盾构TBM的起源与发展课件.ppt

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1、盾构TBM施工技术培训班讲座盾构TBM的起源与发展陈馈二0一0年三月十七日讲座提纲１前言２国外盾构的发展历史3国外TBM的发展历史4国内盾构的发展历程5国内ＴＢＭ的发展历程6国内盾构ＴＢＭ与国外的技术合作7盾构ＴＢＭ发展趋势１前言1.1全断面隧道掘进机的分类盾构和TBM统称为全断面隧道掘进机，是用于地下工程全断面开挖的机械化施工设备。用于土质地层或弱地质地层开挖的称为盾构用于岩石地层开挖称为岩石掘进机(简称TBM)。１前言1.２　盾构与TBM的区别TBM是隧道掘进机“TunnelBoringMachine”的英文缩写，一般指岩石掘

2、进机，是以岩石地层为掘进对象，不具备泥水压、土压等维护掌子面稳定的功能。常用于山岭隧道施工。而盾构主要用于含水的软弱地层施工地下隧道或水底隧道。盾构法施工主要由稳定开挖面、掘进及排土、管片衬砌及壁后注浆三大要素组成。其中开挖面的稳定方法是盾构工作原理的最主要方面，也是盾构区别于TBM的主要方面。１前言1.３　盾构的概念盾构，是一种用于软土隧道暗挖施工，具有金属外壳，壳内装有整机及辅助设备，在其掩护下进行土体开挖、土碴排运、整机推进和管片安装等作业，而使隧道一次成形的隧道施工机械。１前言1.4　盾构的工作原理盾构的工作原理就是一个钢

3、结构组件沿隧道轴线边向前推进边对土壤进行掘进。这个钢结构组件的壳体称“盾壳”，盾壳对挖掘出的还未衬砌的隧道段起着临时支护的作用，承受周围土层的土压、承受地下水的水压以及将地下水挡在盾壳外面。掘进、排土、衬砌等作业在盾壳的掩护下进行。(在盾壳的掩护下构筑隧道)１前言1.5　盾构的分类按断面形状分类盾构根据其断面形状可分为：单圆盾构、复圆盾构（多圆盾构）、非圆盾构。其中复圆盾构可分为双圆盾构和三圆盾构。非圆盾构可分为椭圆形盾构、矩形盾构、马蹄形盾构、半圆形盾构。复圆盾构和非圆盾构统称为“异形盾构”１前言1.5　盾构的分类按直径大小分类

4、盾构根据其直径的大小分为以下几类：0.2～2m直径称为微型盾构2～4.2m直径称为小型盾构4.2m～7m直径称为中型盾构7m～12m称为大型盾构12m以上为超大型盾构１前言1.5　盾构的分类按支护地层的形式分类盾构按支护地层的形式分类，主要分为自然支护式、机械支护式、压缩空气支护式、泥浆支护式，土压平衡支护式五种类型。１前言1.5　盾构的分类按开挖面与作业室之间隔板构造分类分为全敞开式、半敞开式及闭胸式三种类型。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１前言1.5　盾构的分类目前，

5、敞开式和半敞开式盾构已逐步被淘汰，应用最广的是泥水盾构和土压平衡盾构。手掘式半机械式机械式网格式１前言1.6　中国应用盾构的几个特点1)中国地域广大、地层条件复杂根据地质条件特点，可将盾构技术分为三大地区：（1）以上海地区为代表的软弱土地区（2）以广州地区为主的风化岩及软硬不均地层（3）以北京地区为代表的砂层、砂卵石地层2)所需盾构种类多土压平衡盾构、泥水盾构单一软土盾构、复杂地层用的复合盾构闭胸式盾构、敞开式盾构１前言1.6　中国应用盾构的几个特点3)盾构选型由于地质条件复杂，因此，应根据工程的水文、地质条件选用合适的盾构。4)

6、盾构来源国外购置：日本、德国、法国、加拿大等中外联合制造：沈重，大重，广重等国产化开发：上海隧道股份，中铁隧道集团等2国外盾构的发展历史2.1盾构的起源■最早发明盾构的思路是来自于一个有趣的发现.■1806年，法国工程师马克•布鲁诺尔（MarcIsambrdBrunel）在伦敦的一艘船上,发现船的木板中，有一种蛀虫钻出孔道，并用它自己分泌的液体涂在孔壁上,在蛀虫钻孔的启示下，布鲁诺尔发现了盾构掘进隧道的原理,并在英国注册了专利。2国外盾构的发展历史2.1盾构的起源布鲁诺尔（1769~1849）法国工程师，自1798年(29岁)起一

7、直侨居并服务于英国，为英国铁路，尤其对盾构法隧道有杰出贡献，是盾构隧道的发明人。盾构法隧道首创者布鲁诺尔（M.I.Brunel）——英格兰—威尔士铁路150年(尼维斯1985.8)(邮票)25分面值，隧道盾构发明人布鲁诺尔和它主持完工的路易安尔贝脱（RoyalAlbert）大桥。2国外盾构的发展历史2.2第一台盾构盾构的问世已有184年的历史。1825年，马克•布鲁诺尔第一次在伦敦泰晤士河下用一个断面高6.8m，宽11.4m的矩形盾构修建第一条盾构法隧道。2国外盾构的发展历史2.2第一台盾构马克•布鲁诺尔矩形盾构由12个邻接的框架

8、组成，每一个框架分成3个工作舱，每个舱可容纳一个工人独立工作并对工人起到保护作用。每个工作舱都牢固地装在盾壳上，当掘进完一段隧道后，由螺杆将鞍型框架向前推进，紧接着后部砌砖。2国外盾构的发展历史2.2第一台盾构施工中遇到了坍方和水淹，1828年1月