盾构技术的发展概况.doc

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1、盾构技术的发展概况第一章盾构技术进展概况1.1引言（土压盾构工法）盾构实际上是盾构机的简称。它是一•个横断血外形与隧道横断血外形相同、尺寸稍人，内藏挖十•、排土机具，自身设有保护外壳的暗挖隧道的机械。以盾构为核心的-整套完整的隧道施工方法称为盾构工法，概况如图1.1所示。盾构T法的设想19世纪初产生于英国，至今U令200年的丿力史。盾构工法问世以前隧道施工主要靠开挖法。但就城市隧道施工而言，开挖法存在受地形、地貌、坏境条件的限制；开挖法给城市交通带來极人不便；开挖产生的地层沉降较人；施丁机械的噪声和振动；施

2、丁对坏境构成的污染等诸多不利因素。相对而言，盾构丁•法不存在这些缺陷，故受到人们的极人重视，并得以迅速发展。人们不仅开发了软土盾构工法，而且还开发了适于卵石地层等多种其它地层的盾构工法。此外，还在提高安全性、提高工程质暈、缩短工期及降低成本等方血作了精心的研究和开发，并取得了较人的成功。IJ前盾构工法在城市隧道施工技术屮C确立了稳固的统治地位，且已成为-•种必不可少的通用隧道施工技术。日前隧道科技工作者正在致力于更先进的全机械化的计算机控制的智能化的盾构工法，适于地下人深度的盾构工法及特殊断血、特殊功能的盾

3、构工法的研究和开发。1.2盾构法隧道的发展丿力史和现状18枇纪未英国人提出在伦敦地下修建横贯泰晤士河隧道的构想，并对具体的掘削工法和使用机械等问题做了讨论。到1798年开始着手希望实现这个构思，但由于竖井挖不到预定的深度，故计划受挫。但横贯泰晤士河隧道的设想与Id俱增，4年后Torovix决定由另-•地点建造连结两悍的隧道，随后T程再次开丁。施丁屮克服了种种困难，当掘进到最后30ni时，开挖血急剧浸水隧道被水淹没，横贯泰唔士河的设想再次破灭，工程从开T到被迫终止用了5年时间。横贯泰晤士河的计划在以后10年中

4、未见显著进展。1818年Brunel观察了小虫腐蚀木船底板成洞的经过，从而得到启示，在此基础上提出了盾构工法，并取得了专利。这就是所谓的开放型于掘盾构的原型。Brunel对口己的新工法非常自信，并于1823年拟定了伦敦泰晤士河两悍的另一条道路隧道的计划。随后，这个计划由当时的国会确认，工程于1825年动工。隧道长458m,隧道断血为11.4mX6.8m。工程进展顺利,但因地层下沉,致使工程被迫中止。但Brunel并没有因此而灰心失望，他总结了失败的教训，对盾构做了7年的改进，后于1834年工程再次开工,又经

5、过7年的精心施工,终于在1841年贯通隧道。Brunel在该隧道中采用的是方形铸铁框盾构。自Brunel向泰唔士河隧道挑战到隧道峻工前后经丿力了20个春秋，Brunel经过不懈的努力，克服了种种困难，终于最后取得了胜利。此时，他U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•致公论。BiBrunel的方形盾构以后，盾构技术又经过了23年的改进，到1869年建造横贯泰晤士河上的第二条隧道，首次采用圆形断血，外径2.18m,长402叫这项工程由Burlow和Great两人负责。Great采

6、川了新开发的圆形盾构，使川铸铁扇形管片玄到隧道掘削结束未出任何事故。随后Great在1887年南伦敦铁道隧道施工屮使用了盾构和气压组合T法获得成功，这为现在的盾构丁法奠定了基础。从起初Torevix反复失败和受挫折，到引出Brunel的盾构T法，及进而改进成为Great的盾构工法前后经过80年的漫长岁月。19世纪末到20世纪中叶盾构工法相继传入美国、法国、徳国、日木、苏联等国，并得以不同程度的发展。美国于1892年最先开发了封闭式盾构；同年法国巴黎使用混凝土管片建造了下水道隧道；1的6年~1899年德国使用

7、钢管片建造了柏林隧道:1913年德国建造了断面为马蹄形的易北河隧道；1917年H木采川盾构T-法建造国铁羽越线，后因地质条件差第1章1而停止使用；1931年苏联用英制盾构建造了莫斯科地铁隧道，施丁屮使用了化学注浆和冻结工法；1939年日本采用手掘圆形盾构建造了直径7m的关门隧道:1948年苏联建造了列宁格勒地铁隧道;1954年中国阜新建造4>2.6m的圆形盾构疏水隧道；1957年中国北京建造了4）2m、2.6m的盾构下水道隧道；1957年日本采用封闭式盾构建造东京地铁隧道。总之在这50、60年的时间里盾构丁

8、法虽然也有进步，但这一吋期的特点是盾构工法在世界各国得以推广普及。20世纪60飞0年代盾构工法继续发展完善，成绩显著。1960年英国伦敦开始使用滚筒式挖掘机；同年美国纽约最先使用油压千斤顶盾构；1964年日本埼玉隧道小最先使用泥水盾构；1969年日木在东京首次实施泥水加压盾构施工；1972年日木开发土压盾构成功；1975年H木推岀泥土加压盾构成功；1978年日木开发高浓度泥水盾构成功；1981年日木开发气泡盾构成