盾构机地分类及选型.ppt

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1、盾构机的分类及选型盾构法隧道施工发展史盾构机的分类及选型盾构按开挖面与作业室之间隔板构造可分为全敞开式、半敞开式及闭胸式三种。手掘式半机械式机械式全敞开式半敞开式挤压式泥水式土压式闭胸式盾构土压平衡式加泥式土压平衡式国内外根据各种使用条件的不同，使用的盾构也不同，特别是面板及刀具的形式多种多样。目前，应用最广的是泥水盾构和土压平衡盾构。◆手掘式盾构◆半机械式盾构◆网格式盾构盾构机的分类及选型新干线TUNNEL开敞式闭胸式SHIELD盾构机的分类及选型闭胸式SHIELD盾构机的分类及选型SHIELDO.D.：φ１４１４０ｍｍ東京湾横断道路T

2、UNNEL闭胸式SHIELD盾构机的分类及选型SHIELDO.D.：８８４６×１７４４０ｍｍ１９９５年３圆泥水式盾构（３ＭＦ）地下鉄车站部・区间同時施工闭胸式SHIELD盾构机的分类及选型盾构选型的基本原则开挖面稳定地层的适应性地下水处理沉降施工适宜性安全性辅助工法环境及公害盾构机的分类及选型盾构类型与渗透性的关系盾构机的分类及选型盾构类型与渗透性的关系地层渗透系数对于盾构的选型是一个很重要的影响因素。根据欧美和日本的施工经验，当地层的透水系数小于10-7m/s时，可以选用土压平衡盾构；当地层的渗水系数在10-7m/s和10-4m/s之间

3、时，既可以选用土压平衡盾构也可以选用泥水式盾构；当地层的透水系数大于10-4m/s时，宜选用泥水盾构。盾构机的分类及选型盾构类型与颗粒级配的关系一般来说，细颗粒含量多，碴土易形成不透水的塑流体，容易充满土仓，在土仓中可以建立压力，平衡开挖面的土体。粗颗粒含量高的碴土塑流性差，实现土压平衡困难。盾构类型与颗粒级配的关系详见下图，图中蓝色区域为淤泥粘土区，为土压平衡盾构适应范围，绿色区域为粗砂、细砂区，即可使用泥水盾构，也可经土质改良后使用土压平衡盾构，黄色区域为卵石砾石粗砂区，为泥水盾构适用的颗粒级配范围。盾构机的分类及选型盾构类型与水压的

4、关系当水压大于0.3MPa时，适宜采用泥水盾构。如采用土压平衡盾构，螺旋输送机难以形成有效的土塞效应，在螺旋输送机排土闸门处易发生碴土喷涌现象，引起土仓中土压力下降，导致开挖面坍塌。当水压大于0.3MPa时，如因地质原因需采用土压平衡盾构，则需增大螺旋输送机的长度，或采用二级螺旋输送机。盾构机的分类及选型我国典型地区盾构选型我国盾构应用较多或较早的地区是上海、广州及北京地区，可以说这三个地区分别代表了我国三大区域的土层特征，盾构特征。上海是软土区域，广州是软弱不均区域，北京是砂卵石地层为特点。盾构机的分类及选型1.根据地质条件选择盾构机类

5、型砂质土类自立性能较差的地层，应尽量使用密闭型的盾构施工。若为地下水较丰富且透水性较好的砂质土，则应优先考虑使用泥水平衡盾构；对粘性土，则可首先考虑土压平衡盾构。砂砾和软岩等强度较高的地层自立性能较好，应考虑半机械式或敞口机械式盾构施工。因在相同条件下，盾构复杂，操作困难，造价高，反之，盾构简单，制造使用方便，造价低。针对地下水条件，若其压力值较高（大于0.1MPa），就应优先考虑使用密封型的盾构，以保证工程的安全，条件许可也可采用降水或气压等辅助方法。对于砾径较小的地层，可以考虑各种盾构的使用。若砾径较大，除自立性能较好的地层可考虑采用

6、手掘式或半机械式盾构外，－般应使用土压平衡盾构，若需采用泥水平衡盾构的话，须增加一个鳄式碎石机，在输出泥浆前，先将大石块粉碎。盾构机的分类及选型2．盾构机选型的其它条件除了地质条件以外的盾构机选型的制约条件还很多，如工期、造价、环境因素、基地条件等。工期制约条件因为手掘式与半机械式盾构机使用人工较多，机械化程度低，所以施工进度慢。其余各类型盾构机因为都是机械化掘进和运输，平均掘进速度比前者快。造价制约因素一般敞口式盾构机的造价比密闭式盾构机低，主要原因是敞口式盾构机个象密闭式盾构机那样有复杂的后配套系统，在地质条件允许的情况下，从降低造价

7、考虑，宜优先选用敞口式盾构机。环境因素的制约敞口型的盾构机引起的地表沉降大于网格式盾构，更大于密闭式的掘进机。盾构机的分类及选型基地条件的制约泥水平衡式的掘进机必须配套大型的泥浆处理和循环系统，若需使用泥水平衡盾构开挖隧道，就必须具备较大的地面空间。设计线路、平面竖向曲线形状的制约若隧道转弯曲率半径太小，就需考虑使用中间铰接的盾构。将其分为前后铰接的两段，显然增加了施上中转弯的灵活性。盾构机的分类及选型3．辅助工法的使用掘进机施工隧道的辅助工法一般有：压气法、降水法、冻结法、注浆法等。前三种属于物理方法，注浆法属于化学方法。这些方法也主要

8、是用于保证隧道开挖而的稳定，注浆法还能减少盾构机开挖过程中引起的地表沉降。一般密闭式掘进机使用最多的是注浆法。盾尾注浆用以填补建筑间隙，以减少地面沉降。在地层自立性能差的情况下，若采用手掘进、