盾构工法发展及其盾构施工关键技术

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1、盾构工法发展及盾构施工关键技术(内部培训资料）北京城建集团王良一．世界盾构技术发展概况1818年——布鲁尔（Brunel）研究出了开敞式手掘盾构机，1823年在伦敦泰晤士河水底公路隧道进行了盾构试验，后因坍方事故中止。Brunel对盾构进行了改进，于1834年使工程再次上马，历时7年于1841年隧道贯通。1869年——采用Greathead新开发的圆形盾构铸铁管片，在伦敦泰晤士河水底第二条隧道。1887年——气压盾构在南伦敦铁路隧道中应用。19世纪末～20世纪初——城市隧道工程促进了闭胸式盾构的产生，盾构工法相继传入美国、日本、法国、德国等国家。

2、20世纪60年代至80年代——盾构工法迅速发展，完善了气压盾构、挤压（网格）盾构、插刀盾构、泥土加压盾构、泥水盾构等，盾构工法在地铁、市政隧道、公路隧道等的建设中得到广泛应用。20世纪80年代至今——研制出了加气泡盾构，同时大直径盾构、异形断面盾构（方形、椭圆形、马蹄形等）、双圆盾构、三圆盾构等得到发展。二．中国地铁工程盾构技术的发展20世纪60年代——北京城建集团前身基建工程兵为修建北京地铁，自己研制网格式压缩混凝土盾构机成功地进行了试验。1990年——上海地铁1号线，采用了7台盾构机共掘进了18Km1996年——上海地铁2号线开始建设，以后陆

3、续建设3号线、4号线、M8线、6号线1996年——广州开始建设1号线，以后陆续建设2号线、3号线、5号线2000年——北京地铁5号线盾构实验段开始设计施工。2001年——深圳地铁1号线、南京地铁1号线开始建设。2002年——北京地铁5号线正式开工，以后4号线、10号线、机场线、地下直径线陆续开工。2002年——天津地铁1号线开工建设。2006年——沈阳地铁1号线开工建设。即将开工建还有设有杭州、哈尔滨、成都、西安等城市。三、北京地铁盾构技术的应用20世纪50年代北京从前苏联引进了一台手掘式盾构开始。1966年，北京研制了φ7000的半机械化盾构进

4、行完成了87m试验段施工。1995年8月，研制出半断面插刀盾构应用北京地铁复八线区间隧道施工。1999年10月，北京亮马河北路污水隧道工程中采用φ3330小断面加泥式盾构，并于2000年3月贯通。2000年9月，北京城建集团首次成功地将φ6000的大断面土压平衡盾构机应用于北京地铁五号线北新桥站至雍和宫站长680m的试验段隧道施工，为北京地铁进一步推广盾构施工技术创造了条件。此后涌现大批盾构机应用于地铁五号线、十号线、四号线及机场线等工程，目前北京地铁施工投入的盾构机达17台。目前在建工程的设计线路总长度为112.7公里，总车站数74座（其中地下

5、站64座，地面及高架站10座），地下区间总长81.3公里（其中明挖区间4.2公里，占5％，盾构法区间34.2公里，占42％，矿山法区间42.9公里53％），高架及地面区间31.4公里。目前正在进行施工招标的地铁9号线全长16.4km，区间全部为地下线，共设车站14座，13个区间中有8个区间采用盾构，盾构推进总长度达15Km（单线延米），拟投入5台加泥式土压平衡盾构施工，其中一台为带滚刀的复合盾构。明年北京的计划开工建设的计划是“保4争6”，9号线、10号线二期、亦庄线、8号线、6号线、顺义线等将相继开工建设。顺便提到的是，南水北调工程、市政工程也

6、将大量采用盾构，北京的盾构市场已全面启动。四．盾构施工关键技术4.1盾构穿越湖江河湖的技术地铁盾构在广州穿越了珠江、南京地铁穿越秦淮河、沈阳地铁将穿越浑河、北京地铁9号线将穿越玉渊潭，穿越河段施工要点：4.1.1．盾构过河前必须进行系统和完整的检修，使机器性能保持完好状态，为一次顺利施工到位提供设备保障。提前对刀具进行检查，过河前可作适量更换以免河底换刀。4.1.2．盾构过河时，及时调整盾构土仓压力，确保土压平衡，保证开挖面土体稳定。4.1.3．盾构推进隧道轴线控制。切实做好盾构推进过程中推进速率、出土量等推进参数的控制，防止因土体超挖量过大造成

7、土体在盾构本体处有较大沉降，使得河水涌入隧道。4.1.4．掘进过程中不断地对盾尾密封钢丝刷注入油脂，避免盾尾密封破坏；4.1.5．拼装管片时，严防盾构机后退，确保正面土体稳定。4.1.6．同步注浆量控制。及时进行同步注浆，使管片衬砌尽早支承地层，防止地层沉陷，同时根据监测情况来调整同步注浆量和注浆压力，既不能因过少、过小而造成河底沉降，也不能因过多、过大而造成河底隆起破坏,使河水涌入隧道。4.1.7．进度控制。为保证盾构顺利过河，过河时盾构应确保连续均衡施工。要配备足够的值班维修人员，一旦盾构机械发生故障能够及时进行处理，确保盾构推进顺利进行。例

8、如南京地铁在三山街至中华门盾构区间,需穿越内秦淮河。该处覆土很薄,在原河床条石基础下深度1.5m范围基本为碎石、碎砖等建筑垃圾,且盾构离