端头加固
端头加固可以单独采用一种工法或多种工法相结合的加固手段，主要取决于地质情况、地下水、覆盖层厚度、 盾构机直径、盾构机型、施工环境等因素。方法主要有旋喷桩法、注浆法、SMW法、搅拌桩法、冻结法、灌注桩法、 连续墙法。
勇于跨越 追求卓越
7
一、盾构机发展历程
勇于跨越 追求卓越
盾构问世至今已有190余年的历史，始于英国，发展于日本、德国、 中国。其发展历程可分为 四个阶段：
8
一、盾构机发展历程
勇于跨越 追求卓越
2.现代的盾构
盾构的工作原理是一个钢结构组件沿隧道轴线对土壤进行掘进，并向前推进。这个钢结构组件 的壳体称“盾壳”，盾壳对已开发还未衬砌 的隧道段起着临时支护的作用，承受周围土层的土压、 承受地下水的水 压以及将地下水挡在盾壳外面。
电接口：
盾构类型
高压电要求
低压电要求
日本系列（电驱动）
10KV/台 项目所需容量
10KV/400V-2000kVA
中铁装备（液压驱动）
10KV/台 项目所需容量
10KV/400V-2000kVA
➢水接口：提供Φ80管径的施工用水驳口,供水能力达到50m³/h
25
三、盾构施工技术
勇于跨越 追求卓越
1、盾构始发前准备--与车站场地移交
15
二、盾构分类及选型
勇于跨越 追求卓越
1、盾构机分类
按照断面形状分类可分为：单圆盾构、复圆盾构（多圆盾构）、非圆盾构。
单圆盾构掘进机
双圆盾构掘进机
非圆异形盾构掘进机 16
二、盾构分类及选型
2.按照直径大小分类
1. 直径<2m的成为微型盾构；市 政供排水、电缆管道
2. 直径2-4.2m的成为小型盾构； 较多用于饮水、排水、电缆、 通信 及其它市政公用设施综 合管道项目。
中铁九局集团有限公司
目录
Contents Page
第一部分 第二部分 第三部分 第四部分 第五部分
盾构机发展历程 盾构机分类及选型 盾构施工技术 盾构施工风险控制 盾构掘进姿态控制
Contents Page
第一部分 盾构机发展历程
一、盾构机发展历程
1、盾构机发展史 1802年，英国采矿工程师阿贝尔
旋喷桩法 对于砂层改良效果好，也适用于淤泥、粉土、粘土层、但砂砾地基和粘着力的的粘土有时不能
形成满意的改良桩，施工深度在40m以下时，效果较差。
注浆法 主要适用于深度较深的砂质地层、砂砾层，地层较好的地段或与搅拌桩等工法相结合，对于水量
不大的地段进行加固止水。可进行单液和双液注浆，同时可进行跟踪注浆；浆液种类较多，经济性和可 施工性好，材料和施工方法多种多样，需根据地下水、地质、施工环境等来确定，同时要考虑因灌浆而 引起地基隆起等的处理对策。
土压平衡盾构
泥水平衡盾构
18
二、盾构分类及选型
4.按照适用的工程地质分类
分为软土盾构、岩石盾构以及复合盾构。
勇于跨越 追求卓越
软土盾构
硬岩盾构
复合盾构
19
二、盾构分类及选型
4.按照适用的工程地质分类
分为软土盾构、岩石盾构以及复合盾构。
勇于跨越 追求卓越
软土盾构
硬岩盾构
复合盾构
20
二、盾构分类及选型
21
二、盾构分类及选型
勇于跨越 追求卓越
二.盾构选型的主要步骤
➢ 根据围岩的自稳性对敞开式、闭胸式盾构进行比选 ➢ 在确定选用闭胸式盾构后，根据地层的渗透系数、颗粒级配、地下水压等因素对土压平衡盾构
和泥水平衡盾构进行比选；
➢ 根据详细的地质勘探资料，对盾构各主要功能部件进行选择和设计； ➢ 根据地质条件等确定盾构的主要技术参数。主要包括刀盘直径、刀盘开口率、刀盘转速、刀盘扭
安全性高；开挖后洞壁 同步支护，洞室结构安全，人员在已衬砌好的洞段作业，安全性好。
优点四：采用盾构开挖、连续皮带机出碴技术是地下工程施工最为环保的施工方法，盾构本身配置有大型除 尘系统，刀盘切削岩石引起的灰尘经除尘系统处理后通过皮带机运出洞外，连续皮带机出碴减少了因机车牵
引而造成的尾气排放量，洞内作业环境好。
用。 c. 对周围居民生活出行影响小。 d. 无空气、噪音、振动污染问题。 2. 施工不受地形、地貌、江河水域等地表环境条件限制。 3. 地表占地面积小，故征地费用小。 4. 适于大深度、大水压施工，相对而言施工成本低。 5. 施工不受天气（风、雨····）条件限制。 6. 控土、出土量少，利于降低成本。 7. 盾构法构筑的隧道的抗震性极好。 8. 适于地层范围宽，软土、砂卵石，软岩直到岩层均可适用。 9. 施工进度快，在抗压强度较低的岩层（＜30MPa）月进度可以达到300米/月以上。 10. 成洞质量高，防水效果好，隧道建成后不易出现渗漏水。 11. 适用范围较广，可用于从硬岩～淤泥的各种地质条件。
矩、刀盘驱动功率、推力，掘进速度， 螺旋输送机功率等。 ➢ 根据地质条件选择与盾构掘进速度相匹配的盾构后配套施工设备
22
二、盾构分类及选型
三二.盾构选型的主要步方骤法 1、根据地层的渗透系数进行选型
勇于跨越 追求卓越
盾构选型与地层渗透系数的关系图
2、根据地下水压进行选型
23
Contents Page
优点一：它以盾构为核心施工，同步完成开挖、支护、碴土输 送、地质预报等工作，一次成洞，施工效率高 。
优点二：采用机械开挖、对围岩扰动少、开挖轮廓圆顺、利于洞室自身结构稳定；预制混凝土管片可以采用 工厂化生产，质量可靠；洞壁支护采用机械手完成，快捷、高效、成洞质量高。
优点三：盾构提供了一个封闭的施工空间，作业人员全部在护 盾的保护下工作，不与裸露的围岩接触，施工
SMW工法 适用于砂层、淤泥、粘土层，加固宽度小，造价较低，是此类地层最安全可靠的加固方法之
一。该方法成桩效果好，止水性好，对周围地层影响小。
优点：加固质量高，桩体连续、强度高（粘土中0.5～1MPa，砂和卵石中0.5～3MPa），适用于各类软土
地层。
28
缺点：对于上软下硬地层不适应，造价偏高。
三、盾构施工技术
优点五：盾构施工可将地下工程开挖对环境的影响降至最低，洞外管片生产、洞外施工作业全是工厂化作业 模式，施工废弃物和施工污水利于集中收集处理，盾构施工对地层扰动小，成洞后利于地下水的保持，对环境
影响小。
13
二、盾构分类及选型
勇于跨越 追求卓越
盾构法（相比矿山法）施工优点： 1. 对环境影响小
a. 出土量少，对周围的地层沉降小，对周围的构筑物的影响小。 b. 不影响地面交通，不影响商店营业，无经济损失，无需切断、搬迁地下管线等各 种地下设施，故可节省搬迁费
➢ 盾构施工单位进场前车站主体施工单位要提供相应作业面，一般按照盾构进场、始发、 正常掘进等阶段施工要素分阶段提供加固场地、吊装场地、盾构机下井组装场地、渣坑、 拌合站及其他设施安装场地。
➢ 车站主体施工单位在做前期场地规划时要邀请盾构施工单位共同参与，车站场地布置与 盾构施工场地布置有机结合，可以有效降低临建费用投入，盾构临建布置要避开车站出 入口及风井施工区，减少不必要的浪费。盾构施工单位要结合现场实际情况，绘制《盾 构组装施工场地平面布置图》 、《盾构始发阶段施工场地平面布置图》 、《盾构正常 阶段施工场地平面布置图》，并对车站主体施工单位做好交底工作，按期做好场地移交。 通常车站主体施工单位要在盾构始发前45天着手分阶段移交工作。
10
Contents Page
第二部分 盾构分类及选型
二、盾构分类及选型
常
明挖法
用
隧
道 施
矿山法
工
方
法
掘进机
勇于跨越 追求卓越
各类盾构
各类硬岩 掘进机
土压平衡盾构 泥水平衡盾构
双模式盾构 敞开式TBM 单护盾TBM 双护盾TBM
12
二、盾构分类及选型
勇于跨越 追求卓越
盾构施工的优越性
盾构工法是一种快速、高效、安全、机械化高的施工方法。
勇于跨越 追求卓越
6
一、盾构机发展历程
1866年，莫尔顿申请“盾构”专利 。盾构最初称为小筒或圆筒，在 莫尔顿专利中第一次使用了“盾构 ”（shield）这一术语。
1869年，英国工程师詹尼斯•亨利•格 瑞海德用圆形盾构再次在泰晤士 河底修建了一条隧道，隧道衬砌第 一次采用了铸铁的衬砌管片，隧 道基本上是在不透水的粘土层中掘 进，格瑞海德的圆形盾构成为后 来大多盾构的模型。
5
一、盾构机发展历程
1825年 布鲁诺尔矩形盾构
布鲁诺尔在伦敦泰晤士河下 的隧道工程中首次使用这种 盾构,设想成为现实。
矩形盾构断面尺寸为 11.3m×6.7m。布鲁诺 (Brunel)矩形盾构有12个邻 接的框架组成，每一个框架分 成3个 工作舱，每个舱可容 纳一个工人独立工作，并对工 人(36人)起到保护作用。
•马蒂厄提出修建英吉利海峡隧道的 计划，设计从英法两岸用一种有掩 体结构的挖掘机修筑隧道，每侧各 挖掘18.7km，最后在 瓦恩•班克浅 滩对接贯通。
1803年，爆发英法战争，使该计 划未能实施。
勇于跨越 追求卓越
4
一、盾构机发展历程
勇于跨越 追求卓越
1818年，法国工程师布鲁诺尔（Mare Isambard Brunel）发现船板上有一种蛀虫钻出孔道。船 蛀头部有外壳，在钻木板时分泌出液体涂 在孔壁上形成坚韧的保护壳，用以抵抗模板潮湿后的膨胀 ，抵抗变形防 止被压扁。从中发现了盾构法掘进隧道的原理，后来，布鲁诺尔完善了构思，并注册 了专利。
第三部分 盾构施工技术
三、盾构施工技术
勇于跨越 追求卓越
1、盾构始发前准备--对车站的接口要求
车站结构要求： 盾构整体始发时吊装井尺寸不小于10.5×7.5m，车站结构须完成90m，始发前结
构底板必须提供120米长度以满足电瓶车编组需要，离始发端墙约85~95m处设置盾构 出土井，尺寸不得小于6×3m。
勇于跨桩使端头土体凝聚力和内摩擦角改变，主要适用于淤泥、粘土层和砂层，但在砂层加固
效果差，须与旋喷桩等工法配合使用。 优点：工程造价低。 缺点：加固不连续，加固体强度偏低。
3. 直径4.2-7m的称为中型盾构； 广泛应用与地铁隧道工程中。
4. 直径7-12m称为大型盾构；较 多用于水底公路隧道及铁路隧 道。
勇于跨越 追求卓越
17
二、盾构分类及选型
勇于跨越 追求卓越
3.按照稳定掌子面的方式分类
根据稳定掌子面方式的不同，分为土压平衡盾构、泥水平衡盾构。其 中土压平衡盾构根据地层条件可采用敞开式（大气压 力）、气压平衡式（压缩空气）、土压平衡式（改良后的碴土）三种模式掘进。
勇于跨越 追求卓越
一.盾构的选型原则
➢ 应对工程地质、水文地质有较强的适应性，首先满足施工安全的要求； ➢ 地质适用性、技术先进性、经济性相统一。设备安全可靠额情况下，考虑先进性和经济合理性; ➢ 盾构制造商的业绩、信誉和技术服务。 盾构选型必须解决一下三个技术问题 ➢ 支护：用什么支护形式来支护正面土体，确保在盾构推 进中，保持开挖面稳定；(稳得住) ➢ 开挖;用什么刀具开挖正面土体；（掘得进） ➢ 排土：开挖下来额渣土，用什么方式迅速排出，渣土排 出速度与开打速度相符。(排得出)
“盾”——“保护”，指盾壳； “构”——“构筑”，指管片拼装或衬砌
9
一、盾构机发展历程
勇于跨越 追求卓越
现代盾构种类多、技术成熟、效率高、安全性好、可应对各种地层。 集机、电、液、气、光、信息技术为一体的高端隧道施工装备，掘进、出渣及衬砌一气呵成，效率高， 施工质量好。广泛应用于地铁、 铁路、市政、公路、水电、管廊等隧道工程。