盾构机工作原理及施工工艺简介(最终版).ppt

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1、盾构机法隧道施工与验收规范主讲人：郑勇中交二航局工程装备分公司佛山地铁二号线（一期）TJ1标项目部Contents目录盾构工法及工作原理点击添加标题盾构机的组成盾构施工工艺流程盾构施工常见问题及处理措施盾构机的分类盾构施工质量控制与检查验收盾构机分类由于国家和地区的不同，技术发展的起源不同，盾构的分类也有所不同。目前已经处于技术混合的状态，大致来说分类如下：挖掘的地质条件分软土盾构机（软土）复合式盾构机全断面硬岩盾构机(TBM)从盾构机的工作机理分敞开式和密闭式，密闭式分：土压平衡式盾构机泥水平衡式盾构机

2、（含气垫式）从直径的大小分小型盾构机（一般在5米以下）大型盾构机（一般在5米以上）超大型盾构机（一般在14米以上）Contents目录盾构机的分类盾构机的组成盾构施工工艺流程盾构施工常见问题及处理措施盾构工法及工作原理盾构施工质量控制与检查验收盾构工法盾构施工工法是指使用盾构机，一边控制开挖面及围岩不发生坍塌失稳，一边进行隧道掘进、出渣、并在机内拼装管片形成衬砌、实施壁后注浆，从而不扰动围岩而修筑隧道的方法。盾构工法及工作原理盾构工法及工作原理盾构隧道（施工期间）盾构隧道（运营期间）盾构施工工作原理盾构施

3、工的主要原理就是尽可能在不扰动围岩的前提下完成施工，从而最大限度地减少对地面建筑物、交通设施及地下管线的影响。为了达到这一目的，除了刀盘和盾构钢壳可以被动地产生支护作用以外，使用压力仓内泥土或泥水压力平衡开挖面上的土压力和水压力；使用壁后注浆及时填充由开挖产生的盾尾空隙，主动地控制围岩应力释放和变形是盾构技术的关键。盾构工法及工作原理盾构工法及工作原理泥水盾构施工原理：泥水盾构工法是指使用盾构机，按一定要求配制的膨润土或粘土浆液，通过泥浆泵、输浆管以一定的压力从洞外送到开挖工作面，泥浆压力稍高于开挖面土压

4、和水压，泥浆在开挖面上形成不透水的泥膜，与此同时，刀盘从工作面切削下来的渣土与泥浆混为一体，通过泥浆管送外地面的泥渣分离场；经分离后的废渣运出工地，分离后的工作泥浆重复循环利用的一种进行隧道掘进，并在机内拼装管片形成衬砌、实施壁后注浆的修筑隧道的方法。气垫式泥水平衡盾构是泥水盾构的一种，其基本原理和泥水盾构相同，其主要的区别在于开挖仓的压力可通过送排泥流量和气垫仓压力进行调节，通过气垫仓压力自动平衡系统，能够精准的控制开挖仓压力的稳定，精度可达到+/-1kpa，可更好的确保整个开挖仓压力的稳定。设备上增加

5、了气泡仓系统，如下图所示：盾构工法及工作原理气泡仓气垫式泥水盾构施工原理：盾构工法及工作原理将开挖的土体进行泥土化处理，工作面的稳定是通过土体自身和由盾构千斤顶压力控制土仓内泥土压力来维持平衡。与泥水盾构机不同的是，切削下来的土渣由螺旋输送机进行排土。土压平衡盾构机装备有注入添加剂的机构和强力搅拌添加剂和渣土的机构，对渣土进行改良，以促进开挖渣土流动性；添加剂的种类有膨润土、发泡剂等。土压盾构施工原理：Contents目录盾构工法及工作原理盾构机的分类盾构施工工艺流程盾构施工常见问题及处理措施盾构机的组成

6、盾构施工质量控制与检查验收盾构机的制造盾构机制造现场俯瞰盾构机组成盾构机主要由开挖系统、刀盘驱动系统、盾构千斤顶推进系统、排土系统（泥水盾构为环流系统）、管片拼装系统、铰接装置、测量导向系统、注浆系统、注酯系统、操作控制界面、液压、电气、PLC控制系统、后方台车、通风装置、泥水处理设备（泥水盾构）及其他一些重要装置如盾壳、刀盘、尾刷、人闸等组成。盾构机从前往后依次为盾构本体（刀盘、前体、中体、盾尾三部分）、工作平台、连接桥架、各节台车等。盾构机的制造盾构机的制造单刃滚刀磨损检测刀注入口保护刀导向刀保护刀8

7、连中心滚刀切削刀盾构刀盘刀具示意图双刃滚刀盾构机的制造盾构刀盘刀具安装盾构机的制造刀盘主驱动刀盘的驱动力按照电动机→减速机→小齿轮→带齿圈大口径轴承→刀盘滚筒→中间梁→刀盘的顺序进行传递刀盘主驱动采用中间支承型，采用多台变频电机驱动，可进行无级调速。盾构机的制造盾构推进千斤顶推进千斤顶右多根千斤顶组成，一般最大伸展速度为8cm/min。设置有4个分区，每个分区一根千斤顶中安装有内置式行程传感器。盾构机的制造土压盾构出渣系统土压盾构螺旋机土压盾构皮带输送机盾构机的制造泥水盾构出渣系统泥水环流系统示意图泥水处

8、理系统盾构机的制造管片拼装机管片拼装机采用环形齿轮结构形式，旋转速度可在0.2-1.5rpm之间无级调速，回转角度±220度，可满足宽度1.2m和1.5m管片的拼装要求。盾构机的制造铰接系统被动铰接主动铰接为方便盾构曲线施工，设置有铰接油缸，设置有行程传感器，最大铰接角度为左右1.5度，上下0.5度。盾构机的制造盾尾密封系统盾尾密封由2排或3排钢丝刷、1排钢板刷和1排逆流防御板组成。盾尾刷间形成多道腔体，通过盾尾油脂泵供脂填充