盾构法施工(新手能看懂)

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1、盾构法隧道施工技术讲座中国工程院谭伟姿讲座内容盾构法隧道的发展历史、技术现状和发展动向盾构法隧道的基本原理及特点盾构机的分类及选型盾构施工关键技术盾构法隧道施工发展史盾构法隧道的发展历史18世纪末英国人提出在伦敦地下修建横贯通泰晤士河隧道的设想，并于1798年开始着手工作希望实现这个构想，但由于竖井挖不到预定深度，计划受挫，4年后Torevix决定在另一个地方建造连接两岸的隧道，随后工程再次开工，当掘进到最后30m时，开挖面激剧浸水，工程再次受阻。工程从开工到被迫终止用了5年时间，此后修建横贯泰晤士河隧道的计划在以后10年内没有任何进展。1818年，Brunel观察小虫腐蚀木船底板成洞的经过，

2、从而得到启发，在此基础上提出了盾构工法，并得到专利。这就是所谓开放型手掘式盾构的原型，Brunel对自己的新工法非常自信，于1823年拟定了修建另一条泰晤士河隧道的计划，随后这个计划得到英国国会批准，于1825年动工，初期，工程进展顺利，但后来由于地层下沉，工程被迫中止。但Brunel并没有灰心，总结了失败的教训后，对盾构做了7年改进后，于1834年再次开工，又经过7年施工，终于在1841年贯通隧道。自Brunel向泰晤士河隧道发起战到胜利，前后经历了20个春秋，此时，他已是72岁的老人。Brunel对盾构工法的贡献极为卓著，这是后人的一致评价。盾构法隧道施工发展史盾构法隧道的发展历史自Bru

3、nel的方形盾构后，盾构技术经过23年的改进，到1869年修建横贯通泰晤士河的第二条隧道，这个项目由Great负责，从起初Torevix的反复失败，到Brunel的盾构工法，进而改进为Great的盾构工法，前后经历了80年的漫长岁月。19世纪到20世纪中叶，盾构工法相继传入美国、法国、德国、日本、苏联等国，并得到不程度的发展。在这一段时期，盾构工法虽然有一定进步，但这一时期仍主要是盾构工法在世界各国的推广与普及。20世纪60至80年代盾构工法继续发展完善，成绩显著。这一时期出现了多种盾构工法，以泥水式、土压式盾构工法为主。1990至2003年，这一段时间盾构工法的技术进步极为显著。归纳起来有以

4、下几个特点：（1）盾构隧道长距离化、大直径化。这一时期英法两国修建了长达48km的英吉利海峡隧道，隧道断面直径达8.8m，采用的是土压盾构工法。（2）盾构多样化。出现了矩形、椭圆形、多园搭接形等多种异圆断面盾构。（3）施工自动化。盾构掘进中和方向、姿态自动控制系统，施工信息化、自动化的管理系统及施工故障自诊断系统。盾构法隧道施工发展史盾构法隧道的技术现状当前是泥水盾构、土压盾构技术的普及与推广时期，但有些技术细节还有待完善及改进。多种特种盾构的相继问世，大大地扩展了盾构工法的应用范围，使用盾构工法的前景更加宽广。但由于这这些特种工法问世时间不长，施工实例还不够多，有些细节仍有待改进。近年来交通

5、工程、下水道工程、共同沟工程存在大直径盾构隧道的构建需求，所以大直径、长距离、高速施工等施工措施、施工设备的研发与成功应用也较为迫切。盾构法隧道的基本原理及特点盾构法隧道的基本原理是用一件有形钢质组件沿隧道设计轴线开挖土体而向前推进。盾构由通用机构与专用机构组成。通用机构一般由外壳、掘土机构、推进机构、挡土机构、管片组装机构、附属机构等组成。专用机构因机种而异，如对于土压盾构而言，专用机构即为排土机构、搅拌机构、添加材注入装置；而对于泥水盾构而言，专用机构系指送排泥机构、搅拌机构。盾构法隧道的基本原理及特点外壳设置盾构外壳的目的是保护掘削、排土、推进、做衬等所有作业设备、装置的安全，故整个外壳

6、用钢板制作，并用环形梁加固支承。一台盾构机的外壳沿纵向从前到后分为前、中、后三段，通常又将这三段称为切口、支承、盾尾三部分。盾构法隧道基本原理及特点切口该部位装有掘削机械和挡土设备，故又称掘削挡土部。支承支承部即盾构的中央部位，是盾构的主体构造部。因为要支承盾构的全部荷载，所以该部位的前言和后方均设有环状梁和支柱，由梁和柱支承其全部荷载。盾尾盾尾部即盾构的后部。盾尾部为管片拼装空间，该空间内装有拼装管片的举重臂。为了防止周围地层的土、地下水及背后注入的填充浆液窜入该部位，物设置尾封装置。盾构法隧道基本原理及特点尾封盾尾密封是为了防止周围地层的土砂、地下水、背后注入浆液、开挖面上的泥水、泥土从盾

7、尾间隙流向盾构而设置的封装措施。尾封通常使用钢丝刷、尿烷橡胶或者两者的组合。尾封的示意图如上图所示。另外，最近作为防止高压地下水的措施，有人在钢丝刷之间的空隙处加压注入密封材和润滑剂等填充材及采用4层钢丝刷密封，从而把耐地下水压的能力提高到1.1MPa。盾构法隧道基本原理及特点中折装置在小曲率半径曲线段施工时，可以把盾构机做成可以折成2节、3节的中折形式。中折装置的设置不仅可以减少曲线部位的超挖量