盾构法施工讲稿

盾构法施工1

盾构法是隧道暗挖施工法的一种，它是以盾构设备为主进行隧道施工的一项新技术，和顶管施工法一样都属于非开挖法施工。与传统的挖槽施工法相比，盾构法施工技术具有机械化及自动化程度高、劳动强度低、综合施工成本低，并且不影响交通、对环境影响小、社会效益显著等优点，可广泛用于穿越公路、铁路、建筑物、河流的市政、供排水、石油等管线的铺设工程。

前言2

盾构系意译名称，即为具有保护条件集开挖、支护、衬砌等多种作业于一体，具有隧道施工功能的钢结构体—隧道掘进机，最常见的形状为圆形。下面对盾构法施工主要的施工设备——盾构机进行简要介绍。3一、盾构机概述（一）、发展历史世界上第一条人工开挖盾构隧道是1825-1843年在伦敦泰晤士河下建成的。该盾构呈矩形状（宽11.6m，高7m），总共只有366m长的隧道却耗时近20年完成，曾经历很大困难，出现过五次以上涌水。4

第一台机械化盾构的专利出现在1876年的英国，它的设想是用有几块板构成的半球状刀盘旋转切削土体，然后靠径向转动的土斗将切削下来的土体运到皮带输送机上。1896年由英国的另一位技师所申请的专利，其刀盘由若干轮辐构成，电动驱动由长轴传递，外形也与现代盾构较为接近。5

20世纪60年代以来盾构法施工在日本得到迅速发展。1965年，日本首先制造了泥水盾构，其基本原理是用液体（水或加膨润土的水）来平衡开挖面的土体。1974年，日本出现了土压平衡式盾构。它克服了压缩空气对人体的危害和泥水对环境的不利影响，使其成为较为常用的盾构形式。6

（二）、我国盾构技术的应用

第一个五年计划期间，东北阜新煤矿用直径2.6m盾构建造了输水巷道，1957年在北京下水道工程中也用过直径为2.0m及2.6m的盾构。系统的开发我国的盾构技术始于1963年，上海隧道公司进行了直径4.2m的盾构隧道试验；

1968年北京也开始了直径7.0m盾构隧道的工程试验，并在钢筋混凝土管片制造、防水技术、挤压混凝土施工等方面取得了成功。781964年隧道公司开发了网格式盾构，1966年用可封闭式网格盾构建造了直径为10m的上海第一条黄浦江越江隧道；1984年上海隧道工程公司用日本进口的直径4.33m小刀盘土压平衡盾构，建造了内径为3.6m的下水道总管；1988年该公司又设计使用了加泥式土压平衡盾构，1991年使用以法国为主制造的土压平衡盾构施工了上海地铁一号线的大部分区间隧道。

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盾构法施工技术在我国已有40余年的历史。采用该施工方法修建的工程有上、下水道，电力通讯隧道，水底隧道，地铁区间及车站，人防工事等。可以预言，该施工方法将不断地在各市政工程中得到广泛应用。12

（三）、盾构机的分类

盾构类型的主要区别是盾构正面对土体支护开挖方法的不同。1、按其结构特点和开挖方法来分，主要可分为以下4类：a、手掘式盾构b、挤压式盾构（网格挤压）c、半机械式盾构d、机械式盾构（气压、泥水、土压、混合）1314

2、按其工作面支护方式来分，主要可分为：a、全面开放形盾构b、部分开放型盾构c、密封形盾构（气压、泥水、土压、混合）d、全断面隧道掘进机（TBM）1516

严格来说，各种类型的盾构都可称为隧道掘进机，只是盾构和TBM适用范围不同。盾构多用于软土地质，而TBM多用于硬岩地质。各种不同的盾构有各自的适用范围，通常根据工程要求来选型。上海地铁工程中大多数采用土压平衡式盾构，主要是由于上海所处地区为冲积平原，土质松软。由于天津土质与上海类似，所以地铁一号线，可借鉴其经验采用土压平衡式盾构。

17二、盾构法施工（一）、施工原理现代较先进的盾构机能适应较大范围的土质与地质条件，能用于粘结性、非粘结性、甚至含有石块、砂砾石层等多种复杂的土层中。土压平衡式盾构机的工作原理是通过调节推进速度与螺旋输送机转速之间的关系来平衡开挖面。1819施工现场准备盾构基座安装盾构吊装调试封门凿除盾构机出洞盾构机试推进盾构机推进同步注浆姿态测量管片拼装隧道测量进洞准备工作封门凿除盾构机进洞盾构机调头施工下行线施工同上行线盾构机拆除隧道井接头处理手孔封堵嵌缝施工现场清理201、施工雪准备技术准黎备：a、盾构话段车兆站施扎工图拣纸、稠有关攻设计矩文件乘的熟拍悉及胞审查睡。根菠据车缩慧站设羽计图幼纸布豪置盾堵构初省始掘有进工喷作井顷，并盒进行磨盾构糊施工蜘平面意图设拘计。b、了解地沈形、地表质情况里（地形贡平面图优、地质梯勘查报权告等）爱，提前鸭制定解杰决盾构逗掘进过绒程中可炒能遇到庙的各种探问题的角方案。（三捆）、帖施工首组织21物资准趟备：a、施工感材料冈的准隶备包括宏主要访施工谷材料约：如踪蝶预制添管片牺、连贞接螺话栓、理防水另材料辆、注老浆材次料、先密封痒油脂负等；秋辅助恢施工浪材料谜：如钱运输闻轨道馆、枕断木、棉初始灶掘进苗托架控、推奶进反项力架宴、负慕环管漫片等任。b、施工坑机具织、设镜备的城准备包括甲主要驴施工足设备角：如熊现场去吊运持设备哥、渣站土运距输设趴备、狗施工卡材料穿的加炼工设彼备等曲；辅嗓助施贡工设孤备：居如通辟风设春备、肚焊接陕设备填、供迹排水明设备湖等。22劳动组肆织准备坟：a、项目等管理栋机构现场施露工管理锅机构的凝组建。拍盾构法涌施工是听一项比最较综合洋的施工帜工艺，理它需要捆各分步花之间的齐紧密配泰合，任津何一个旺分步的蝇延误都旧将直接尤影响整薄个工程衫的进度手，因此细建立健削全合理晴的管理戴机构是葛非常重赏要的。b、施工队淘伍的建夫立土压军平衡渠式盾识构施柜工技彻术要哲求高去，专享业性冬较强质，要题求工皆种多钓，现纲场需他配备福土建梳工程座师、昂机械隔工程醋师、但电气励工程巧师和拔测量仿工程死师等佩多种偏专业耗的技络术人混员。23c、向施工聋队伍进皮行施工童组织、闷技术交杠底在盾蛋构施税工前戚，对孝参加荷施工中的全赖体人狸员按蜜阶段例进行螺详细领的技罪术交祖底，贼按工错种进顺行岗绵位培忧训，砌考核扩合格金后方想可上架岗操免作。d、建立健片全各项外管理制瞒度24施工管纳理网络砌：施工管贤理网络项目闷经理项目祸副经耀理（违负责侦生产输）主任工父程师书记技术翼员质量舍员测量班工长项目真副经传理（睁负责偿设备步）施工员材料炮员统计员技术益员设备管敲理员安全员文明施滤工员25施工现楼场准备缎：a、做好施添工场地炉的控制棉网测量尺。建立知井上、肾井下的取测量控苦制网，匀并经复棚核取得阵业主、诵监理的伶书面认斧可。b、在盾构奏推进施钓工前，晌根据施蚕工组织没设计中渠的平面脂布置，乱设置场园区道路伙、管片曲堆放区疫、渣土坡临时堆禁放区、裂防水胶糕条烘干扎房、钢告结构加突工区域拐等，铺蝴设水管沃、电缆蔬、排水故设施、辟布置场完地照明饼等。26c、场内设刮置行车农或其他孔起吊和刺运输设舱备（包堡括水平勺和垂直窗运输）馅、渣土围倒运设纪备等。d、地面制封浆设备兽的安装殖，并配提有堆放总原材料抱的仓库苍、及拌鞋浆间。e、配备有陷两个电柔源的变垦电所供除盾构施烘工用电柱，且两续路电源辈能互相罪迅速切乓换，以昨免电源爆发生故岛障而造对成工程虾的安全挖事故。27f、设置井户下电瓶热车的蓄沈电池充露电设备涝，充电邻量要满从足井下州运输电故箱更换歇所需，锻对充电费间地坪慌等设施子应作防光硫酸处猾理。g、盾构机扭吊装就颈位、调虾试验收令。盾构垦分段吊速入井下脑后，在品井下重歉新组装斧，并在唯托架上扬正确就此位，由激专业技被术人员袋作调试棚并验收俯合格后展方可使煮用。h、盾构机妖初始掘燃进托架同的制作旅、安装铜。28i、盾构机厅出洞封菊门的施栋工，包配括封门柏混凝土竭凿除、欣钢筋的怜切割、倾封门防仁水设置吩等。如油果地下桥水丰富搜，还应方对洞前骄土体进枪行改良红。j、推进格反力役架的堡安装练、负倒环管则片的销拼装技。k、进行全丙面的施搏工监测妇准备，稻对隧道所沿线一挤定范围锡的地表浸、建筑功物、以局及盾构纷将要穿异越的需拥保护的渠管线布沈置变形踏监测点薄。29施工乒现场尖平面蜻布置毅：盾构法延施工现凤场所需蹄要的面浩积在组族装时需锐要大约25×100去m，施工茄时则底根据犯业主吃拆迁肯的范耗围、旱当地视的地均形条化件及五施工备单位告的要战求自咏行布欢置，愧但必散须要个将上稿述提摩到的龄现场树需要镇准备桃的设启施配刻备齐阀全，氧以确泼保盾承构施缠工能薯够正关常运敲行。3031（1）、盾待构机出书洞施工以地酸铁车辰站为认初始霜掘进版工作斯坑方世案a、设置盾订构机托饱架、布千置后台提车轨道古后，进咽行盾构谎机的拼华装与调先试。b、盾构断推进袭前为圈减少历盾构扰的推必进阻衔力在质盾构悠基座郑轨道馅面上旋涂抹欺牛油粉；为颗避免但刀盘超上的修刀头释损坏董封门准密封并装置达，在据刀头猪和密叼封装消置上后也要绍涂抹黎油脂拔。2、主要蜡施工技疤术措施32c、洞口止株水装置据的安装末。因井伐壁洞采口内臭径与赴盾构拳外径须存在土环形所建筑处空隙屈，为螺了防闸止盾骨构出地洞时笨土体桨从间中隙处闷流失俭，洞醋圈内领安装彻由橡孝胶环番状板醉、扇妙形合舟页板补等组迹成的众密封校装置夹，作晴为施棍工阶旧段临遵时防净泥水愧措施境。d、在盾拼构机牛正式侧推进形前应封先布详置后毙盾管蝇片并比进行放后座住混凝号土浇双筑，卵以保顿证盾伍构机瓦推进挽有足乓够的筛反力叫并使秤其均旺匀推键进。3334e、进行封邪门混凝挨土的凿劣除，在镇盾构机库与封门橡之间搭孙设脚手敏架，以腔便施工候。f、出洞口盈加固土艘体达到滤强度、形盾构机角调试等夫准备工冰作完成辩后，盾变构机开咐始推进完。g、在初始祝推进过耐程中，推要及时津注浆，野注浆浆喇液采用脉双液浆鞋，以便留及时凝末固起到妹止水的循作用。35待盾构抢出洞后偿推进一粪段距离碧时（大节约10招0米）繁，管太片与距土体束的摩炮擦力科能平晨衡盾直构的冒推进卫反作党用力露时，述即可皂拆除虎后盾底支撑要和后却盾管响片。充分费利用器井内邮的空旅间，陪在井璃底形膀成一压个井徐底车斯场，标通过孔搭建锄平台每，铺踩设双薯轨等虹措施必来提点高水腰平运难输的洞能力误，加那快施舱工进答度。3637（2）、佩盾构100赖m试推进围施工盾构出誓洞后大止约100侮m的推进戴范围为狱试推进饱施工，裙在这段刊时间里蕉，为了哑更好的昼掌握盾原构的各植类参数业，施工奏时应注枯意对推向进参数猪、地面碌监测信符息等数狼据的统贯计与分疏析，尽拒可能的额掌握盾热构机械抬设备的兵操作性册能，确半定盾构尘推进的脸施工参关数设定趣范围。38（3）、圣主要严施工籍参数廉的确食定平衡压商力值的违设定原版则：平衡畅压力办的设京定是揪土压脚平衡助式盾罢构机有施工装的关戏键，善维持缩慧和调叔整设检定的辨压力蛮值又循是盾促构推谢进操配作中杨的重兽要环肝节，私所以岁在盾麦构施珠工中耕要根蠢据不游同土搅质和体覆土时厚度炉、各筝类地挡面建碍筑物挽的情餐况，押并配存合监北测信袄息的敢分析撇，及跌时调鞋整平霸衡压雪力值喊的设繁定。39土仓筹内土材压力牢一般厉通过辞装置败在密走封土剖仓内问的土丈压计我检测帐读出拼，通爽常较败为合讨适的皇土压矩力P0范围劈燕是：（水劳压力+主动土沃压力）<P0<（水压力+被动土因压力）施工草中按涌照招甚标文筐件提董供的供地质里情况纽奉及隧背道埋校深情罚况，先从理叙论上级计算径切口留的平嚼衡压暗力值萝，并婶且在100辈m时推进类过程中居逐步调写整，并揉综合分朽析后以汽最优的榴平衡压击力值进虹行施工站。40推进出物土量的验确定：在施捧工过懒程中忙，应狭根据围实际棕的地等面变陡形值碰来调通节出亡土量辣，以虏满足考规范榨要求供。盾勇构推唯进出收土量落控制敞在98%～10阶0%之间岭。推进速松度值的膨设定：盾构推已进速度见设定时辆必须考机虑地质分条件、档地面建爬筑物影优响以及它施工进鞋度等因疲素。当有遇到砂产性土或毙地面有俱建筑物订时推进塑速度应汇减慢。41盾构轴川线及地戴面沉降瓶量控制需：在施奸工时催，盾葬构轴绑线控旋制偏罚离设锡计轴股线不娘得大毅于±50质mm；地面个沉降肠量控俗制在+1岔0～-3阁0㎜。42（4嫁）、镜标准慌段施惕工呈盾构尺机出拉洞之诱后，壁就可挣以进累行盾境构法钢标准研工序钳来施血工，屑它包押括以券下几架个环馆节：火盾轿构机励掘进唯：匀在盾昌构机横掘进当时，建通常捕对推考进速非度、拜土压斤设定捞值、雾螺旋康输送拍机转练速、蔑排土及闸门拦开度咳等几膨个参伍数综邀合调座节，塘来保塌证土翻仓内爽适宜午的土银压，霞从而鼓达到命平衡晌开挖什面的军目的辅。43出土管书理：土压平扇衡式盾贱构施工赢工法中熟，切削洽出来的筑渣土的曾运输是释否能够衡合理的年安排和任调度是替保证盾哄构推进逆进度的云重要因哈素。盾构机尽出土可株采用一叫次出土溜、两次则出土或胡多次出捧土等方辫式。44同步椒注浆阅：在盾库构推随进的散过程呼中管碎片和持土体姨之间叮会出完现建膛筑空挖隙，捆为了穷填充班这些誓空隙涨，就私要进必行衬亭砌（计管片勇）壁邮后注雄浆。限它是讯盾构甩推进捐施工弓中的垄一道笼重要粱工序来。注贝浆浆间液应宜选择经和易参性好吐、泌弦水性奔小，倚且具关有一科定稠继度的障浆液评，进滴行及小时、蚊均匀堡、足鼠量压贵注。45同步塘注浆绿的作广用有刚：a、防止止地表妄变形醋，减坚少隧名道的糖沉降钉量b、增加管福片接缝骑的防水于性能c、改善殊衬砌刑的受潜力状骂况d、有利吓于盾晚构推滨进纠籍偏，刚控制娘盾构掀的施呢工轴遭线46注浆工永艺主要郊取决于次隧道所渴处地层细的土质铁，对于纵天津这吊种软土凶地层，袭地下水逼位高，决土质的锋含水量复基本饱亿和，一废般采用洗一次性看注浆，扫防止土混体塌陷触。在推进抓时盾尾驴空隙形稍成的同德时应立钉即进行经压浆，锯并保持门一定的缠压力。47盾构推机测拉量及右方向除控制背：推进次测量合是为孟了使胃隧道搂误差铅在容惑许范皇围内颈，在吨推进贿时使伤拼装结好的统衬砌才和盾曲构机雹保持春在设努计位羊置上校，并具及早驼掌握朗其偏迹差，茶及时孝纠正汽。对于盾航构姿态抓和衬砌地位置测炎量，可稠由人工愁在每环夫推进中死或结束帜后进行追测量，怜并将结京果在下属一环推趴进之前悔反馈给披施工管痰理人员庸和盾构脾司机。论但这种席方法不道能使施膛工人员青随时了枝解盾构乳的现状俘。4849目前趋国内狐主要讲还是缓应用伪一些昨常规残测量赠手段器来完朱成：a、坡度板杰是目前右盾构施摆工中能她使施工谢人员直驳接读出纵盾构纵派坡、转偷角值的颤测量工生具。b、通过萝用钢扩尺测壤量盾屿构机城两腰惧部的关千斤买顶的猛行程缘瑞可估斥算盾损构平演面转鞋角及倘纠偏浴效果惹。50c、用水准矛仪测得术盾构轴兔线两点亭，可算瓣出盾构京纵坡及交高程偏粮差值。d、用激爽光经誉纬仪昂直接脾读出搅激光闷打在别盾构撇前、糠后靶未上读叠数，膜可算朋出盾澡构的遮切口杠、举昂重臂迅、盾谦尾三讲个中场心平张面与没高程你偏离铅设计触轴线桌值。51管片奸防水歪：对于猪盾构庙法施齿工，袋钢筋抗混凝逝土管依片是翁主要蹄的受耐力、裕防水缸结构他。设层计所对采用辛的管悄片防亡水包水括自键防水怀和弹奸性防伟水胶绕条防慢水。管片的良自防水茎是通过寻高强度策混凝土途的抗渗戚性来完制成的。弹性恭防水芬胶条问防水必是通垒过在膝管片原周边沙粘贴竞防水算橡胶莲条，能当地祖下水衔渗入监时，词防水招橡胶心条膨浊胀并潜在管毯片之肥间挤会压密括实来矿完成丑防水反的。525354管片售拼装技、整碧圆：管片拼搁装是建仁造隧道福的重要携工序之蹈一，管构片拼装棒后形成消隧道，直所以拼菠装质量拴直接影勤响工程土的质量哲。隧道衬萄砌由六辽块（3块标准户块+2块邻颜接块+1块封顶皮块）预盾制钢筋芬混凝土的管片拼域装而成尺。成环川形式采拢用先下菊后上、栏左右交酷叉、封彩顶块纵磁向全插痒入式，犬管片在索拼装完它成后还愤应由整佣圆器进袋行整圆战。5556隧道背断面灵布置青：在盾构山法隧道孙施工中识，为满唐足盾构和机正常侦掘进施馆工，隧枯道内需足考虑下肥列设施智：a、后备称台车诉轨道深，电黎瓶车严、土闯斗车卖运输等轨道迁；b、高压艰电缆闲、通旅讯电档缆、洽照明见等设性施；c、供排水此设施；d、工作弱人员兰行走垦通道撒；e、测量片装置斧；575859资材运出输：资材蜜运输套包括兴管片捉、运径输轨星道、边轨枕粘、盾店尾油款脂、酬同步被注浆页浆液羞等的侄运输兰。在篇运输颗时，已应优吼选最格快速州、有麻效、所合理脸的方悬案，廉各类注资材陈穿插验运输粗，以狸保证如施工漏的连本续进放行，洋防止牧因某尽种材统料供陕应不弄及时迹，导忧致整呀个工停程的陷停顿肆。隧道内才通风：隧道内亿通风采泳用大功高率、高见性能风矩机，φ1楼00衣0风管僵，送纲风有舞效距旦离大坊于1km瘦，以确保艘远距离刑通风要有求。60地面票注浆槽浆液蚊管理焦：a、注浆材寨料用于泼同步算注浆渡的材株料有斩：黄乏砂（衫骨料况）、棕水泥恢（胶非结剂麻）、激石灰仔膏（量润滑你剂）言、膨狸润土葛（填涌充料国）、罢粉煤浮灰（炒填充史料）末和水皆玻璃钻（凝怠结剂松）等当。61b、材料的妨要求注浆常家用材料婆拌制的踏浆液要捕满足下躬列要求注：和易吉性要好退、泌水基性要小絮、要有半适宜的役稠度和沙重度。c、配合买比的究设定由设怜计部屈门经跃过实滑验确复定。引并根钩据实福际施妹工的懒效