7-盾构法施工ppt课件

1、第六章 盾构法施工o6.1 概述o6.2 盾构机的分类与选型o6.3 盾构机的构造和任务原理o6.4 盾构法施工工艺6.1 概述o1、盾构法定义o 盾构法隧道施工是利用盾构机在软岩和土体中进展隧道掘进，同时完成隧道永久衬砌铺设的一种施工工法。 至至20202020年，我国将完成年，我国将完成60006000公里各类隧道的建立，公里各类隧道的建立，年均年均290290公里公里 ，其中不少是，其中不少是长、大、宽隧道，且很多工长、大、宽隧道，且很多工程均首选盾构法。程均首选盾构法。 上世纪上世纪60年代，上海隧道年代，上海隧道股份设计制造中国第一台网格式股份设计制造中国第一台网格式盾构，用于上海打

2、浦路隧道建立；盾构，用于上海打浦路隧道建立； 上世纪上世纪90年代初，自行开发年代初，自行开发了我国第一台土压平衡盾构，研了我国第一台土压平衡盾构，研制程度已接近当时的国际程度。制程度已接近当时的国际程度。 40多年来，自行设计制造了不多年来，自行设计制造了不同类型的盾构机同类型的盾构机60余台余台 中国当前面临宏大的市场需求中国当前面临宏大的市场需求和良好的开展契机和良好的开展契机.上海上海6.1 概述6.1 概述o2、盾构开展史o1963年上海隧道工程公司研制了1台直径4.2m的手掘式盾构；o1965年上海隧道工程设计院设计、江南造船厂制造的2台直径5.8m的网格挤压型盾构掘进机；o198

3、7年上海隧道股份研制胜利了我国第一台4.35m加泥式土压平衡盾构掘进机 ；o1990年引进法国FCB公司6.34m土压平衡盾构掘进机；o 2019年上海延安东路隧道南线工程1300m圆形主隧道采用从日本引进的11.22m泥水加压平衡盾构掘进机施工。6.1 概述o3 盾构法施工的优缺陷o优点：对地面干扰小，施工速度快，机械自动化程度高。o缺陷：施工设备费用高；当覆土较浅时，地表沉降较难控制；盾构法隧道衬砌和接缝渗漏水，隧道后期沉降过大。18cm23.40m516 517518 519 520521522 523524 525526 527528 529 530531 532533 534535

4、536537 538539 540541 550A反弯点反弯点接缝张开因剪切形成的踏步537环变形 及裂缝A结点图 盾构设计的两种主流思想理念：盾构设计的两种主流思想理念： 1、日本的设计思想、日本的设计思想主要根据工程需求来进展选型设计，思索的是设备的经济性；代主要根据工程需求来进展选型设计，思索的是设备的经济性；代表有日本三菱、表有日本三菱、IHI公司等公司等2、欧美的设计思想、欧美的设计思想主要思索设备的高可靠性、高效率，代表有美国罗伯特、德国海主要思索设备的高可靠性、高效率，代表有美国罗伯特、德国海瑞克公司等。瑞克公司等。 二者量化比较，日本的盾构主要部件运转二者量化比较，日本的盾构主

5、要部件运转4000小时无缺点，欧美的盾构机主要部件运小时无缺点，欧美的盾构机主要部件运转转10000小时无缺点。小时无缺点。 既要追求产品既要追求产品的高可靠性和适的高可靠性和适用性用性,又要到达产又要到达产品的可维护性及品的可维护性及长寿命。长寿命。设计原那设计原那么么先行号盾构先行号盾构日本产盾构日本产盾构德国产盾构德国产盾构0.00.00.50.51.01.01.51.52.02.06.2 盾构机的分类与选型o1 盾构机的分类6.2 盾构机的分类与选型6.2 盾构机的分类与选型6.2 盾构机的分类与选型o泥程度衡式盾构：在密封舱内通入泥水泥浆以平衡盾构前方水土压力。 6.2 盾构机的分类

6、与选型o土压平衡式盾构：利用刀盘切削下来的土充溢整个密封舱，并坚持一定压力来平衡开挖面的土压力。6.2 盾构机的分类与选型o2 盾构选型o 盾构机选型的关键在于地质与环境维护条件、工程规模、经济性。o 1在地下水位低的地域，应优先思索半机械式盾构；o 2) 在地下水位高的软土地域o 泥程度衡式盾构施工引起的沉降可控制在10mm以内；o 土压平衡式盾构施工引起的沉降可控制在20mm以内。6.2 盾构机的分类与选型o泥水加压盾构地质顺应性条件：o A 在以砂性土为主的堆积层中；o B 在不需求做泥水分别的工程中；o C 在水头高度很高如大于50m的江川和海峡水底下施工时；o D 在某些对地表沉降要

7、求高的地段。 6.2 盾构机的分类与选型o土压平衡盾构地质顺应性条件o A 在脆弱的冲积土层中； o B 在砾石层或砂土层中，需掺入适当的泥浆；o C 当任务面水压PW 0.4MPa 的软土地域。6.3 盾构机的构造和任务原理o1 根本构造o 盾构掘进机由盾构壳体、推进系统、拼装系统、出土系统四大部分组成。o盾构壳体：切口环、支承环、盾尾o推进系统：盾构千斤顶和液压设备o拼装系统：衬砌拼装器举重臂o出土系统：有轨、无轨或管道运输6.3 盾构机的构造和任务原理o2 盾构任务根本原理o 在盾壳的掩护下，切削刀盘可以平安地开挖地层，一次掘进相当于装配式衬砌一环的宽度。o 尾部可以装配与之管片，迅速拼

8、装成隧道永久衬砌，并将衬砌与土层之间用水泥砂浆填实，防止周围地层的变形。o 盾构推进主要依托盾构内部设置的千斤顶，用千斤顶顶在拼成的衬砌环上使它推进到已挖好的空洞内，然后缩回活塞杆，为下一环衬砌拼装发明条件。o 反复上述过程，不断开挖，不断拼装，并不断推进，完成隧道施工。6.3 盾构机的构造和任务原理o3 盾构推力的计算o1) 盾构外外表与周围地层摩阻力F1；o2盾尾内壳与衬砌构造之间的摩阻力F2；o3开挖面正面阻力F3；o4盾构切口部分刃口切入土层阻力F444333226.3 盾构机的构造和任务原理o3 盾构推力的计算o1) 盾构外外表与周围地层摩阻力F1o F1=1(2(Pv+Ph)*L*

9、D+W)o1为土与钢壳摩擦系数，普通取0.4oPv 为盾构中心标高垂直土压力；oPh为盾构中心标高程度自动土压力；oL为盾构全长；D为盾构外径；W为盾构总重；o2盾尾内壳与衬砌构造之间的摩阻力F2；6.3 盾构机的构造和任务原理o3 盾构推力的计算o2盾尾内壳与衬砌构造之间的摩阻力F2o F2=n*2*WSo n为盾尾包裹管片环数，普通为3环；o2为衬砌构造与盾尾之间的摩擦系数，普通年取0.5；oWS为单环衬砌管片分量；6.3 盾构机的构造和任务原理o3开挖面正面阻力F3；o F3=1/4*D2*PHoPH为盾构中心标高处被动土压力6.3 盾构机的构造和任务原理o4盾构切口部分刃口切入土层阻力F4oF4=*D0*BS*Pv*tgoD0 为切口环内径；oBS 为