盾构施工技术培训课件六

盾构施工技术

SHIELDCONSTRUCTIONTECHNIQUE盾构施工技术SHIELDCONSTRUCTIONTECHINQUE

1盾构概论2典型盾构介绍3盾构在我国的发展与应用4盾构的市场前景盾构施工技术SHIELDCONSTRUCTIONTECHINQUE1盾构概论隧道及地下空间的大发展，促进了盾构法施工技术的进步。盾构施工的历史，始于英国，发展于日本德国。自从1825年布鲁诺尔在伦敦泰晤士河下使用矩形盾构开始修建第一条盾构法隧道以来，盾构法施工已有180多年的历史。我国自20世纪50年代开始涉足盾构法修建隧道和管道工程，最近十年开始大规模应用。虽然起步较晚，但由于主意吸收和采用先进技术和工艺、参考和借鉴国外成功的经验和失败的教训，所以发展较快，但与国外先进国家仍存在较大差距。盾构施工技术SHIELDCONSTRUCTIONTECHINQUE1.1盾构及其工作原理概念：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、土渣排运、整机推进和管片安装等作业，而使隧道一次成型的工作机械。盾构是一种隧道掘进的专用工程机械，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、输送土渣、拼装隧道衬砌、量测导向纠偏等功能。盾构施工技术SHIELDCONSTRUCTIONTECHINQUE

盾构的三大要素：1、开挖面稳定2、掘进及排土3、管片衬砌及壁后注浆。

盾构施工技术SHIELDCONSTRUCTIONTECHINQUE盾构动画盾构施工技术SHIELDCONSTRUCTIONTECHINQUE盾构与硬岩掘进机（TBM）的区别：TBM不具备泥水压、土压等维护掌子面稳定的功能。2.盾构通过盾尾千斤顶支顶已安装好的管片来获得反力；TBM通过支在岩壁上的支撑靴的弯矩和扭力获得反力。盾构施工技术SHIELDCONSTRUCTIONTECHINQUE1.2盾构分类按断面形状分类按支护地层的形式分类按开挖面与作业室之间隔板的构造分类盾构施工技术SHIELDCONSTRUCTIONTECHINQUE

1.2.1按断面形状分类

单圆盾构、复圆盾构（多圆盾构）、非圆盾构。异形盾构包括复圆盾构（双圆和三圆）和非圆盾构（椭圆形盾构、矩形、马蹄形、半圆形）盾构施工技术SHIELDCONSTRUCTIONTECHINQUE双圆和多圆盾构盾构施工技术SHIELDCONSTRUCTIONTECHINQUE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式

按支护地层的形式分类盾构施工技术SHIELDCONSTRUCTIONTECHINQUE

手掘式盾构

全敞开式半机械式盾构

机械式盾构

敞开式部分敞开式挤压式盾构盾构压气式压缩空气盾构

闭胸式

泥水式土压平衡盾构

土压平衡盾构

土压式

加泥式土压平衡盾构

盾构施工技术SHIELDCONSTRUCTIONTECHINQUE3典型盾构介绍敞开式盾构压缩空气盾构泥水盾构土压平衡盾构复合盾构盾构施工技术SHIELDCONSTRUCTIONTECHINQUE3.1敞开式盾构（OpenfaceshieldOF盾构）1全敞开式：手掘式（砂性土和黏性土地层均能适用，便于观察地层，清除障碍，易于纠偏）2半地机械（部分断面开挖盾构—适用于良好层

：反铲式和铣削头式）3机械式（全断面开挖）OF盾构——自稳性强的围岩，各种非黏性和黏性地层在地下水位以下地层或渗漏地层掘进时，必须用井点降水降低地下水位。盾构施工技术SHIELDCONSTRUCTIONTECHINQUE

敞开式盾构盾构施工技术SHIELDCONSTRUCTIONTECHINQUE半机械式盾构盾构施工技术SHIELDCONSTRUCTIONTECHINQUE反铲式盾构盾构施工技术SHIELDCONSTRUCTIONTECHINQUE机械式盾构盾构施工技术SHIELDCONSTRUCTIONTECHINQUE4挤压式盾构(Blindtypeshield盲式盾构)对底层的扰动较大，地面易产生较大的隆陷变化，在地面有建筑物地区不宜使用。仅适用于自稳性很差，流动很大的软黏土和粉砂质围岩，不适用于含砂率高的围岩和硬质围岩。Ⅰ盖板式挤压盾构利用隔板将开挖面全部封闭，只在一部分上设面积可调的排土盖板，盾构正面向前推进，使贯入部位土砂呈塑性化流动，由盖板部位出土。通过调节盖板开口的大小和排土阻力使千斤顶推力和开挖面土压力达到平衡。盾构施工技术SHIELDCONSTRUCTIONTECHINQUEⅡ螺旋出土式挤压盾构利用封板将开挖面封闭，盾构正面贯入围岩向前推进，使贯入部位土砂呈塑性化流动，由螺旋输送机进行排土。通过调节螺旋输送机的速度和土闸门打开度，来实现千斤顶推力和开挖面土压力的平衡，以稳定掌子面。Ⅲ网格挤压盾构在上海软土地层中常常被采用，进土量接近或等于全部隧道其出土量，且往往带有局部挤压性质，盾构正面装钢板网格，在推进中可以且学土体，而在停止推进时可以起到稳定开挖面的作用。可有效控制地表变形。盾构施工技术SHIELDCONSTRUCTIONTECHINQUE网格挤伞压式盾撕构盾构施串工技术SH捧IE瓶LD值C尽ON慢ST钥RU覆CT啦IO历NTEC皆HIN闯QUE3.逃2压缩沟空气梦盾构（air赚pr选ess银ure债ba柿lan凉ce淹A予PB盾构局）适用捉于黏帖土，红黏砂础土，魔多水变松软幕地层原理隐：空准气压穿力与顶地下恢水的迅静压路力保棍持平汤衡，啄土压够由自世然迎或机捎械的栽支撑歇承受颜。要保厉证压篮力平子衡，否妥则顶遮部过倾剩的梯压力坟“喷闲发”线的危竿险已被梁泥水粪盾构险取代盾构热施工狱技术SH养IE观LD催C插ON趣ST撞RU胁CT猜IO临N包TE侵CH找IN堂QU咱E3.3泥水界盾构（slu匹rry蛾p省res鞠sur擦e摩bal圣anc中e吴shi叨eld稻SPB盾构）泥水旧盾构忌的构那成：一边呈利用当刀盘庸挖掘瓣整个特开挖份面、重一边乔推进姿盾构菠掘进黄系统可调奶整泥来浆物罗性，宫并将蜜其送求到开狮挖面允，保咱持开裳挖面葵稳定俘的泥恳水循语环系译统综合坦管理雾送排想泥状悲态、传泥水凭压力刺及泥汇水处糟理设宴备运轰转状俊况的帐综合嘱管理懒系统泥水分焰离处理矩系统壁后若同步车注浆忌系统盾构栗施工侵技术SH填IE撒LD遥C诊ON畏ST栋RU崭CT楚IO延N汽TE柳CH植IN派QU寄E目前段最大沉的泥床水盾胖构盾构怖施工沫技术SHI划ELD谜CO爸NST锻RUC悼TIO上NT六ECH默INQ乘UE目前霞最大晒的泥市水盾口构盾构施浑工技术SH栽IE淹LD停C钓ON仰ST世RU棵CT当IO饰N地TE记CH沃IN稠QU血E日本柄泥水丽盾构相土肝压平技衡盾饰构德国爪泥水狡盾构赏混合繁型盾旗构日本抛体系何：泥滴水仓决全是壶泥水旅，直正接控蛛制型弯泥水攻盾构训，调用节控田制阀尸来开弄度，弄来进准行泥由浆压房诚力控耀制。德国僚体系雀：泥竟水仓网中设墓置了臣气压躬仓，遗间接桌控制凭型泥夕水盾哪构，矿气压局复合蜜模式仙，调不节空收气压屯力来穗进行码泥浆删压力钞控制任，液弃位传纱感器尾根据永液位严的高挺低来促调整逮液位宪。盾构引施工柏技术SHI苗ELD督CO荡NST宗RUC估TIO诊NT块ECH币INQ望UE泥水杠盾构盾构回施工画技术SH莲IE巡寿LD宪C蹦ON鄙ST阿RU裁CT瞒IO怖N正TE疗CH蜡IN轿QU级E1开挖央面稳予定机背理2泥膜形窄成机理泥膜趁形成够的基揉本要蛾素（希泥水违的密磁度、唯含砂裙率、化泥水炉的黏枣性、故泥水复压力快：土萍压力溜、水骨压力既、预顾留压淘力）——尽快扬形成括不透商水的糕泥膜滚。腊掘巷进速米度与滨泥膜也的关收系：良高质滚量泥煎水成优膜时鸡间1-2秒3地质适速用范围1.黏性虹土层2.砂层3.砾石层4.贝壳层盾构施叛工技术SH笋IE萝LD锐C题ON厕ST肯RU她CT虑IO肤N喇TE映CH啄IN拆QU勤E3.4土压旋平衡最盾构(ea锤rth宫pr决ess抢ure狐ba泪lan拢ce奖EPB盾构)一.基本松配置1.刀盘刀具的工三大功和能：开堂挖功能原、稳定竖功能、薪搅拌功苗能土压贤平衡考式盾纺构的基刀盘忧有两匹种形降式：宰面板拢式和侨辐条役式，愉其中烦面板默式安励全性躁高，书但易勒堵塞;辐条隙式开偷口率杯大，窜不易搅堵塞接，但盏不能凯安装殿滚刀纽奉，安自全性蜡差，观费用烘高，幼需加鼠固土匹体。2.刀盘俘的驱鲜动方薯式：今变频愚电机熊驱动粘、液剑压驱纺动、业定速姨电机眨驱动3.刀盘支膜承：中牛心支承日方式（标中小型劳盾构）奖、中间宏支承方斩式（中斧大型）独、周边篮支承方碗式（小害型盾构拦）盾构召施工浇技术SH姐IE纳LD茫C殊ON皮ST源RU基CT仰IO蜘N押TE逐CH倍IN群QU恼E土压街平衡钳盾构悦（面兴板式订和辐掌条式漂）盾构施蔑工技术SHI寄ELD涝CO惑NST传RUC慨TIO夹NT其ECH判INQ皱UE4.膨胀阵土添馒加系堤统和祝泡沫志系统5.螺旋输扑送机6.皮带输遇送机7.同步零注浆常系统斩（作成用：本防地蔑表沉幻玉降、掀防水炕、与徐围岩声一体帐）8.盾尾苏密封廊系统铰接式炎盾构：坏铰接密掏封、盾抄尾密封9.管片星安装甲机：阴机械蚕抓取伞式、加真空挣吸盘鉴式10味.数据采丛集系统11.导向轨系统昂（VUT导向系宇统和PP富S导向叮系统紧）盾构施狠工技术SH击IE急LD安C苏ON远ST雨RU晚CT献IO牙N勾TE坏CH狡IN独QU催E目前趣最大相的土柴压平撒衡盾摇构盾构施复工技术SH裙IE谋LD咱C促ON巾ST沈RU僻CT各IO轨N烧TE期CH猎IN蒜QU跟E二.开挖面尚稳定机联理刀盘切剪削下来呆的土渣泛与螺旋扑输送机腐向外输烧送量相翻平衡；土压奥传感博器：肿控制极推进挤力、理推进市速度剂、螺央旋输称送机挎转速妥。排土屈量：亮由螺理旋输辆送机红的转环速和略出土收闸门垄的开腰度来谎调节适用份于黏凝性土谢和砂镇性土土压平亡衡盾构亩开挖面柏的稳定乎由下列孤各因素巷综合作屡用而维赞持：①土仓赠内的土止压力平味衡地层使压力和孔水压力晋。②螺交旋输奏送机鱼调节属排土加量③适典当保专持泥骂土的吨流动良性，详根据胸需要急调节原添加令剂的这注入俭量土仓内师的泥土懂压力与赤地层压晓力与水啄压力盾构需施工鉴技术SH窑IE刻LD陶C灾ON悔ST乌RU悼CT悲IO缓N巴TE佣CH柿IN崇QU塞E土压平缩慧衡盾构盾构施快工技术SHI浆ELD昨CO陈NST纲RUC派TIO善NT胡ECH礼INQ束UE三.地质屠适应屯范围黏稠土舒壤中（累黏土、膜亚黏土方、淤土楼、低渗倒透性图花），作测为支撑园介质土统料要具舅有良好扛的塑性横变形、创软稠度斑、内摩独擦角小丘及渗透纵率小A型：特集殊发泡悉剂B型：泡铜沫添加狱剂盾构厦施工逐技术SHI易ELD驱CO爬NST环RUC丸TIO六NT御ECH词INQ能UE3.融5复合矩盾构一台乌盾构丙在不镇同地总层经以转换璃可以禁以不堵同的血原理贵和方宰式运践行，甚这类禁盾构男称为甲复合境盾构脑，也规称混数合盾蔬构，po腐ly殃sh吊ie旧ld或Mi外x枣s翅hi使el勺d也有称附其为com鹿bin债ed嫩sh闲iel撑d。组合模叉式：压鸡缩空气/敞开式帮盾构，姓泥水式/敞开式补，土压愉平衡/敞开献式，榨泥水榨式/土压啊平衡新，敞键开式/泥水式/压平晴衡，捏敞开典式/压缩空订气/土压平痒衡。适用软于软涛土和碎硬岩窑的复校杂地屯层施私工特点壮：1.既有切情刀和刮贷刀等软践刀工具废，又安观装有滚密刀等硬纵刀具。具有两秋套出渣咏系统盾构裳施工歪技术SHI堡ELD申CO蠢NST晌RUC母TIO款NT勇ECH才INQ项UE盾构站刀具盾构祥施工押技术SHI碍ELD葛CO族NST耕RUC炮TIO桶NT民ECH肃INQ怖UE滚刀和柄刮刀盾构施咽工技术SHI为ELD暴CO循NST狱RUC猾TIO午NT颠ECH果INQ炭UE中铁隧慕道集团血研制的眯复合盾咸构盾构来施工夫技术SHI觉ELD蛾CO狮NST托RUC锈TIO烧NT云ECH境INQ漆UE复合式粘土压平槽衡盾构只有廊一套模出渣枕系统增：螺上旋输友送机三种单掘进睡模式细：土恭压平浑衡模及式、密敞开检模式遥、半盏敞开晃模式钩（压贺缩空番气加裙压模侦式）盾构施元工技术SHI辰ELD甜CO刮NST墨RUC府TIO温NT倦ECH胖INQ垫UE敞开健模式闻：掌良子面匹足够帮稳定继并且迫涌水箩能够除控制哥时半敞开糖模式（怀加气模圈式）：掌子并面具等有足对够的尊自稳殖能力覆，且姿水压鄙小于1.5核×10冷5P迁a，下峡部为好刀盘距切削伯下来屿的渣侮土，偷上部付为压或缩空钥气，次当土夜仓内摩压不堪大于1×1济05缘瑞Pa时不奴会发蹦生螺军旋输纽奉送机胁出渣骡喷涌缘瑞现象;当土仓墓内气压孕不小于1×1奴05稳Pa且不磁大于1.5惊×10恐5P痰a时，棚可能监会发阵生出立渣喷俗涌现陷象，情但可拖以控暑制。盾构施呈工技术SHI恒ELD境CO陆NST异RUC登TIO倦NT禾ECH驼INQ畅UE盾构莫安装盾构施补工技术SHI斤ELD价CO勇NST虫RUC佣TIO费NT穴ECH朴INQ花UE盾构滩施工盾构秃施工数技术SH涛IE胶LD兆C装ON羊ST闪RU蛾CT大IO导N料TE攀CH栋IN夜QU刻E土压具平衡蓄掘进劳模式主要用引于开挖胆面不能贫自稳或拼地下水旬较多以杨及流塑布性的软换粘土地废层或砂预土地层隐。土压戒平衡掘骗进可以沈有效地珍防止过尽大的地因面沉降吹。盾构屠施工称技术SHI仍ELD畏CO窑NST怨RUC第TIO仓NT究ECH银INQ库UE复合式灰土层平魔衡盾构忧在土压撑平衡模裁式下工火作时，浇必须具除备以下皂功能特早点：1土压证监测承功能苗；2必须具内有泡沫紧、膨润看土和压哪缩空气妖注入系科统；3密封防婶水性能来：主轴嫁承、铰省接密封笑和盾尾速密封必颂须具有肃一定的青防水性幅能；4刀盘的乱主轴承命密封必心须能承唇受一定丛的压力候；5螺旋殿输送佣机的君出渣蹦量、纪出渣他速度咽可控仆，随助时间混可关牌闭，们具有晋防喷姜涌的振功能钩，建闸立土涂塞效首应。盾构撤施工惊技术SH未IE漏LD周C料ON喊ST煌RU滩CT护IO疲N版TE剃CH旧IN少QU栏E1.3盾构在挽我国的护发展与厕应用我国稀盾构腔的开薯发与兄应用可始于195舍3年，镇东北寻阜新节煤矿敏用手警掘式脖盾构凯修建陶了直睡径2.6常m的疏水摸巷道。196袄2年2月，遵上海洽城建奇局隧询道工倾程公马司结钻合上氏海软亡土地绵层，霉研制扶了1台4.泻16的m的手掘诱式普通垃敞胸盾材构。19判65年月按由上减海工外程设仿计院天设计沿、江答南造宜船厂鹅制造袜的2台盾构舅直径5.刘8米的网守格挤压蜓盾构，膀于19寸66年完扇成了2条平捞行的梢隧道抽，隧乱道长660杀m，地面俘最大沉嫁降10c炉m。盾构草施工僻技术SHI泪ELD炮CO哪NST惕RUC柏TIO星NT斑ECH散INQ碌UE武汉晓地铁帆盾构盾构宣施工咸技术SH台IE之LD幅C赌ON持ST猪RU狼CT暖IO笋N而TE火CH酬IN逗QU万E196顾6年5月，中圈国第一朋条水底阀公路隧册道——上海接打浦领路越娘江隧资道工砖程主隐隧道卷采用筒由上晴海隧淡道工费程设希计院跑设计秤、江王南造帝船厂吨制造件厂制挡造的皇的直决径10赔.0君2m网格懒挤压惹盾构办施工盟，掘无进总孝长132伤2m，于19帐70年底建货成通车峰。19啄73年采用1台直脖径3.沃6m的水你利机斧械化猪出土染网格顷盾构眼和2台直在径4.3偿m的网格相挤压盾催构，在寇上海金营山石化威总厂修赵建了1条污慢水排象放隧符道和3条引水耽隧道。19拨80年上海延地铁1号线试仁验段施龄工，研润制了一迫台直径6.4挠12m网格挤锻压盾构荷，在淤蛙泥质粘熔土地层仅中掘进11柜30蕉m。盾构施丈工技术SHI参ELD猜CO洞NST恐RUC穴TIO鸽NT需ECH药INQ交UE盾构吊装盾构施锄工技术SH街IE问LD壁C波ON除ST僻RU惊CT耗IO摆N欣TE铜CH读IN砌QU农E19胃82年，尖上海士外滩径的延恼安东煤路北条线越初江隧碗道工责程147勉6m圆形零主隧进道采谅用上助海隧机道股嗽份设捉计、偶江南扩造船迁厂制拖造的买直径11清.3短m网格敢挤压脚水力走出土挑盾构吊。19罩86年，中奇铁隧道痕集团研屠制出半翅断面插犬刀盾构秀，并成膨功用于辆修建北睁京地铁抬复兴门盘折返线醒。19喘90上海腾地铁昆一号灿线全捉线开狗工，18k慈m区间隧宫道引进盾了7台由法慢国FCB公司慎制造英的φ6那.3磨4m土压平扎衡式盾障构。19戚96年，上腔海延安坦东路隧缸道南线董工程，酒总长13狗00竖m采用从它日本引及进的φ1去1.争22染m泥水静加压训平衡餐盾构叨施工驱。盾构施巡寿工技术SH责IE碑LD反C粗ON继ST在RU锹CT池IO酸N婆TE退CH岁IN娘QU层E沈重国摄产盾构盾构施芹工技术SHI赵ELD廉CO残NST裳RUC救TIO夏NT忌ECH登INQ偏UE中铁连隧道模集团当研制案的复绩合式包盾构盾构施虑工技术SH剂IE虏LD肺C野ON巴ST煤RU呢CT爬IO穿N尘TE危CH梢IN威QU盲E20压02年8月，够国家菊科技匹部将φ6皱.3砌m土压平腊衡盾构富的研究拍设计列喝入国家酬“863伏”计划。铲通过公栽开招标猴，第一项批3项设计芒课题分灵别由中加铁隧道岛集团有础限公司逮和上海腊隧道工蜘程股份发有限公柜司为主怨承担。200拘2年底程，同士样通蚀过公古开公怪开招吩标，载第二沫批4项课么题分现别由邮中铁旗隧道翻集团省有限赢公司威和上秒海隧嫂道工秧程股尼份有酿限公疤司为水主承亭担。尿两家介国内样盾构贱设计扛、制怨造与存施工描优势聪企业经成立线了联意合攻暮关组肾，组壶织了医有浙撤江大卷学、遮同济势大学战、华先中科义技大虏学、吩东南刷大学继、煤碗炭科旦学研柴究院哀、北循京城裹建、讲洛阳份九久睬科技漫开发伏有限钻公司蛾等单恋位参诊加的追产、耕学、损研结布合的讯课题聚组。盾构蛙施工沙技术SHI狡ELD材CO浊NST置RUC灯TIO蝇NT屿ECH涝INQ最UE“先行旗号”盾构施既工技术SHI陵ELD性CO突NST贫RUC很TIO箩NT腊ECH笼INQ忠UE20喂04年5月中铁络隧道集禽团有限晋公司与索日本小题松公司翁联合制蕉造了1台直径6.饱3m土压平询衡盾构侍。20郑04年10月下旬决，上海被隧道股览份有限蝴公司制销造了一蔬台直径6.屑3m土压赔平衡狱盾构驻应用健于上餐海地辱铁2号线起西延第伸隧急道工跳程。200房诚5年12月，中敞铁隧道酷集团有渠限公司钥自主研潮制的适股用于沙凉砾复杂袍地层的矮土压平责衡盾构灰刀盘成由功应用泳于北京扣地铁4号线19标颐碧和园——圆明递园区世间。20构08年4月中铁牲隧道集避团研制饿成功了爬我国第灵一台具束有自主订知识产烛权的复克合式土屿压平衡状盾构。盾构施蚀工技术SHI取ELD帜CO雕NST竖RUC挖TIO盐NT偷ECH不INQ否UE上海隧娃道股份仔盾构盾构传施工掀技术SH见IE孕LD营C皱ON枯ST烤RU幼CT也IO脆N驶TE舍CH露IN救QU欲E4盾构盒市场陈前景4.窜1城市地乘铁前景“十效一五糊”期朵间，曲已获徒批建稼设地拳铁的16个城愤市的防新建嫂里程践合计站为10龟09想km，正灿在申症报和伞在编株制轨汗道交锡通规传划的形城市6个，粘到20泰50年规划笑建成轨垒道交通烟里程将片超过150丘0km，总世投资订超过50石00亿。发据预期测，教近5年内粪地铁载盾构肝的需旨求量晒约在35宗0台次链以上支。盾构泥施工苹技术SH蛋IE蜻LD庸C坛ON封ST广RU伶CT艺IO客N积TE骡CH等IN蝇QU月E国内盾写构盾构施鹿工技术SHI塘ELD停CO书NST铲RUC槐TIO枝NT简ECH惠INQ奴UE4.2过江贝隧道听前景上海芽规划锤的越枕江隧循道有5条，漆分别鸽是军晨工路菠隧道晶、长你江西蚊路隧骄道、界新建司路隧种道、未人民补路隧医道和阁龙耀祝路隧胜道。随我国离规定攻待建识的过节江隧草道还广有南辉京长自江公拜路隧仓道、硬哈尔鸭滨松识花江冒越江颂隧道笨、上弓海崇纱明岛芦越江驾隧道俯、湾盗口海你底隧铺道、蒜渤海顺海底悠隧道菌、长尼江水话底隧寸道、门杭州