地下工程施工地下工程施工?第六章盾构法施工第六章盾构法施工走道板走道板 进水管进水管通风管通风管出水管（循 环）出水管（循 环）排污管排污管高压电缆高压电缆运输轨道运输轨道第六章盾构法施工第六章盾构法施工?§6.1 盾构工法概述§6.1 盾构工法概述?§6.2 盾构机的分类与工作原理§6.2 盾构机的分类与工作原理?§6.3 盾构机的构造与选型§6.3 盾构机的构造与选型?§6.4 盾构法施工工艺§6.4 盾构法施工工艺地下工程施工第六章 盾构法施工地下工程施工第六章 盾构法施工?一、盾构工法（Shield Tunnelling Method）定义一、盾构工法（Shield Tunnelling Method）定义?盾构法隧道施工是利用盾构机在软岩和土体中进行隧道掘进，同时完成隧道永久衬砌铺设的一种施工工法盾构法隧道施工是利用盾构机在软岩和土体中进行隧道掘进，同时完成隧道永久衬砌铺设的一种施工工法地下工程施工第六章 盾构法施工地下工程施工第六章 盾构法施工 §6.1 盾构工法概述§6.1 盾构工法概述二、盾构工法的发展二、盾构工法的发展 1.国外国外 1818年英国工程师布鲁诺在蛀虫钻孔现象启示下发明盾构机雏形。
1825年～1843年完成了全长458m的第一条盾构法隧道 1874年格雷塞德较完整地提出了气压盾构法的施工工艺，并且首创 了在盾尾后面的衬砌外围环形空隙中注浆的施工方法，为盾构法发 展起了巨大的推动作用 二十世纪初，盾构施工法已在美、英、德、苏、法等国家开始推 广， 并广泛应用于修建水下公路隧道、地下铁道、水工隧道及小 断面市政隧道等工程 二十世纪60年代初期，英国、日本和德国先后开发了泥水加压盾构 施工工艺 1974年在日本首先研究开发了一台直径3.72m的土压平衡盾构，在 含水砂层中修建隧道取得成功70年代后，土压平衡盾构技术日趋 完善，并得到广泛应用，成为现代化城市暗挖隧道施工的一个主要 施工方法1818年英国工程师布鲁诺在蛀虫钻孔现象启示下发明盾构机雏形 1825年～1843年完成了全长458m的第一条盾构法隧道 1874年格雷塞德较完整地提出了气压盾构法的施工工艺，并且首创 了在盾尾后面的衬砌外围环形空隙中注浆的施工方法，为盾构法发 展起了巨大的推动作用 二十世纪初，盾构施工法已在美、英、德、苏、法等国家开始推 广， 并广泛应用于修建水下公路隧道、地下铁道、水工隧道及小 断面市政隧道等工程 。
二十世纪60年代初期，英国、日本和德国先后开发了泥水加压盾构 施工工艺 1974年在日本首先研究开发了一台直径3.72m的土压平衡盾构，在 含水砂层中修建隧道取得成功70年代后，土压平衡盾构技术日趋 完善，并得到广泛应用，成为现代化城市暗挖隧道施工的一个主要 施工方法地下工程施工第六章 盾构法施工地下工程施工第六章 盾构法施工 §6.1 盾构工法概述§6.1 盾构工法概述二、盾构工法的发展二、盾构工法的发展 2.国内国内 1956年首先在东北阜新煤矿用直径2.6m的盾构机及小型混凝土预制 块修建疏水巷道 上海自二十世纪60年代开始研究用盾构法修建黄浦江江底隧道及地 下铁道试验段 1967年至1969年，采用直径10m的盾构机及单层钢筋混凝土管片建 成了上海第一条黄浦江越江道路隧道 二十世纪80年代后期，上海地铁一号线开始应用盾构技术修建地铁 隧道 上海地铁2号线、4号线、5号线、6号线等建设中大量使用盾构工 法，为我国的盾构施工积累了丰富的资料，奠定了我国盾构施工技 术的基础 1999年，北京地铁5号线首次使用盾构法，尔后，在建的北京地铁5 号线、4号线、10号线施工中，投入的盾构机达17台，盾构法施工 的区间段长度约为暗挖施工区间长度的50%。
1956年首先在东北阜新煤矿用直径2.6m的盾构机及小型混凝土预制 块修建疏水巷道 上海自二十世纪60年代开始研究用盾构法修建黄浦江江底隧道及地 下铁道试验段 1967年至1969年，采用直径10m的盾构机及单层钢筋混凝土管片建 成了上海第一条黄浦江越江道路隧道 二十世纪80年代后期，上海地铁一号线开始应用盾构技术修建地铁 隧道 上海地铁2号线、4号线、5号线、6号线等建设中大量使用盾构工 法，为我国的盾构施工积累了丰富的资料，奠定了我国盾构施工技 术的基础 1999年，北京地铁5号线首次使用盾构法，尔后，在建的北京地铁5 号线、4号线、10号线施工中，投入的盾构机达17台，盾构法施工 的区间段长度约为暗挖施工区间长度的50%地下工程施工第六章 盾构法施工地下工程施工第六章 盾构法施工 §6.1 盾构工法概述§6.1 盾构工法概述?三、盾构工法的优缺点三、盾构工法的优缺点 优点：对地面干扰小，施工速度快，自动化程度高 缺点：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，隧道后期沉降过大优点：对地面干扰小，施工速度快，自动化程度高 缺点：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。
地下工程施工第六章 盾构法施工地下工程施工第六章 盾构法施工 §6.1 盾构工法概述§6.1 盾构工法概述地下工程施工第六章 盾构法施工地下工程施工第六章 盾构法施工四、盾构工法施工流程四、盾构工法施工流程§6.2 盾构分类与工作原理§6.2 盾构分类与工作原理地下工程施工第六章 盾构法施工地下工程施工第六章 盾构法施工按盾构机隔板构造分类按盾构机隔板构造分类地下工程施工第六章 盾构法施工地下工程施工第六章 盾构法施工一一、盾构类型§6.2 盾构分类与工作原理 、盾构类型§6.2 盾构分类与工作原理?二、目前常用类型：二、目前常用类型：?1.泥水平衡式盾构：在密封舱内通入泥水（泥浆） 以平衡盾构前方水土压力2.土压平衡式盾构：利用刀盘切削下来的土充满整 个密封舱，并保持一定压力来平衡开挖面的土压 力地下工程施工第六章 盾构法施工地下工程施工第六章 盾构法施工 §6.2 盾构分类与工作原理§6.2 盾构分类与工作原理?三、盾构工作基本原理三、盾构工作基本原理?在盾壳的掩护下，切削刀盘可以安全地开挖 地层，一次掘进相当于装配式衬砌一环的宽度在盾壳的掩护下，切削刀盘可以安全地开挖 地层，一次掘进相当于装配式衬砌一环的宽度。
尾部可以装配与之管片，迅速拼装成隧道永 久衬砌，并将衬砌与土层之间用水泥砂浆填实，防止 周围地层的变形尾部可以装配与之管片，迅速拼装成隧道永 久衬砌，并将衬砌与土层之间用水泥砂浆填实，防止 周围地层的变形盾构推进主要依靠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，为下一环衬砌拼装创造条件盾构推进主要依靠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，为下一环衬砌拼装创造条件重复上述过程，不断开挖，不断拼装，并不断 推进，完成隧道施工§6.2 盾构分类与工作原理重复上述过程，不断开挖，不断拼装，并不断 推进，完成隧道施工§6.2 盾构分类与工作原理盾构施工总体顺序框图否是盾构机是否过站或调头始发端头加固盾构机下井盾构机就位检测、调试出洞段掘进正常掘进进洞段掘进盾构机过站（调头）过站（调头）后二次始发出洞段掘进正常掘进进洞段掘进盾构机解体、吊出及外运始发架安装、洞内准备反力架安装洞门围护结构凿除洞门围护结构凿除洞门密封安装盾构接收架安装洞门密封安装地下工程施工第六章 盾构法施工地下工程施工第六章 盾构法施工土压平衡式盾构法施工概貌土压平衡式盾构法施工概貌地下工程施工第六章 盾构法施工地下工程施工第六章 盾构法施工 §6.2 盾构分类与工作原理§6.2 盾构分类与工作原理?一、盾构基本构造一、盾构基本构造?盾构掘进机由盾构掘进机由盾构壳体、推进系统、拼装系 统、出土系统盾构壳体、推进系统、拼装系 统、出土系统四大部分组成。
四大部分组成盾构壳体：切口环（前体）、支承环（中 体） 、盾尾（后体）盾构壳体：切口环（前体）、支承环（中 体） 、盾尾（后体）?推进系统：盾构千斤顶和液压设备推进系统：盾构千斤顶和液压设备?拼装系统：衬砌拼装器（举重臂）拼装系统：衬砌拼装器（举重臂）?出土系统：有轨、无轨或管道运输§6.2 盾构机的构造与选型出土系统：有轨、无轨或管道运输§6.2 盾构机的构造与选型地下工程施工第六章 盾构法施工地下工程施工第六章 盾构法施工前体（正面）土仓土仓搅拌棒搅拌棒检修孔检修孔地下工程施工第六章 盾构法施工地下工程施工第六章 盾构法施工前体（背面）地下工程施工第六章 盾构法施工地下工程施工第六章 盾构法施工中体（支撑环）中体（支撑环）推进千斤顶推进千斤顶铰接千斤顶铰接千斤顶地下工程施工第六章 盾构法施工地下工程施工第六章 盾构法施工后体（盾尾）盾尾密封盾尾密封地下工程施工第六章 盾构法施工地下工程施工第六章 盾构法施工刀盘与刀具刀盘与刀具滚刀滚刀刮刀刮刀刀盘开口刀盘开口地下工程施工第六章 盾构法施工地下工程施工第六章 盾构法施工螺旋输送机螺旋输送机螺旋输送机螺旋输送机地下工程施工第六章 盾构法施工地下工程施工第六章 盾构法施工螺旋输送机螺旋轴地下工程施工第六章 盾构法施工地下工程施工第六章 盾构法施工管片拼装器管片安装器管片安装器地下工程施工第六章 盾构法施工地下工程施工第六章 盾构法施工后配套拖车构造后配套拖车构造风筒，电缆卷筒6两台电动空压机，主变压器，水管卷筒等5主配电柜，泡沫泵及泡沫箱，三个油脂注射装置等4主驱动系统液压站（含油箱，冷却站），膨润土注 射泵，膨润土罐等3控制室，注浆泵，砂浆罐，小配电柜，两台监视器 等2又名桥架，主要连接后拖车和盾体，前端由油缸连 接在管片安装器上1风筒，电缆卷筒6两台电动空压机，主变压器，水管卷筒等5主配电柜，泡沫泵及泡沫箱，三个油脂注射装置等4主驱动系统液压站（含油箱，冷却站），膨润土注 射泵，膨润土罐等3控制室，注浆泵，砂浆罐，小配电柜，两台监视器 等2又名桥架，主要连接后拖车和盾体，前端由油缸连 接在管片安装器上1主要安装设备拖车号主要安装设备拖车号地下工程施工第六章 盾构法施工地下工程施工第六章 盾构法施工地下工程施工第六章 盾构法施工地下工程施工第六章 盾构法施工?二、盾构选型二、盾构选型?1.盾构机选型应考虑的因素：1.盾构机选型应考虑的因素：?1）工程地质和水文条件；1）工程地质和水文条件；?2）地面环境、地面和地下建（构）筑物对地面沉 降的敏感度；2）地面环境、地面和地下建（构）筑物对地面沉 降的敏感度；?3）隧道尺寸(长度、直径、永久衬砌的厚度)；3）隧道尺寸(长度、直径、永久衬砌的厚度)；?4）工期和造价；4）工期和造价；?5）施工单位的经验§6.2 盾构机的构造与选型5）施工单位的经验§6.2 盾构机的构造与选型地下工程施工第六章 盾构法施工地下工程施工第六章 盾构法施工?二、盾构选型二、盾构选型?2.盾构地质适应性条件：2.盾构地质适应性条件：?1)泥水加压盾构地质适应性条件：1)泥水加压盾构地质适应性条件：?A 在以砂性土为主的沉积层中；A 在以砂性土为主的沉积层中；?B 在不需要做泥水分离的工程中；B 在不需要做泥水分离的工程中；?C 在水头高度很高（如大于50m）的江川和海 峡水底下施工时；C 在水头高度很高（如大于50m）的江川和海 峡水底下施工时；?D 在某些对地表沉降要求高的地段。
§6.2 盾构机的构造与选型D 在某些对地表沉降要求高的地段§6.2 盾构机的构造与选型地下工程施工第六章 盾构法施工地下工程施工第六章 盾构法施工?二、盾构选型二、盾构选型?2.盾构地质适应性条件：2.盾构地质适应性条件：?2) 土压平衡盾构地质适应性条件2) 土压平衡盾构地质适应性条件?A 在软弱的冲积土层中；A 在软弱的冲积土层中；?B 在砾石层或砂土层中，需掺入适当的泥浆；B 在砾石层或砂土层。