盾构机的种类ppt课件.ppt

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1、盾构工法的起源及基本构造第一讲一、盾构法隧道的起源与发展盾构机（ShieldMachine）（简称盾构）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机械。盾构是一种既能承受地层压力、又能在地层中掘进的隧道专用工程机械，现代盾构集机、电、液、传感、信息技术于一体，具有开挖切削土体、输送土碴、拼装隧道衬砌、测量导向纠偏等功能。盾构已广泛用于地铁、铁路、公路、市政、水电隧道工程。以盾构为核心的一整套完整的建造隧道的施工方法称为盾构工法（简称盾构法），采用盾构法修筑的隧道称为盾构法隧道

2、或盾构隧道。1806年，法国工程师布鲁诺尔（Brunel）在伦敦从蛀虫在船板上钻孔并用分泌物涂在孔的四周中得到启示，最早提出了盾构掘进隧道的原理并注册了专利。布鲁诺尔专利盾构由不同的单元格组成，每一个单元格可容纳一个工人独立工作并对工人起到保护作用。所有的单元格牢靠地装在盾壳上。当一段隧道挖完后，由液压千斤顶将整个盾壳向前推进。Brunel注册专利的盾构（1806年）1818年，布鲁诺尔完善了盾构结构的机械系统，设计成用全断面螺旋式开挖的封闭式盾壳，衬砌紧随其后。1825年，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的矩形盾构修建了第一条盾构法隧道。布鲁

3、诺尔矩形盾构由12个邻接的框架组成，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。由于开始时，没有掌握抵制泥水涌入隧道的方法，隧道施工因被淹而停工。1828年1月12日，第一次出现洪水停工，伦敦地下铁道公司的Callodam曾向布鲁诺尔提出采用压缩空气的建议，然而布鲁诺尔未采纳。在经历了五次特大洪水后，直到1843年才完成了这条全长458m的隧道。1866年，莫尔顿申请“盾构”专利。盾构最初称为cell或cylinder，在莫尔顿专利中第一次使用了“盾构”

4、（shield）这一术语。Brunel螺旋盾构（1818年）涌水情况1874年，格瑞海德开发了液体支撑隧道工作面的盾构，通过液体流，土料以泥浆的形成排出。1869年，英国人格瑞海德首次开发了圆形盾构，并第一次采用了铸铁管片。格氏圆形盾构后来成为大多数盾构的模型。盾构的发展格瑞海德泥浆盾构1886年，格瑞海德在伦敦地下施工中首次将压缩空气方法与盾构掘进相结合使用。1876年英国人荻克英森.布伦敦和姬奥基.布伦敦申请了第一个机械化盾构专利；1896年，德国人哈姬在柏林为第一台德国盾构申请了专利。1964年英国人摩特、安德森等申请了泥水加压平衡盾构的专利；1967年第一台用刀盘切削

5、土体和水力出碴的泥水盾构在日本投入使用，这台盾构由三菱公司制造，其直径为3.1m。1963年，日本SatoKogyo公司首先开发出土压平衡盾构。1974年第一台土压平衡盾构在日本东京使用。到20世纪80年代，盾构工法已经得到长足发展，形成并完善了圆形断面的各种平衡方式的盾构工法——挤压盾构（网格盾构）、压气盾构、土压盾构、泥土加压盾构、泥水盾构等，但以泥水盾构和土压盾构工法为主。20世纪80年代以来，盾构工法发展极快，代表性工程有：日本采用泥水平衡式盾构（Φ14.14m）东京湾横断公路隧道，该隧道采用双层衬砌，管片外径为13.9m，内径为12.6m，厚度为65cm，内侧现浇3

6、5cm厚的二次衬砌。英、法两国在汇聚了英、法、德、日、美等国先进盾构施工技术基础上，联合建造了英吉利海峡隧道，该隧道全长48.5km，海底段长37.5km，最大埋深100m，管片衬砌承受的最大水压为1.0MPa。2004年建成的格雷恩哈特隧道采用了当时世界上最大的泥水盾构（Φ14.87m），该盾构由法国迈通公司设计制造。。。。。。泥水、土压盾构工法得到全世界范围内的普及和推广，技术细节不断完善、改进和提高。特种盾构工法相继问世，如双圆盾构、三圆盾构、矩形盾构、马蹄型盾构、球体盾构、母子盾构、ECL盾构等。大深度、大口径、长距离、高速施工、高水压等各种施工措施及方法的成功应用。

7、特种施工技术，如盾构地中对接技术、隧道竖井一体化施工技术、盾构直接进出井技术等。目前盾构工法的发展具有以下特点：我国盾构技术概况1953年，我国首次采用手掘式盾构修建了直径2.6m的疏水巷道。1966年，首次采用直径10.22m网格挤压盾构，修建了第一条水底公路隧道——上海打浦路越江公路隧道工程主隧道。1986年，研制出半断面插刀盾构，并用于修建北京地铁复兴门折返线。1987年，研制成功了我国第一台4.35m加泥式土压平衡盾构。1996年，从日本引进了直径为11.22m泥水加压平衡盾构，并用于上海延安东