盾构培训课件PPT文件格式下载.ppt

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B2020世纪初世纪初，盾构法施工已在，盾构法施工已在美、英、法、俄美、英、法、俄等国开始推广，等国开始推广，已用在水底公路隧道、地下铁道、上下水道、电力、通讯煤已用在水底公路隧道、地下铁道、上下水道、电力、通讯煤气等市政公用地下设施管道。

气等市政公用地下设施管道。

B19321932年年原苏联原苏联开始用直径为开始用直径为6.69.5m6.69.5m的盾构先后在其斯科、的盾构先后在其斯科、列宁格勒、基辅等城市修建地下铁道的区间隧道及车站。

列宁格勒、基辅等城市修建地下铁道的区间隧道及车站。

B19221922年年日本日本开始用盾构法修筑开始用盾构法修筑国铁奥羽线折渡隧道国铁奥羽线折渡隧道。

1953年东北阜新煤矿用直径年东北阜新煤矿用直径2.6米手掘式盾构修建疏水管道米手掘式盾构修建疏水管道盾构机主要由壳体盾构机主要由壳体推进系统推进系统拼装系统拼装系统出土系统组成出土系统组成设置盾构外壳的目的是保护掘削、排土、推进、施工衬设置盾构外壳的目的是保护掘削、排土、推进、施工衬砌等所有作业设备、装置的安全，故整个外壳用钢板制砌等所有作业设备、装置的安全，故整个外壳用钢板制作，并用环形梁加固支承。

作，并用环形梁加固支承。

11，盾构壳体从工作面开始可分为盾构壳体从工作面开始可分为切口环切口环、支承环支承环和和盾盾尾尾三部分。

三部分。

B二二盾构机的结构盾构机的结构盾构机盾构机盾构纵剖图盾构纵剖图切口环切口环：

是盾构的前导部分，在其内部和前方可以设置各种类：

是盾构的前导部分，在其内部和前方可以设置各种类型的开挖和支承地层的装置型的开挖和支承地层的装置支承环支承环：

是盾构的主要承载结构，沿其内周边均匀地装有推动：

是盾构的主要承载结构，沿其内周边均匀地装有推动盾构前进的千斤顶，以及开挖机械的驱动装置和排土装置盾构前进的千斤顶，以及开挖机械的驱动装置和排土装置盾尾盾尾：

是衬砌作业的场所，其内部设置衬砌拼装机：

是衬砌作业的场所，其内部设置衬砌拼装机盾构灵敏度：

盾构灵敏度：

L/D，越小越灵敏，越小越灵敏盾构纵剖图盾构纵剖图切口环切口环：

L/D，越小越灵敏，越小越灵敏公穿铁箱涵顶进施工控制室控制台22，盾构推进系统盾构推进系统（一一）盾构的推力盾构的推力盾构的前进和方向调整是靠千斤顶推进实现的。

因此，盾构的前进和方向调整是靠千斤顶推进实现的。

因此，要求盾构千斤顶有足够力可用以克服盾构推进过程中所遇到要求盾构千斤顶有足够力可用以克服盾构推进过程中所遇到的各种阻力。

决定盾构的推力主要有如下因素。

的各种阻力。

（11）盾构壳体与土之间的摩擦力盾构壳体与土之间的摩擦力；

（22）工作面推进阻力工作面推进阻力；

（33）推进中切口插入土中的阻力推进中切口插入土中的阻力；

（44）管片与盾尾摩擦阻力等管片与盾尾摩擦阻力等。

除了考虑以上因素外，还有转向、纠偏、防偏转的稳定除了考虑以上因素外，还有转向、纠偏、防偏转的稳定装置，挡板等的阻力和后车架的牵引阻力等。

装置，挡板等的阻力和后车架的牵引阻力等。

一般来说，把考虑以上因素的计算值再乘以安全系数一般来说，把考虑以上因素的计算值再乘以安全系数22所得的数值作为盾构的推力。

所得的数值作为盾构的推力。

螺旋输送机出土土箱运土井口土箱吊运出土出土盾构法施工概貌盾构法施工概貌盾盾构构盾构千斤顶压浆孔在盾尾空隙中的压浆出土转盘盾构正面网格管片拼装机管片压浆泵出土机由管片组成的隧道衬砌结构后盾管片竖井盾构法施工概貌盾构法施工概貌盾构法盾构法是使用所谓的是使用所谓的“盾构盾构”机械，在围岩中推进，一边机械，在围岩中推进，一边防止土砂的防止土砂的崩坍崩坍，一边，一边在其内部进行开挖在其内部进行开挖、衬砌作业衬砌作业修建隧道的方法。

修建隧道的方法。

三三盾构法的主要优缺点盾构法的主要优缺点除竖井施工外，施工作业均在地下进行，噪音、振动引起除竖井施工外，施工作业均在地下进行，噪音、振动引起的公害小，既不影响地面交通，又可减少对附近居民的噪音的公害小，既不影响地面交通，又可减少对附近居民的噪音和振动影响。

和振动影响。

盾构推进、出土、拼装衬砌等主要工序循环进行，施工易盾构推进、出土、拼装衬砌等主要工序循环进行，施工易于管理，施工人员也较少，劳动强度低，生产效率高。

于管理，施工人员也较少，劳动强度低，生产效率高。

土方量外运较少。

穿越河道时不影响航运。

中日两国盾构隧道各项成本费用构成中日两国盾构隧道各项成本费用构成施工不受风雨等气候条件影响。

施工不受风雨等气候条件影响。

隧道的施工费用不受覆土量多少影响，适宜于建造覆土隧道的施工费用不受覆土量多少影响，适宜于建造覆土较深的隧道。

在土质差水位高的地方建设埋深较大的隧道，较深的隧道。

在土质差水位高的地方建设埋深较大的隧道，盾构法有较好的技术经济优越性。

盾构法有较好的技术经济优越性。

当隧道穿过河底或其他建筑物时，不影响施工。

只要设法使盾构的开挖面稳定，则隧道越深、地基越差、只要设法使盾构的开挖面稳定，则隧道越深、地基越差、土中影响施工的埋设物等越多，与明挖法相比，经济上、土中影响施工的埋设物等越多，与明挖法相比，经济上、施工进度上越有利。

施工进度上越有利。

当隧道曲线当隧道曲线半径过小半径过小时，施工较为困难。

时，施工较为困难。

在陆地在陆地建造隧道时，如建造隧道时，如隧道覆土太浅隧道覆土太浅，开挖面稳定甚为，开挖面稳定甚为困难，甚至不能施工，而困难，甚至不能施工，而在水下时在水下时，如，如覆土太浅覆土太浅则盾构则盾构法施工不够安全，要确保一定厚度的覆土。

法施工不够安全，要确保一定厚度的覆土。

竖井中长期有噪声和振动竖井中长期有噪声和振动，要有解决的措施。

，要有解决的措施。

盾构施工中采用全气压方法以疏干和稳定地层时，对劳盾构施工中采用全气压方法以疏干和稳定地层时，对劳动保护要求较高，施工条件差。

动保护要求较高，施工条件差。

盾构法存在的不足盾构法存在的不足盾构法盾构法隧道上方一定范围内的地表沉陷尚难完全防止隧道上方一定范围内的地表沉陷尚难完全防止，特别在饱和含水松软的土层中，要采取严密的技术措施特别在饱和含水松软的土层中，要采取严密的技术措施才能把沉陷限制在很小的限度内，目前还不能完全防止才能把沉陷限制在很小的限度内，目前还不能完全防止以盾构正上方为中心土层的地表沉降。

以盾构正上方为中心土层的地表沉降。

在饱和含水地层中在饱和含水地层中，盾构法施工所用的拼装衬砌，对达，盾构法施工所用的拼装衬砌，对达到到整体结构防水性的技术要求较高整体结构防水性的技术要求较高。

伦敦泰晤士河塔桥伦敦泰晤士河塔桥悉尼海港大桥法国米洛高架桥江阴大桥南京长江三桥大胜关京沪高铁大桥大胜关京沪高铁大桥重庆江津长江大桥上海长江大桥上海长江大桥南京赛虹桥立交上海天目路立交桥盾构隧道的断面形状一般为圆形，也可采用矩形、马蹄形、椭圆形、双圆形、多圆形等。

圆形隧道最大直径已达14.14m。

四四盾构隧道断面形状盾构隧道断面形状盾构的分类方法较多，可按盾构盾构的分类方法较多，可按盾构切削断面的形状切削断面的形状；

盾盾构自身构造的特征、尺寸的大小、功能构自身构造的特征、尺寸的大小、功能；

挖掘土体的方式挖掘土体的方式；

掘削面的挡土形式掘削面的挡土形式；

稳定掘削面的加压方式稳定掘削面的加压方式；

施工方法施工方法；

适用土质的状况适用土质的状况等多种方式分类。

等多种方式分类。

五五盾构机的种类盾构机的种类盾构机（盾构机（Shield）敞开式盾构敞开式盾构复合盾构复合盾构插刀盾构插刀盾构网格式盾构网格式盾构全气压盾构全气压盾构半敞开式盾构半敞开式盾构密闭式盾构密闭式盾构土压平衡盾构土压平衡盾构泥水平衡盾构泥水平衡盾构机械开挖盾构机械开挖盾构手掘式盾构手掘式盾构

（1）土压平衡盾构土压平衡盾构定义：

定义：

土压平衡式盾构机用开挖出的土料作为支撑开挖面稳定的介质，适用条件适用条件：

土料具有良好的塑性变形，软稠度，内摩擦角小及渗透率小。

由于一般土壤不能完全满足这些特性，所以要进行改良。

改良的方法通常为：

加水，膨润土，粘土，聚合物和泡沫等，根据土质情况选用。

通过这些改良措施，扩大了土压平衡式盾构机的应用范围。

土压平衡式盾构土压平衡式盾构土压平衡盾构土土压平衡盾构是把土料平衡盾构是把土料（必要时添加泡沫等对土壤进行必要时添加泡沫等对土壤进行改良改良）作为稳定开挖面的介质，刀盘后隔板与开挖面之作为稳定开挖面的介质，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料增加，再由螺旋间形成泥土室，刀盘旋转开挖使泥土料增加，再由螺旋输料器旋转将土料运出，泥土室内土压可由刀盘旋转开输料器旋转将土料运出，泥土室内土压可由刀盘旋转开挖速度和螺旋输出料器出土量挖速度和螺旋输出料器出土量（旋转速度旋转速度）进行调节。

它进行调节。

它又可细分为削土加压盾构、加泥土压盾构和复合土压盾又可细分为削土加压盾构、加泥土压盾构和复合土压盾构。

构。

4号线施工地面泡沫地铁十号线施工地面泡沫土压平衡式盾构土压平衡式盾构土压平衡式盾构机的主要部件土压平衡式盾构机的主要部件土压平衡盾构机的基本装置是切削刀盘，开挖室以及螺旋输送机等。

11切削刀盘切削刀盘切割开挖面上的土壤和在开挖室内搅拌使之变成可塑的泥土浆。

切削刀盘前面一般布置有添加土壤改良剂料的灌注口，对开挖面上的土壤进行改良处理。

切削刀盘盘面有封闭式和敞开式两种。

封闭式切削刀盘是用于开挖面不稳定的土层类型，这样可以避免在开挖面有大量的土壤松动。

缺点：

是在开挖面上支撑压力的分布不均匀。

承压隔板上测得的土压值不一定就是真实值，它还和刀盘的位置和转向有关。

敞开式切削刀盘（敞开式星形设计），一般不会发生阻塞，此时开挖面支撑压力分布均匀且送到螺旋输送机上的土料流动稳定。

是由于缺乏机械支撑，进入压缩空气下的开挖室的危险较大。

此外，长时间运行时，在覆土浅时易造成沉降，稳定性和刀盘的强度降低。

土压平衡式盾构土压平衡式盾构22开挖室（密封舱）开挖室（密封舱）切削刀盘与后面的承压隔