《盾构隧道施工》ppt课件

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1、第五章　盾构隧道施工盾构定义：盾构是一种钢制活动防护装置或支撑，是通过软弱含水层，特别是河底、海底，以及城市中心区修建隧道的一种机械。上海盾构技术的应用与发展1963年直径为4.2m实验工程（手掘式）；1966年直径为10.0m打浦路越江隧道（网格式）；1989年地铁施工采用土压平衡及泥水平衡盾构机（进口）；2001年地铁施工采用DOT盾构机广州地铁盾构技术的应用1995年一号线地铁采用土压平衡及泥水平衡盾构机（盾构施工长度占30%）；二号线地铁工程盾构施工长度占33%；三号线地铁工程盾构施工长度

2、占68%。北京盾构技术的应用1999年在亮马河污水工程首次采用现代盾构技术施工；2001年地铁五号线在雍和宫段进行盾构施工试验；2003年五号线地铁正式采用盾构施工（盾构施工长度占地下线长度39%）；2004年十号线与四号线盾构施工长度占地下线长度平均大于50%。目前世界上主要盾构制造商生产盾构机台数一览(表)中国进口盾构机一览表国内盾构施工企业一览盾构法施工的优缺点：盾构法施工的优点：（1）施工作业在盾构设备的掩护下安全进行；（2）施工时振动和噪声小，对周围环境几附近居民几乎没有影响；（3）施工

3、时不影响地表交通和航道通航；（4）不受气候条件影响；（5）施工机械化程度高，施工管理容易。盾构施工法的缺点（1）覆土较浅时，开挖面稳定困难；（2）曲率半径较小的曲线段施工比较困难；（3）在饱和水层中，防水技术要求高；（4）盾构施工地区地表沉降还不能完全防止。盾构即盾构机，简称盾构，全名叫盾构隧道掘进机（TunnelBoringMachine），是一种隧道掘进的专用工程机械，它是一个横断面外形与隧道横断面外形相同，尺寸稍大，利用回旋刀具开挖，内藏排土机具，自身设有保护外壳用于暗挖隧道的机械。盾构机的

4、基本工作原理就是一个圆柱体的钢组件沿隧洞轴线边向前推进边对土壤进行挖掘。该圆柱体组件的壳体即护盾，它对挖掘出的还未衬砌的隧洞段起着临时支撑的作用，承受周围土层的压力，有时还承受地下水压以及将地下水挡在外面。挖掘、排土、衬砌等作业在护盾的掩护下进行。盾构施工法是在地面下暗挖隧洞的一种施工方法，它使用盾构机在地下掘进，在防止软基开挖面崩塌或保持开挖面稳定的同时，在机内安全地进行隧洞的开挖和衬砌作业。其施工过程需先在隧洞某段的一端开挖竖井或基坑，将盾构机吊入安装，盾构机从竖井或基坑的墙壁开孔处开始掘进并

5、沿设计洞线推进直至到达洞线中的另一竖井或隧洞的端点。盾构工法的选择，详尽地比较各种盾构工法的特征是关键。其中，选择适合土质条件并确保工作面稳定的盾构机种及合理辅助工法最重要。所以，盾构机的选型原则是因地制宜，尽量提高机械化程度，减少对环境的影响。第一节　盾构构造与分类按形状分：圆形；矩形；椭圆形；马蹄形半圆形；双圆形；三圆形按开挖面的施工方式分：敞胸盾构；闭胸盾构目前主要形式：泥水加压式；土压平衡式盾构盾构法隧道SHIELD-DRIVENTUNNEL一　盾构的基本构造盾构壳体、推进系统、出土系统、

6、拼装系统盾构的基本构造简图（一）盾构壳体壳体组成：切口环；支承环；盾尾；竖直隔板；水平隔板（1）切口环切口环长度由开挖方法、开挖工具、人员活动空间和支撑形式来确定。（2）支撑环支撑环承受的力：地层压力、千斤顶的顶力及切口、盾尾、衬砌拼装时传来的施工荷载。（3）盾尾密封装置作用：防止地下水、外层土、衬砌背面压浆之浆液倒流入隧道。盾尾密封材料：橡胶系刷子系盾尾长度：最小限度，能在盾构千斤顶缩回后，达到管片宽度即可，但考虑到要调换损坏的管片、修千斤顶、对到曲线施工等因素，还要增加管片宽度的1/3---1

7、/4余量盾构盾尾密封形式盾构盾尾构造简图（二）推进系统推进系统组成：由盾构千斤顶和液压设备组成，并利用千斤顶上下左右活塞杆伸出长度不同达到纠偏目的，千斤顶沿支承环均匀分布。能量供应：电能转变为液压能。决定盾构推力的主要因素：（１）盾构壳体与土之间的摩擦力；（２）工作面的推进阻力；（３）推进中切口插入土中的阻力；（４）管片与盾尾的摩擦阻力。１.盾构外围的阻力砂土时：粘土时：作用于盾构外围的土压和水压２.盾构正面阻力作用于盾构正面的土压和水压。３.切口插入阻力：４.管片与盾尾之间摩擦阻力：盾构千斤顶总

8、推力经验公式：0.7-1.2KN安全系数2（三）出土系统包括：切削装置和运输装置１.土体的切削装置（２）超挖刀容易安装。刀盘必须具备足够的扭矩，以克服土体阻力、机械阻力及盾构扭矩等，可以通过与盾构外径的经验公式求得。适应条件：（１）适应于软弱地层，切口环插入地层。刀盘外围突出于切口环特点：超挖刀容易安装，方向容易控制。刀盘与切口环在同一位置垂直平面形圆锥形半球形切削刀盘和开挖面的形状2.土体的运输装置被切削下来的土体，通过搅拌，必要时加入作浆材料，利用螺旋输送机将土体运出。螺旋输送