隧道施工第十二章掘进机与盾构施工技术

第十二章掘进机与盾构本章学习的内容：掌握掘进机的结构组成；盾构的构造与分类。重难点：重点：掘进机和盾构机的构造，分别适用的地质情况；难点：掘进机与盾构机的区别。1掘进机2盾构法施工目录12.1掘进机一、掘进机的概述隧道掘进机（简称TBM）是一种机械化的隧道掘进设备。掘进机法是利用掘进机切削破岩，开凿隧道的施工方法。掘进机施工有着钻爆法施工不可比拟的优点。世界上采用掘进机施工的隧道已有1000余座，总长度在4000km左右。二、掘进机的类型1、开敝式掘进机一般而言，开敝式掘进机要适合于硬岩隧道的开挖。（1）单支撑式掘进机二、搅掘进祖机的次类型（2）双霜支撑嫌式掘御进机二、禁掘进露机的严类型2、护莲盾式箩掘进蕉机护盾材式掘凳进机关在掘你进中室利用票尾部受已安乡丰装的串衬砌予管片疫作为跌推进鼠的支献撑，制围岩更由于亡有护劫盾防沟护，提在护瘦盾长丹度的予范围丈内，麦不暴么露。冒因此疫护盾忆掘进现机更瘦适用圈于软岂岩。（1）单自护盾回掘进抵机双护渠盾掘蒸进机年在软馒岩及锋硬岩湿中都妹可以趣使用秀。当躲它在温自稳鲜条件陆不良园的地两层中雀施工鞠时，降其优扶越性箱更突涌出。二、庭掘进绘机的王类型（2）双住护盾怨掘进睛机Si轨ng聪le应S牺hi忍el限dTB掌M①护盾略；②遭液压巨推进找油缸斥；③央管片批；④乞刀盘筒；⑤匪装渣子斗；荷⑥皮断带输期送机二、嫩掘进疮机的库类型Do诞ub仍le辛S朝hi自el醉dTB闲M①可伸友缩护喊盾；衣②刀过盘；惊③活圈动支报撑鞋流；④贿辅助淹推进肾油缸莫；⑤纳管片二、工掘进充机的纪类型Gr饼ip楼pe南rTB广M①支撑似鞋；捧②钢蒸支架糊举升魂器；万③锚得杆安敏装机桐构；献④钢浆筋网晋举升改器二、筑掘进鞠机的击类型其基肝本构惯造有刀盘曾开挖英系统觉、支行撑与某推进沿系统乖、后波配套等三喘大部皂分。1、刀盘刀盘拍具有答足够牙的强世度和验刚度。从划而使夏施加涂在刀方盘上咱的推巨力平共均分备配到叙全部佣盘形怜滚刀笨上，攀使它彩们达转到同茫时压告挤岩风石至宅同一摧深度计，并铃使掘铃进机喝处高饭效率掀运转予状态下。三、陆掘进敏机的脏基本央构造一般我掘进惠机能砖提供掩的支蔑撑反米力就尚是刀嫩盘额则定推洒力的3倍左浆右（随秦岭揭隧道真为60巾00酱0K优N），幕足够右大的眨支撑栋反力激是保友证在垮强大肺推力后下掘淡进时意，刀托盘有伞足够狭的稳置定和依正确姻的导躲向，腹并三、哗掘进烛机的披基本尖构造2、支乐撑与街推进柱系统（1）支苍撑系鉴统有利店于刀侮具减幅少磨坑耗。墙开挖德刀盘千推进舅力是银按照涨每把充盘形师刀所畏能居阴爱的梦推力色和盘俱刀数缎量来参决定野的，哀目前纯较为勺成熟数的确挠良17英寸赏盘形鸽刀，舅可承糟受的阅推力淡为25赏0K附N。隧道王掘进菌机的美推进盐是通属过交碌叉换愚步实扫现掘许进循宴环的炕。后配俊套设垦备包刮括液压猛传动靠站、吵变电扛设备辛、开役关柜待、主辽驾驶刺室、撞通讯旧系统洲、备衣用发抓电机限、空汗压机求、通枯风系余统、悲喷射焦混凝心土设段备、滤围岩唐加固啄堵水平注浆慎设备以及供水全系统。三、叫掘进精机的哈基本劣构造（2）掘煮进机性的推字进方鉴式3、后枪配套蒸设备(1鞠)管片震式衬举砌其优帐点是业：适拨合软马弱围去岩，植特别旦是当压围岩形允许蛾承载交力很覆低，马支撑毛靴不绩能支脆撑岩畏面时念，可拘利用虾尾部博推力顽千斤晶顶，记顶推规已安士装的过管片膜获得德推力迟反力(2缘瑞)二次焦混凝列土衬活砌二次礼混凝刚土衬随砌，乏根据旧地地兆质条寒件可栗用喷历射混跑凝土潜做为键永久声衬砌四、尝掘进喝机施逝工1、掘隶进岩石裂隧道工掘进宋机法且是利题用岩杯石隧漂道掘轰进机鼠在岩柴石地产层中箱暗挖勇隧道科的一宴种施劲工方尽法。絮掘进秀时盘汇形刀以沿岩阔石开康挖面期滚动告，同输时通份过刀变盘均令匀地截在每宣个盘蜘形刀毛上对愿岩面到施加胶压力剂，形律成滚葬动挤塘压切腔削而抄实现的破岩愈的。2、衬斯砌施斥工掘进豪机施系工的友隧道豪，其陶衬砌浮结构敏一般上是初随期支袜护和尤二次夕衬砌欣组成犁。拼装背管片份衬砌茄示意积图模筑善混凝临土衬册砌四、攀掘进槽机施核工为了降满足洽不良尝地质梢的要言求，忘掘进嫁机可朵安装底一些棒设备些进行退特殊摔功能至作业睁。加装排的地四质超辜前钻讲机安世装在榆主机盆顶部出、刀纯盘后氏部的洪平台捧上，因它在址主机恒停机马时进勇行掌器子面告前3原0m削的超伶前钻珠孔，淹以预也报前繁方地阔质情桂况，盘为掘接进提迹供可则靠消昼息。赵超前班钻机畏还具然备注球浆和适安装旺管棚桌的功械能，甜以对社围岩意进行爽预先益加固.TB歇M超前饺支护博示意渡图四、竖掘进南机施剑工3、不滨良地削质地位段施恨工12搞.2盾构烛法施受工一、熟盾构挥机原脑理及吹发展1、盾俊构施削工的姜基本遭原理盾构茫，英角文名腐称为猛“s为hi剂el清d变ma挥ch允in庆e”刊，它翁是一促种具赏有金赢属外旧壳的熊筒状华机械盒，主椒要用桑于软坊土隧防道暗涌挖施宅工，幼在金晌属外秘壳的次掩护茅下盾节构可邮以同好步完竖成土豪体开邻挖、延土渣巷排运轧、整葵机推迷进和河管片甜安装惭等作防业，怨将隧席道一卸次开时挖成雀形。2、盾车构法河施工悲的主鹊要技果术特辣点（1骨）对摄周围萝环境煎的影前响很栏小。（2兼）盾苗构是橡根据以隧道辣施工吉对象废“量季身定区做”哪的。（3狐）对度施工逢精度谨的要晌求高愤。（4杀）盾研构施额工是话不可压以倒丈退的贫。18夹06宪年，者法国柜工程兴师布孟鲁诺铲尔（劫Ma舱re舍I袄sa声mb认ar容d钩Br尝un渣el划）从因蛀虫良在船橡板上嘉蛀孔信成洞吴的过剧程中敞得到中启示奴，提婆出了帖使用蛋盾构罩掘进爪隧道花的构焰想，照并注智册了谅专利收。在兆18尊23学年制喘作了絮世界水上第怜一台静盾构盯机，欢用于摸修建龄伦敦腹泰晤折士河粪隧道判。布鲁谋诺尔魔设计遵的手舅掘式壳盾构一、雀盾构植机原暮理及艰发展3、盾退构施稍工的冈发展19赶63朽年，勒第一够台国茄产盾右构正贺式问谣世到元20菠08吨年4帽月，槽中铁砖隧道婶集团秤在引访进消叙化吸挠收和豆自主穴创新庙的基堂础上斗，研趟制成思功了储我国块第一逗台具膝有自向主知贵识产期权的恋复合喉式土划压平俊衡式歪盾构响。在农短短蹦的6摩0年么中，拼我国煌的盾粒构由弓无到热有，俱在引用进推无广的碌同时挎坚持祸自主痒研发色，当孟前，席我国葵已经搏掌握帐了多林种类兵型盾尺构的烂设计超制造尤技术担，盾悔构已臭被广司泛应馆用于云国家吩基础助建设邪的各念个领估域尤乔其是弄地铁面工程呆建设啊中，竿我国嫩的盾社构产毛业已井经初漠具规脆模。一、惠盾构钥机原封理及迹发展3、盾行构施梅工的够发展二、圆盾构哪机的爪构造棍与分遭类1、盾距构机耐的构译造（1）盾捏壳1）胸前盾测2叉）中只盾焰3）找盾尾（2）开妹挖系贝统1）悬刀盘宿与刀弄具有切柏刀、驰齿刀单、滚恋刀及伸各种踏辅助城刀2）霞主轴屠承与坐驱动谱系统主轴希承与邪刀盘普连接惜，为孙刀盘辣旋转艰与开楼挖提皇供动惰力。剑主轴基承的椒动力竖来源测于其沈驱动贿系统定，常跳见的覆驱动尸系统岁主要副有变顿频电期动驱街动和盗液压积驱动贞等。目前醉广州青比较条多采撤用的屠盾构舰机刀计盘配伟备了17寸的宜单刃躬滚刀31把、17寸的中心钞双刃言滚刀4把、1把行字程为50烂mm的超菌挖刀切、64把切筒刀、8把刮傲刀。二、的盾构阵机的愈构造耕与分换类1）刀桃盘和蚊刀具切鼠刀二、速盾构装机的钻构造腊与分短类17寸单谢刃及姿双刃则滚刀二、满盾构互机的吗构造累与分惑类刮凝刀二、赵盾构燃机的温构造料与分蓬类超由挖卷刀二、屯盾构始机的册构造违与分虚类①轻推进拴系统②阵导向圆系统③管探片装普运系弃统④陪壁后浩注浆廉系统⑤岔出渣飞系统⑥暮后配斩套系轻统皮带故输送略机出亲渣螺旋吓输送茄机二、眨盾构四机的繁构造衔与分竟类2）棵主轴冶承与单驱动号系统刀盘究驱动萄系统条由三反个31每5k砌W的电鸦机驱彻动液安压泵化为刀郊盘后绞方的8个液吵压马定达提饮供动济力，木这8个液柳压马仰达又寇带动漠其相签应的桃小齿逮轮来仓驱动冒大齿还圈从维而实壶现刀轮盘运臂转。二、佩盾构烦机的挠构造责与分剩类刀盘街驱动晃系统二、膀盾构辽机的狗构造走与分鸟类主轴冲承大舌齿圈二、东盾构位机的予构造懂与分艇类主驱驰动电承机及伸液压储泵推进患系统简由一惧个75嫁kW的电不机驱筋动液括压泵夜提供愿动力中，驱卷动20组油制缸共30个千铜斤顶规实现膛盾构符机向替前推框进。二、吵盾构车机的户构造日与分版类推进升系统（1）按梁断面网形状泽分类单圆誓盾构误、复堤圆盾饶构（筒多圆兽盾构叙）、拍非圆严盾构堂，其草中复斧圆盾腊构可妄分为璃双圆牲盾构躺和三叔圆盾蓄构。宋非圆决盾构颗可分外为椭角圆形概盾构泪、矩邀形盾驴构、做马蹄葱形盾宝构、膜半圆挤形盾拒构。院复圆着盾构尘和非杂圆盾耻构统存称为呆“异粪形盾米构”排。单圆鹿盾构多圆容盾构屠矩财形盾内构二、壤盾构扣机的下构造开与分案类2、盾矩构机协的分邪类球形舍盾构洒异落性盾谨构（2）按劝支撑时条件悉分类盾构亩按支租护地韵层的兼形式败分类陪，主滑要分炭为自然再支护至式、锤机械定支护经式、江压缩国空气御支护纵式、穴泥浆纠支护叛式，纹土压弟平衡哥支护盐式五种极类型膊。二、小盾构通机的学构造尝与分拿类盾构圣法施柔工的酱概貌边其主诱要施淹工步匆骤为隙：（1）在汤盾构奶法隧绝道的碑起始领端和洒终端回各建搭一个泻工作啄井；（2）盾兵构在士起始扁端工遗作井给内安扣装就柱位；（3）依址靠盾摸构千霜斤顶伸推力垦（作巧用在厕已拼装装好排的衬闸砌环屡和工勿作井泊后壁免上）窗将盾债构从总起始爹工作看井的题墙壁凑开爹孔处校推出饿；（4）盾缺构在痛地层君中沿农着设稻计轴构线推古进，奸在推膨进的映同时责不断召出土纲和安魂装衬含砌管采片；（5）及牺时向棋衬砌蔬背后咐的空宁隙注融浆，王防止寺地层呜移动颠和固敲定衬霉砌环佳位置四；（6）盾不构进宾入终档端工您作井乳并被经拆除漠，如石施工何需要宰，也经可穿瓜越工摘作井克再向检前推沃进。三、撇盾构姿施工1、盾情构法绒施工喊程序以防脆止开畏挖面厦泥浆趴流失号。目弱前常牲用的京密封被止水毕装置茄如图为所示与，其今中a探为滑露板式方结构焦；b姐为铰件接式耳结构宝。密闭透止水千装置三、夺盾构沈施工2、盾该构掘纵进（1）盾存构密梨封装月置和膊盾构俯出洞辈顺序土体还开挖涌方式均根据诞土质械的稳抹定状去况和舱选用内的盾母构类也型确昂定。骆具体贵开挖翅方式宾有以衫下几烂种。1）怎敞开粘式开届挖在地毙质条爷件好摘，开裤挖面导在掘挺进中韵能维姜持稳恶定或测采取道措施塞后能唤维持瘦稳定垄，用巨手掘铃式及青半机猴械式总盾构捡时，即均为烫敞开晴式开眨挖。耀开挖动程序伐一般注是从物顶部吉开始服逐层奶向下说挖掘置。2）涌机械陪切削虑开挖利用州与盾塘构直市径相拿当的识全断效面旋井转切余削刀鸦盘开废挖，距配合捕运土帝机械君可使漫土方垫从开愉挖到绞装运泻均实梨现机养械化彩。三、杂盾构看施工（2）土致体开痒挖与弄推进3）残网格劈燕式开言挖开挖蜓面用删盾构令正面侨的隔献板与样横撑速梁分薄成格帮子，越盾构运推进演时，坐土体洪从格捎子里锅是条焰状挤钟入盾议构中偷。这长种出皱土方李式效誉率高害，是咸我国片大、漆中型奴盾构券常用鼠的方惩式。4）熔挤压窗式开仆挖挤压尾式和铅局部樱挤压门式开狡挖，性由于躬不出芦土或邪部分链出土柳，对热地层昨有较监大的泳扰动纠，施罗工中半应精先心控鱼制出陡土量流，以货减小吓地表串变形起。三、飘盾构御施工（2）土辣体开寄挖与谨推进（1）衬马砌施遥工（2）衬楼砌防叠水1）管秧片防财水管片拣外防照水涂倘层需糖根据那管片掉材质碗而定英，对情钢筋煤混凝耕土管突片而絮言，权一般蜓要求墓：①袄涂层槐应能果在盾终尾密犹封钢扯丝刷扇与钢顽板的技挤压素摩擦叉下不归损伤山；②两当管浓片弧谣面的葱裂缝高宽度粗达0励.3杂mm桥时，浴仍能煮抵抗孟0.绢6M苍Pa戚的水贵压，伍长期衣不渗霜漏；③栋涂层诞应具班有良仍好的困抗化淘学腐词蚀性抛能、慰抗微注生物朽侵蚀候性能众和耐随久性惑；④眠涂层克应具享有防门迷流片的功侍能，炮其体宪积电惹阻率仇、表联面电喊阻率狮要高蚀；⑤村涂层坏要有铅良好蚂的施箩工季屑节适表应性仁，施荒工简仓便，近成本授低廉净。责管禁片拼飞装。三、败盾构肠施工3、衬伟砌施亚工与屯衬砌宴防水①无弹性念密封端垫防酿水日本梢的密保封垫顿类型四孔偿形密火封垫榴国疼产密浙封垫三、专盾构闯施工2）管词片接率缝防闷水②及接缝短嵌缝饲防水接缝傻钳缝刺防水瞎构造走图③垦接缝悠注浆④咬螺栓室孔和旱压浆跌孔防榨水三、楚盾构掌施工为了防止野隧道捉周围高土体豪变形谢，有隙效控楼制地膨面沉雀降，膝在盾洗构施毯工中蛇应及厚时对行盾尾忽和管章片间测的空嫂隙进帆行压径注浆烟液，获以增逆强隧顺道结究构的石整体焦防水输性能盒，并讨改善灿隧道倦衬砌耳的受瞎力状特态。运目前悬，衬钳砌背登部注殿浆，撞一般央都采投用在优衬砌德脱出骡盾尾饮及盾漠构掘倾进时烧的盾科尾同底步注亿浆，哈且在60汪mi旷n内完划成。售盾尾痕注浆梯装置匠如图殿，它覆是在吵盾尾皱的表鼻面设疤置了赏若干累块凸躲板，愿每个乏凸板湿内装男置一朗根同菜步注迈浆管肺，一惕根备蛇用管锐，一沈根为相盾尾说密封火刷的往油膏肌注入肿管。盾尾润密封临装置三、宰盾构甩施工4、盾奖构注卷浆室密封剂泥浆管片泥浆刷式密封1刷式密封3刷式密封2尾部机壳三、铜盾构仗施工盾尾全密封罩：由苗三道到钢板恒密封批刷组快成三、巩盾构壤施工盾尾蚁密封亩刷三、吊盾构框施工注浆俩系统三、战盾构演施工盾尾熊注浆宇管路1）地乌表变念形的柔规律盾构犁法施工斑时，亦沿隧崭道纵猾向轴饭线所孩产生膛的地虾表变谦形，白一般映在盾苦构前率方约屯与盾巷构埋昂深相驻等的身距离扭内地译表开宾始产理生隆孕起，仿在盾辅构通你过以刚后地逼表逐杰渐下衰沉，暖其下例沉量四随着葱时间渔的推竿移由铃增加却而最尼终趋口于稳域定，勿其变缘瑞形规红律如早图所步示。地表僻变形钟纵向纹沉降王规律三、乒盾构灯施工5、盾腹构法扰施工垦地面描沉降厕机理番和防谢治（1）地际面沉压降机拼理2）导贺致地册面沉巨降的屈因素盾构驴法施丸工中黎，导症致地调面沉颜降的凉主要祝因素杀有以致下几躁种：①哀盾构莲掘进感时，巴开挖基面土仰体的摧松动舅和崩再塌，胁破坏跳了地六层平焦衡状铲态，渔造成圈土体物变形靠而引鞋起地薯表变晕形。境②些盾往构法盆施工横中应阔采用债降水石疏干谢措施惊时，固因地雕下水兆浮力咱消失垫，土功体自骑重压排力增蜜加，仔地层寇固结旧沉降铜加速吊，引寄起地呈表下诞沉。系③矮盾谎构尾魄部建来筑空抢隙充馋填不哭实导克致地缸表下孩沉。商施工直纠偏诉及弯筒道掘汪进的座局部疫超挖平，均涝会造极成盾忌构与拳衬砌圆间建库筑空千隙的罪不规隙则扩游大，症而这杏些扩寄大量患有时泽难以卖估计守或无们法及艇时充吉填，绪给地刺表下蛾沉带折来影耻响。三、葛盾构汗