大型施工机械盾构机的分类及选型

第十四讲《大型施工机械》——盾构机部分盾构机的分类及选型主讲：xx教授5/23/2023主要内容1盾构机分类2盾构机选型3盾构机选型举例5/23/20231盾构机分类

(1)按掘削地层分类硬岩盾构（TBM）软岩盾构软土盾构硬岩软土盾构双护盾TBM5/23/2023软土盾构复合盾构5/23/2023(2)按盾构机横截面形状分类半圆形圆形椭圆形马蹄形双圆搭接形三圆搭接形矩形5/23/20235/23/2023(3)按盾构机横截面的形状分类超小型盾构φ<1m小型盾构3.5m≥φ≥1m中型盾构6m≥φ≥3.5m大型盾构14m≥φ≥6m超大型盾构18m≥φ≥14m特大型盾构φ>18m5/23/2023(4)按掘削面的敞开程度分类全部敞开式：无盖敞开式、有盖敞开式部分敞开式：网格式封闭式：中心支承式、中间支承式、周边支承式

5/23/2023(5)按掘土出土器械的机械化程度程度分类

人工挖掘式、半机械掘削式、机械掘削式◆手掘式盾构◆半机械式盾构◆网格式盾构

5/23/2023(6)按掘削面的加压平衡方式分类外加支承式气压式泥水式土压式5/23/2023(7)按刀盘运动形式分类

5/23/2023(8)按盾构机特殊构造分类中折盾构球体盾构异径母子盾构重心靠前盾构特殊构造的盾构现场换刀盾构可直接掘削前障碍物盾构机体可分可合盾构固体回收盾构倾斜中空轴全断面机内注浆盾构倾斜中空轴全断面机内注浆+活动前檐盾构5/23/2023(9)按盾构机的功能、用途分类

5/23/2023(10)按盾构隧道衬砌施工方法分类5/23/2023(11)综合分类5/23/20232盾构机选型

盾构掘进机选型依据

(1)

土质条件、岩性（抗压、抗拉、粒径、成分等个参数）(2)

开挖面稳定（自立性能）(3)

隧道埋深、地下水位(4)

设计隧道的断面(5)

环境条件、沿线场地（附近管线和建筑物及其结构特性）(6)

衬砌类型(7)

工期(8)

造价(9)

宜用的辅助工法(10)设计路线、线形、坡度（11）电气等其他设备条件5/23/2023盾构掘进机选型的一般程序

5/23/2023不同地差质条件潜下全断蛇面掘进顺机选型SlurryEPB粒径分布曲线400,006颗粒直径

d单位mm筛分通过率<d%00,0011030200,0020,020,060,2泥土粒径7060508090100600,62,06,060,020,010090807050403020100筛分粒径砂粉质土粘土细中粗砾石粗细中粗粗细中粗粗Foam5/耀5/够20品23不同地叉质条件涉下全断敞面掘进晨机选型泡沫EPB盾构泥水盾构弃土容重粘土粉土粘稠度系数IC柔软软硬0,25坚硬0,501,000,75EPB模式

EPB敞开模式添加剂防止堵塞添加剂增加塑性高渗透性砂砾石渗透系数k[m/s]很高渗透性一般渗透性10-210-310-410-5复合式盾构EPB+添加剂高浓度膨润土工作舱内土体容重[t/m³]1,401,051,502,002,205/峡5/元20升23盾构急掘进侍机选捏型的禽其他彩条件（1）工烘期条稠件的肺制约（2）造价擦因素的油制约（3）环优境因甲素的抖制约（4）基榴地条曾件的鲜制约（5）设萍计路贞线、夫平面调竖向填曲线竞形状术的制失约5/5读/20测23二号线腾穿越汉蝇口和武膜昌，隧用道穿越挤地质种懂类比较谦全面：粘土兰、粉旦质粘吼土、滤淤靠泥质梁粉质攀粘土欲、粉细假砂、射中粗李砂、截砂忙岩、苦粉砂碍岩、石英粒砂岩混、炭次质灰豪岩、蜘钙兴质泥凝岩、革强风感化泥抄岩、歼强芒风化绪含碳税硅质柔页岩等。3.１武汉言地铁具的路日线与访地质3盾构机秤选型举溪例5/5牌/20沿23偏软地雁层导致妹的地表征沉降由于硬朗质附着笼性粘土释导致的跃刀盘与湖土仓的锻堵塞丰富马的地条下水南与水盏压的苗问题软质垄风化香岩\砂岩\泥岩\半固结猎粘土\淤泥的型掘进膨胀板性陈马旧粘肤土导巨致的丘盾构危机推潮力增蓝加附着曾性粘续土与睛基岩绞的掘究进掘进途喜中的刀榴具更换3.赚2本工椅程重非点/难点5/5槐/20伸233.3隧道管孙片参数项目参数备注管片类型普通预制增强水泥管片安装衬砌，包括纵向封顶块分块形式5+1个封顶块外径(O.D.)6.00m内径(I.D.)5.40m厚度300mm管片宽度1.5m单片管片最大重量约4t

5/炭5/幸20怖233.４盾构食机总煎体参炮数（方湖案）盾构机季总体设宰计范围吨及主要谷尺寸开挖直傲径：628外0m垃m前护盾兼直径：62杰50卡m胁m主机长封度：约9.天0m（含杯刀盘晴）总长度毁包括后扰配套：约82m总重阳量包焰括后咏配套庙：420约t最小狼曲线皮半径扫：250锡m盾构继机总裂体设诉计范津围最大宪掘进旅速率8尘cm女/m第in平均掘懂进速率3.5灿cm狼/mi凯n管片平烦均安装要时间30min估/环管片宽层度15参00狂m抗m根据上戏述计算吸每班次徐掘进速蹦率6环/洗8单ho东ur述s每日拌双班争工作脸时掘记进速镜率12环/1顽6h肤our耀s5/5暖/20飘233.５主要冶机械远性能息（方躬案）刀盘则驱动驱动舰形式电驱动2级调待速式（装备动蜡力：600节kw）刀盘退转速高速卧转动：2.茎0论rp岔m低速件转动：1.0截rp嘉m刀盘扭喜矩常用稻最大：5,8用44kN-赖m高速转腔动：2,9溪22kN妄-m脱困扭页矩7,0奶00kN-跟m盾构机惊千斤顶总推呢力38,览500kN单位面亮积推力：1,2绒55kN/㎡数量1,犯75瞧0k逆N×轿22根最大合伸长废速度8.浅0爸cm洋/m畏in铰接装柄置总推渠力24僻,0励00kN数量2,班00庆0k名N×嫩12根铰接凉操作全方向（上下慌、左萍右、攻倾斜涝方向）5/懂5/善20赤233.６主要机破械性能瓶（方案）螺旋渔出渣邀机驱抹动驱动形闪式液压驱夜动方式（装备动垫力：11单0kw）排土摸量280遥m3静/认h（最大毕排出侵粒径：φ2援50洁mm谈×5凳00埋mm笼L）直径700钻mm（带轴式田螺旋机）转速1.0～24叹rpm驱动逮扭矩常用竟最大：55鹊.7kN-指m脱困时猴最大：65,浇0kN赖-m管片他拼装灯装置形泡式Ｌ型方式（管片拼絮装作业挪空间大）操作方河式无线餐遥控汇操作转动速汪度高速：1.绒5r茶pm低速：0.喇3r巩pm两级调泉速（高速・低速无线遥励控切换）调遣节可实端现微爷调、鹅微动返操作5/涨5/镰20拥23防止照粘土荒附着笋对策（１免）在刀盘灭进土口旋位置装谦备高压循水喷射长管5/宏5/缺20们23防止神粘土耀附着到对策（２距）扩大蔑刀盘酒中央会部分引的开脑口，之重视烧泥土束从刀余盘中份心部视进入海土仓5/5骆/20申23防止两粘土叉附着沈对策（３抗）在土仓谣内隔壁寄上装备发前后滑隙动式固昂定搅拌择翼，并贡可从其输前端添瞎加泥浆5/浆5/纵20签23防止粘纪土附着途对策（４突）装备给在刀本盘内圆侧可反以覆醉盖整避个区厌域的栗搅拌速翼5/5串/20怨23防止我粘土叛附着尊对策（５）固定锹土仓键隔壁业中心示部分冶，防牌止转庙动脚统中心亏部分荷泥土兄堵塞5/5钱/20夹23泥浆渣注入牧口的银配置・刀盘邻面板界前面：3处・固定隔凳板一侧：4处・固定搅奏拌翼前牺端：1处・螺旋出置渣机：3处可选择动泥浆、张泡沫和筛聚合物3种类型喷出口片阀门构化造照片5/肺5/悄20势23对应乒复合类地层危的刀科具配赤置5/内5/扣20孟23复合洞地层摔的刀粗具装拦备与米对策・可更扇换滚不刀与烦强化震先行硬刮刀・如岩翁石强盗度在30M仔pa以下可如使用强窜化先行壁刮刀进帜行掘进・如岩石兴强度为30～250M浓pa则应适闪用滚刀犁进行掘般进5/5红/20魂23滚刀的忧形状与怕特点尺寸：17英寸允许磨薪损量：20惯m透m允许霞负荷：25崖0kN允许和线速许度：15壁0乌m消/旅mi贴n材质：特殊辆工具挪钢转动力：70跟Nーm5/义5/判20鬼23刀盘央耐磨嚷损对娃策刀盘梦外周亲堆焊馋钉状滚耐磨楼物外周进早行硬化上耐磨层闹堆焊耐磨ＩＮＧ板5/松5/读20补23刀盘驱喝动部土蛙砂密封特点土砂密纵封：3条唇友形密挺封1段V型密响封：3段迷路密始封：拉比利形斯（迷侨宫）式检测：温度旧检测勤传感例器供油舟脂：自动供醉脂其他：密封接耗触面采详用硬质古材料5/5铸/20苦23铰接浓构造铰接装慎置总推力24,涂000kN数量2,0痛00k悲N×1避2根铰接方形向全方向（上下、左右、倾斜俘方向）5/望5/穴20墨23铰接叔密封形式：Ｖ型密封2段、灰尘密敞封1段耐压：1.0Mpa润滑：自动从供脂5/5暮/20碎23盾尾绿密封形式：3段金属仓刷浆液逆踏流：注浆液树逆流防蹈止板润锤滑：盾尾合油脂姐自动爷注入供脂黑位置：每列6处（共计1