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1、 中国水电深圳地铁中国水电深圳地铁7 7号线号线BTBT项目建设指挥部项目建设指挥部 2014 2014年年3 3月深圳月深圳黄胜黄胜1 11深圳地铁7号线BT管理盾构简介前前 言言热烈欢迎各位莅临深圳。下面我和各位进行简要的交流，敬请提出宝贵意见！22深圳地铁7号线BT管理盾构简介交交流流目目录录第一篇第一篇第一篇第一篇第二章、地铁工程发展概况第二章、地铁工程发展概况第一篇第一篇第一篇第一篇第一章、第一章、7 7号线项目概况号线项目概况第一篇第一篇第一篇第一篇第四章、盾构施工介绍第四章、盾构施工介绍第一篇第一篇第一篇第一篇第三章、第三章、7 7号线施工介绍号线施工介绍深圳地铁7号线BT管理盾
2、构简介一、深圳地铁一、深圳地铁7 7号线号线BTBT项目简介项目简介深圳地铁7号线跨越南山、福田和罗湖三个区域，全长30.173km，共设车站28座，正线区间27个。本次土建招标范围包括：车站24座（含换乘站8座），全部为地下站；正线区间25个；车辆段、停车场出入线各一条；7号线与2号线、5号线联络线各一条；新建深云车辆段一处，安托山双层停车场一处，BT项目合同额168.53亿元，计划于2016年12月30日开通试运营。全线共设车站28座，BT范围内车站共24座，其中换乘站8座，全部为地下站。车站主要结构型式有地下两层单柱双跨结构、地下两层双柱三跨结构、地下三层单柱双跨结构、地下三层双柱三跨结
3、构。施工工法福民站采用盖挖逆作法施工，华强路站、华强北站、华新站采用盖挖顺作法施工，丽水站、黄木岗站、笋岗站、洪湖站、田贝站等部分车站采用局部盖挖顺作法施工，其余车站采用明挖顺作法施工，围护结构采用地下连续墙或排桩结构（挖孔桩、钻孔桩）。44深圳地铁7号线BT管理盾构简介55深圳地铁7号线BT管理盾构简介第二章、地铁工程发展概况第二章、地铁工程发展概况一、国外地铁的发展概况二、国内地铁的发展概况6深圳地铁7号线BT管理盾构简介一、国外地铁的发展概况1863年1月10日，英国人用明挖法在其首都伦敦修建了世界上第一条地下铁路，全长6.4公里，采用蒸气机进行牵引。在欧洲的法国、德国、奥地利以及20世
4、纪初在苏联莫斯科、日本东京、美国纽约相继建造了电气化地铁工程。直到1963年的100年间，世界上已建地铁的城市有26座，到1985年时为60座，全世界的运营里程达3000公里左右，截止目前为止，有资料表明全球有168个城市拥有或正在修建地铁。由此可见，世界地铁的发展是惊人的。77深圳地铁7号线BT管理盾构简介二、我国地铁的发展概况我国的地铁工程是1965年在北京开始建造的，一期工程就是从苹果园到复兴门，全长22.17km，1971年投入运营（也就是大家熟知的一号线的西段），截至目前为止，北京共有17条地铁在运营，运营里程为465公里，车站273座，预计到2016年底，北京地铁运营总里程将达到6
5、60千米以上。在远景规划中，到2020年时，运营总里程将超过1000千米。到2015年前后，我国建成和在建轨道交通线路将达到158条，总里程将超过4189公里。到2015年，中国运营的轨道交通线路将超过欧美所有国家城市轨道交通运营里程的总和。据了解，目前国务院批准地铁建设一般依据据了解，目前国务院批准地铁建设一般依据3项指标来衡量：项指标来衡量：即城市人口在即城市人口在300万以上；万以上；GDP在在1000亿以上；地方财政一般预算收入亿以上；地方财政一般预算收入100亿以上。亿以上。轻轨的标准只要达到上述条件的轻轨的标准只要达到上述条件的60%，目前全国有将近，目前全国有将近50个城市具备了
6、轨个城市具备了轨道交通的建设需求和条件。道交通的建设需求和条件。88深圳地铁7号线BT管理盾构简介第三章、第三章、7 7号线施工介绍号线施工介绍一、深圳地铁7号线施工特点二、深圳地铁7号线施工重难点9深圳地铁7号线BT管理盾构简介一、深圳地铁7号线施工特点1、建设标准高，投资规模大，建设工期紧，重难点工程多。区间盾构法施工占70%，矿山法施工占30%，线路交叉频繁，换乘站多。2、建设环境复杂。线路大量下穿、侧穿建筑物、繁华商业区、老城区、河流、桥梁、地下管线、既有地铁与铁路，对城市交通和市民出行影响大，施工风险大。线路穿越球体风化岩、透水沙层、断层、基岩隆起、高强度中微风化岩等不良地质。沿线水
7、系发达、地下水丰富，施工过程防排水、工程结构防水防腐非常重要。10深圳地铁7号线BT管理盾构简介3、征地拆迁、管线迁改、交通疏解、工程运输组织要求高，工作量大，政策性强，涉及面广，对工程建设影响大。4、盾构投入量大。经方案优化，共需盾构23台，确保盾构施工安全和顺利是组织管理的重点。5、监控、量测责任重。施工全过程的监控量测，对周边建筑物及环境的安全监测，通过数据分析指导全施工过程、确保沿线建筑物的稳定和安全是项目实施的重点。6、安全压力大。施工安全是贯穿始终的第一要素，也是最严峻的挑战。11深圳地铁7号线BT管理盾构简介7、工程质量要求高。从土建工程开工到设备安装调试及使用，工程质量始终是项
8、目的命脉。8、接口管理复杂。标段与标段之间，专业与专业之间，工程与地方之间，工程与既有运营线之间的接口管理是工程的重点。9、和谐建设要求高。深圳是中国的窗口城市，要用以人为本、绿色节能、可持续发展的理念引领文明施工，全线力争创建国家AAA级安全文明标准化诚信工地。12深圳地铁7号线BT管理盾构简介10、资源配置要求高。选配坚强的管理团队，经验丰富的专家和技术人员，熟练的技术工人，配全配足专业设备，充分利用好社会资源，是项目成功的关键。11、7号线穿越华强北“中国电子第一街”，商家云集，日客流量高达50万以上，7号线在此下穿1、2、3号线地铁，同步建设地下商业街，文明施工要求极高，商业影响要求降
9、至最低，社会关注极其重要。12、深云车辆段土石方开挖量巨大，确保石方爆破安全、工程运输组织、按期完成是关键。13深圳地铁7号线BT管理盾构简介1.深云车辆段边坡加固及石方爆破深云车辆段边坡加固及石方爆破2.黄木岗站施工黄木岗站施工3.西茶区间西茶区间7、5号联络线施工号联络线施工4.华强北地下空间开发利用华强北地下空间开发利用5.出入线隧道断面大、种类多出入线隧道断面大、种类多6.下穿既有下穿既有线线7.叠叠线线隧道隧道施工施工8.下穿下穿河流湖泊河流湖泊9.不良特殊地层掘进不良特殊地层掘进10.下穿下穿建构筑物建构筑物11.加强测量、监控量测加强测量、监控量测二、深圳地铁7号线施工重难点14
10、深圳地铁7号线BT管理盾构简介1. 1.深云车辆段边坡加固及石方爆破深云车辆段边坡加固及石方爆破u深云车辆段土石方432.57万m3（其中石方148万m3需爆破）。南边为香瑞园小区、西北侧有一条成品油管道。u既有边坡为人工采石遗留下来的岩质高边坡，边坡高度为50130m。u车辆段工程内容多、专业多，包括土石方开挖与地基处理、既有高边坡加固、临近超高压输油管道石方开挖控制爆破、进段隧道施工、试车线隧道及其风道与风井施工、排水系统和轨道工程等、施工十分复杂。15深圳地铁7号线BT管理盾构简介u黄木岗站位于黄木岗立交桥下，车站周边环境复杂，工法复杂，有明挖顺筑法、盖挖顺筑法及盖挖逆筑法（桩基托换桥下
11、）。场地狭小、3个独立，施工组织难度大。u车站北侧有两个出入口横穿公路，采用矿山法施工，埋深较浅约6米，均为矩形断面。暗挖出入口矩形断面施工风险大。2. 2.黄木岗站施工黄木岗站施工16深圳地铁7号线BT管理盾构简介3. 3.西茶区间西茶区间7 7、5 5号联络线施工号联络线施工西茶区间7#-5#联络线平、棕示意图西茶区间7#-5#联络线典型断面图17深圳地铁7号线BT管理盾构简介u由两段半径为200m和150m的曲线段及中间的一段直线段组成，下穿壮丽商厦、西丽幼儿园和留仙宾馆，施工中有截桩。u采用冻结法施工。u地下水丰富。施工难度大，安全风险特别高，经专家评审，施工安全风险等级为最高级I级。
12、18深圳地铁7号线BT管理盾构简介4. 4.华强北地下空间开发利用华强北地下空间开发利用u华强北被誉为“中国电子第一街”，人流量大、物流量大、周边建筑物密集。u与7号线同步实施的华强北难起深南大道，北至红荔路，全长约894.189m，宽28.1m、深26.6m，总建筑面积39609m2，规模之大在我国尚属首次。u出入口下穿振华路为三管顶管隧道，上穿2号线净距0.5m。19深圳地铁7号线BT管理盾构简介5.5.出入线隧道断面大、种类多出入线隧道断面大、种类多u（1）最大开挖断面为单洞317.86m2、跨度为22.3m、高16.86m，II级、埋深4749m、长36m。u（2）隧道断面形式多达43
13、种，其中超大断面达21种。u（3）单洞三线隧道最大开挖断面为318m2，连拱隧道最大开挖断面为424m2；国际隧道协会标准，净空断面大于100m2；而日本隧协标准，开挖断面大于140m2；在国内地铁隧道领域尚属首次，施工安全风险高。20深圳地铁7号线BT管理盾构简介6. 6.下穿既有下穿既有线线u区间三次下穿（上穿）既有铁路：珠光龙井区间隧道下穿平南铁路立交桥；石厦水围区间隧道上穿广深港隧道；笋岗洪湖区间隧道下穿深圳火车北站。隧道施工对沉降控制要求严格。u四次下穿既有运营地铁线：华强路华强北区间下穿地铁1号线区间；华强北华新区间下穿地铁2号线区间；农林车公庙区间上下重叠下穿地铁1号线区间；皇岗
14、福民区间下穿地铁4号线福民站。21深圳地铁7号线BT管理盾构简介下穿深圳北站下穿深圳北站26#股道股道22深圳地铁7号线BT管理盾构简介下穿南坪铁路下穿南坪铁路23深圳地铁7号线BT管理盾构简介7. 7.叠叠线线隧道隧道施工施工6个区间设计为上下重叠小间距隧道，叠交段最小净距2.0m，叠线段地质情况复杂，施工沉降控制难，工程风险高。24深圳地铁7号线BT管理盾构简介8. 8.下穿下穿河流湖泊河流湖泊五次下穿河流：西丽湖西丽、文光珠光区间下穿大沙河；福邻赤尾区间下穿福田河；笋岗洪湖区间下穿布吉河和洪湖公园。地层复杂多变，水力多有连通，施工过程存在塌方水淹风险。笋岗笋岗洪湖洪湖区间区间下穿河流湖泊
15、下穿河流湖泊25深圳地铁7号线BT管理盾构简介遇到孤石群，采用辅助措施进行处理，采用冲孔破除，对埋深较浅且现场有爆破条件的，采用深孔松动爆破处理后再掘进。9. 9.不良特殊地层掘进不良特殊地层掘进26深圳地铁7号线BT管理盾构简介u遇到破碎带，提前进行注浆固结处理。u遇到硬岩地段，地表具备条件的，先矿山法开挖初支、然后盾构空推通过。27深圳地铁7号线BT管理盾构简介10.10.下穿下穿建构筑物建构筑物u八次下穿（或侧穿）既有桥梁：珠光龙井区间下穿南坪快速跨线桥；桃源深云区间下穿北环龙珠立交桥；车公庙上沙区间侧穿车公庙立交桥；华新黄木岗区间下穿黄木岗立交桥；笋岗洪湖区间下穿彩虹桥；福民皇岗口岸区
16、间下穿广深高速桥；安托山农林区间两次下穿广深高速、黄木岗站下穿黄木岗立交桥。28深圳地铁7号线BT管理盾构简介福民福民-皇岗口岸侧皇岗口岸侧穿穿广深高速广深高速平剖面图平剖面图下穿广深高速最小净距下穿广深高速最小净距3.04m29深圳地铁7号线BT管理盾构简介笋洪区间下穿彩虹桥笋洪区间下穿彩虹桥关系平关系平剖剖面图面图30深圳地铁7号线BT管理盾构简介沙尾沙尾石厦石厦区间与区间与皇悦酒店皇悦酒店位置关系图位置关系图31深圳地铁7号线BT管理盾构简介福民福民皇岗口岸皇岗口岸区间与区间与福民新村福民新村位置关系图位置关系图32深圳地铁7号线BT管理盾构简介11.11.加强测量、监控量测加强测量、监
17、控量测u线路穿越深圳市繁华闹市区，地面建、构筑密集，地下管网密布，多次下穿既有建构筑物、城市道路、运营地铁、河流等，工程环境复杂，建设过程对周边环境影响大。u4次下穿地铁运营线，自动化实时监测。u采用科学先进、准确可靠的测量、监测手段控制测量、及时反馈信息指导施工。33深圳地铁7号线BT管理盾构简介第四章、盾构施工介绍第四章、盾构施工介绍一、盾构的概念二、盾构机的起源发展三、盾构的分类四、土压平衡盾构机简介五、盾构施工管片介绍六、盾构法施工的特点七、盾构法施工的成本分析八、盾构项目成功的影响因素34深圳地铁7号线BT管理盾构简介一、盾构的概念一、盾构的概念盾构，是一种具有金属外壳，壳内装有整机
18、及辅助设备，在盾壳的保护下进行隧道土体开挖、土渣排运、整机推进和管片安装等作业，从而构筑隧道的特种设备。35深圳地铁7号线BT管理盾构简介盾构是集机、电、液、气为一体，具有掘进、出渣、衬砌等功能的大型复杂装备，边推进边形成隧道，实现了隧道施工的工厂化作业。36深圳地铁7号线BT管理盾构简介盾构的工作原理就是一个钢结构组件沿隧道轴线边向前推进边对土壤进行掘进。这个刚结构组件的壳体称“盾壳”，盾壳对挖掘出的还未衬砌的隧道段起着临时支护的作用，承受周围土层的土压、承受地下水的水压以及将地下水挡在盾壳外面。“盾”“保护”，指盾壳；“构”“构筑”，指管片拼装或衬砌。37深圳地铁7号线BT管理盾构简介二、
19、盾构机的起源发展二、盾构机的起源发展1、盾构机的起源2、国外盾构机的发展3、国内盾构机的发展38深圳地铁7号线BT管理盾构简介1.盾构机的起源盾构机的起源 1)1)1806年，法国工程师麦克布鲁内尔（MarcIsambrdBrunel）发现船的木板中，有一种蛀虫钻出孔道，在钻穿木板时，分泌出液体涂在孔壁上形成坚韧的保护壳，用以抵抗木板潮湿后的膨胀，以防被压扁。在蛀虫钻孔的启示下，Brunel发现了盾构掘进隧道的原理，并在英国注册了专利。39深圳地铁7号线BT管理盾构简介Brunel专利盾构由不同的单位格组成，每一个单元格可容纳一个工人独立工作并对工人起到保护作用。所有的单元格牢靠地装在盾壳上，
20、当一段隧道挖完后，由千斤顶将整个盾壳向前推进。40深圳地铁7号线BT管理盾构简介1818年，Brunel完善了盾构结构的机械系统，设计成用全断面螺旋式开挖的封闭式盾壳，衬砌紧随其后。1825年，Brunel在伦敦泰晤士河下用一个断面高6.8m，宽11.4m的矩形盾构修建第一条盾构法隧道。41深圳地铁7号线BT管理盾构简介2.国外盾构的发展国外盾构的发展1)1)目前，国外盾构技术已经相当成熟，现已经历了近两百年的四个发展阶段，：一是以Brunel盾构为代表的手掘式盾构手掘式盾构；二是以机械式、气压式盾构机械式、气压式盾构为代表的第二代盾构；三是以闭胸式盾构闭胸式盾构为代表（泥水加压平衡式、土压平
21、泥水加压平衡式、土压平衡式）衡式）的第三代盾构；的第三代盾构；四是以大直径、大推力、大扭矩、高智能化、多样化大直径、大推力、大扭矩、高智能化、多样化为特色的第四代盾构。这也是为特色的第四代盾构。这也是国外盾构技术的最新进国外盾构技术的最新进展特色。展特色。42深圳地铁7号线BT管理盾构简介四个阶段43深圳地铁7号线BT管理盾构简介国外主要盾构机品牌44深圳地铁7号线BT管理盾构简介以Brunel盾构为代表的手掘式盾构（盾构工法的黎明期）第一代盾构45深圳地铁7号线BT管理盾构简介半机械式机械式网格式气压式第二代盾构（1）46深圳地铁7号线BT管理盾构简介第二代盾构（2）47深圳地铁7号线BT管
22、理盾构简介闭胸式盾构（泥水式、土压式）第三代盾构土压平衡盾构泥水平衡盾构48深圳地铁7号线BT管理盾构简介大断面，高智能，断面多样化第四代盾构机49深圳地铁7号线BT管理盾构简介大断面盾构应用实例：（1）在超大直径盾构隧道监造方面，美国西雅图正在修建一条长2.8km的超大直径地下道路隧道，2011年开始施工，计划2015年通车，盾构隧道直径为16.5m，采用日本日立造船公司制造的直径17.52m土压盾构掘进施工。图a 直径17.52m土压盾构图b 西雅图地下通道隧道剖面图（2）我国上海正在建设的越江道路隧道有长江西路隧道、虹梅南路隧道，均为双管3来3去6车道隧道，各采用一台直径14.9m和15
23、.43m的泥水盾构掘进隧道。（3）发展趋势来看 ，超大直径隧道已成为发展方向，拟建中的白令海峡隧道工程将采用直径19.2m盾构掘进103km，在超大直径和超长距离盾构技术领域成为世界隧道工程史上的一次新的挑战。50深圳地铁7号线BT管理盾构简介3.国内盾构的发展国内盾构的发展中国从1953年研制手掘式盾构，1966年制造出第一台直径3.5m掘进机，目前盾构（掘进机）施工水平与国外相当。51深圳地铁7号线BT管理盾构简介(1)手掘式盾构的开发及应用1)我国盾构的开发与应用我国盾构的开发与应用始于始于1953年，东北阜新煤年，东北阜新煤矿用手掘式盾构修建了直矿用手掘式盾构修建了直径径2.6m的疏水
24、巷道。的疏水巷道。2)1962年2月，上海城建上海城建局隧道工程公司局隧道工程公司结合上海软土地层对盾构进行了系统的试验研究，研制了1台直径4.16m的手掘式普通敞胸盾构。52深圳地铁7号线BT管理盾构简介(2)网格挤压式盾构的开发及应用1)1965年3月，由上海隧道工程设计院设计、江南造船厂上海隧道工程设计院设计、江南造船厂制造的2台直径5.8m的网格挤压盾构，于1966年完成了2条平行的隧道，隧道长660m，地面最大沉降达10cm。2)1966年年5月，中国第一条水底公路隧道月，中国第一条水底公路隧道上海打浦路越江公路隧道上海打浦路越江公路隧道工程主隧道采用由上海隧道工程设计院设计、江南造
25、船厂制造的直径10.22m网格挤压盾构施工，辅以气压稳定开挖面，在水深为16m的黄浦江底顺利掘进隧道，掘进总长度1322m。打浦路隧道于1970年底建成通车。此次所用的网格盾构有所改进，敞开式施工可转换为闭胸式施工。53深圳地铁7号线BT管理盾构简介(3)半断面插刀盾构的开发与应用1986年，中铁隧道集团研制出半断面插刀盾构，并成年，中铁隧道集团研制出半断面插刀盾构，并成功用于修建北京地铁复兴门折返线。功用于修建北京地铁复兴门折返线。半断面插刀盾构将“盾构法”与“浅埋暗挖法”紧密结合，取消了小导管超前注浆，在盾构壳体和尾板的保护下，进行地铁隧道上半断面的开挖。54深圳地铁7号线BT管理盾构简介
26、(4)土压平衡盾构的引进与开发1)1987年，上海隧道公司研制成功了我国第一台直径4.35m加泥式土压平衡盾构。2)1990年，上海地铁1号线工程全线开工，18km区间隧道引进了7台由法国FCB公司制造的6.34m土压平衡盾构。55深圳地铁7号线BT管理盾构简介(5)泥水盾构的引进1996年，上海延安东路隧道南线工程，总长1300m，采用从日本引进的11.22m泥水加压平衡盾构施工。56深圳地铁7号线BT管理盾构简介(6)国内外盾构技术合作 9090年代末期，中国开始大量引进国外盾构，日本、德国、美国和年代末期，中国开始大量引进国外盾构，日本、德国、美国和加拿大等国家的厂家相继进入中国市场，并
27、在中国建设者的大力加拿大等国家的厂家相继进入中国市场，并在中国建设者的大力推动下，盾构施工技术得到长足发展，一些国内厂家也逐步发展推动下，盾构施工技术得到长足发展，一些国内厂家也逐步发展起来。起来。目前国内已有中铁装备、沈重、大重、大起、一重、二重、广重、天业通联、首钢、三一重工、天地重工、杭州锅炉厂、中国铁建重工集团、上海隧道股份、中交天和、江苏凯宫隧道、安徽凯盛重工、重庆大安重型钢结构公司等30多家企业涉足盾构制造，但真正具有自主设计能力的目前主要有中铁隧道装备公司、中铁建重工和上海隧道公司。国内的其他企业一般需要依赖外方的技术。采用的合作方式是“国外设计，关键件进口，钢结构件国内加工，整
28、机在国内组装出厂”。后继开工的北京直行线、南水北调穿黄隧道、杭州庆春路隧道、广深港狮子洋隧道等将中国的盾构施工提高到了与世界同级的水平。57深圳地铁7号线BT管理盾构简介三、盾构的分类三、盾构的分类1、按断面形状分类2、按直径大小分类3、按开挖面与作业室之间隔板构造分类4、按使用的工程地质进行分类58深圳地铁7号线BT管理盾构简介1.按断面形状分类按断面形状分类可分为：单圆盾构、复圆盾构（多圆盾构）、非圆盾构。其中复圆盾构可分为双圆和三圆盾构。非圆盾构可分为椭圆形盾构、矩形盾构、马蹄形盾构、半圆形盾构。复圆盾构和非圆盾构统称为“异形盾构”。59深圳地铁7号线BT管理盾构简介2.按直径大小分类按
29、直径大小分类盾构根据其直径的大小分为以下几类：0.152m直径称为微型盾构:该领域技术当数日本小松公司最为领先，其开发了直径从0.15到2.95m数十种规格的产品。0.15m直径的盾构为迄今为止世界上最小的该类产品。24.2m直径称为小型盾构4.27m直径称为中型盾构：当前中国地铁施工使用的一般都是中型盾构，比如深圳7号线盾构开挖直径是6.28m。712m称为大型盾构12m以上为超大型盾构60深圳地铁7号线BT管理盾构简介3.按开挖面与作业室之间隔板构造分类按开挖面与作业室之间隔板构造分类分为全敞开式、半敞开式及闭胸式三种类型。61深圳地铁7号线BT管理盾构简介1）全敞开式：全敞开式盾构也称为
30、敞开工作面盾构，全敞开式盾构一般适用于开挖面自稳性强的围岩。a.手掘式b.半机械式c.机械式62深圳地铁7号线BT管理盾构简介2）半敞开：挤压式，在盾构的前端用胸板封闭以挡住土体，使不致发生地层坍塌和水土涌入盾构内部的危险。盾构向前推进时，胸板挤压土层，土体从胸板上的局部开口处挤入盾构内，因此可不必开挖，使掘进效率提高，劳动条件改善。63深圳地铁7号线BT管理盾构简介3）闭胸式a.泥水式泥水式:是通过加压泥水或泥浆来稳定开挖面，在机械式盾构的刀盘的后侧，其刀盘后面有一个密封隔板，把水、粘土及其添加剂混合制成的泥水，经输送管道压入泥水仓，待泥水充满整个泥水仓，并具有一定压力，形成水压力室，开挖土
31、料与泥浆混合由泥浆泵输送到洞外分离厂，经分离后泥浆重复使用。64深圳地铁7号线BT管理盾构简介b.土压式：掘削面被动土压与掘削面上的土、水压基本相同实现平衡(即稳定)的盾构称土压式盾构。目前，全敞开式和挤压式盾构基本已被淘汰，泥水盾构在地铁工程的应用也逐渐减少，而土压平衡盾构机应用最为广泛，在城市地铁施工中能适应大部分的地质条件，深圳地铁7号线使用的就是土压平衡盾构机。下面将对土压平衡盾构机做个详细的介绍。65深圳地铁7号线BT管理盾构简介4.按使用的工程地质进行分类按使用的工程地质进行分类分为软土盾构、岩石盾构（TBM）、复合盾构三种类型。66深圳地铁7号线BT管理盾构简介原理：土体由刀盘上
32、的刀具切割下来，然后通过刀盘开口挤入土仓，与土仓内已有的土浆混合。推进油缸的压力通过舱壁传给土仓内土体，从而保证开挖面的稳定。四、土压平衡盾构简介四、土压平衡盾构简介67深圳地铁7号线BT管理盾构简介土压平衡盾构相对泥水平衡盾构的优点土压平衡盾构相对泥水平衡盾构的优点1.整体构造相对简洁，有利于学习、操作及维护。2.适用地质范围广泛。3.对渣土改良材料需求量更少。4.对于掌子面的塌陷量可以控制5.出渣及时6.能在围岩比较稳定的情况下掘进7.总装机和始发需求的空间相对较小8.对环境的影响更小9.运营成本更低土压平衡盾构相对泥水平衡盾构的缺点：土压平衡盾构相对泥水平衡盾构的缺点：1.土仓压力需在隧
33、道推进前进行计算并设定，土仓压力控制不够精准。2.对刀盘扭矩需求大，刀盘动力需求大。3.渣土直接暴露在隧道中，会对隧道产生污染。68深圳地铁7号线BT管理盾构简介土压平衡盾构的基本配置1.刀盘2.刀盘驱动3.刀盘支承4.渣土改良系统5.螺旋输送机6.皮带输送机7.同步注浆系统8.盾尾密封系统9.管片安装机10.数据采集系统11.导向系统69深圳地铁7号线BT管理盾构简介刀盘：刀盘是盾构机的核心部件，其结构形式、强度和整体刚度都直接影响到施工掘进的速度和成本，并且出了故障维修处理困难。不同的地质情况和不同的制造厂家，刀盘的结构也不同。70深圳地铁7号线BT管理盾构简介刀盘驱动：刀盘驱动装置由主轴
34、承、八个液压驱动马达、八个减速器及主轴承密封组成，轴承外圈通过连接法兰用螺丝与前体固定，内圈用螺丝和刀盘连接，借助液压动力带动液压马达、减速器、轴承内齿圈直接驱动刀盘旋转。71深圳地铁7号线BT管理盾构简介前体：前体又叫切口环，是开挖土仓和挡土的部分，位于盾构的最前端，结构为圆筒形，前端设有刃口，以减少对地层的扰动。72深圳地铁7号线BT管理盾构简介中体：中体又叫支承环是盾构的主要结构，承受作用于盾构上的全部载荷。73深圳地铁7号线BT管理盾构简介盾尾及密封：盾尾主要是用于掩护隧道管片拼装工作及盾体尾部的密封，通过铰接油缸与中体相连，并装有预紧式铰接密封。74深圳地铁7号线BT管理盾构简介盾尾
35、密封75深圳地铁7号线BT管理盾构简介螺旋输送机：螺旋输送机由伸缩筒、出渣筒、液压马达、螺旋轴、出渣闸门组成。是土压平衡盾构的排土装置。76深圳地铁7号线BT管理盾构简介管片安装机：主要功能是通过拼装机上的自由度进行管片拼装。管片拼装机77深圳地铁7号线BT管理盾构简介渣土改良系统：主要有膨润土添加系统和泡沫系统，是盾构掘进的调节媒介。才有该系统，对于不同的地质条件，通过添加流塑化改性材料，改善盾构土仓内切削土体的流塑性，既可实现平衡开挖面水土压力，又能向外顺畅排土，拓宽了土压平衡盾构的使用范围。78深圳地铁7号线BT管理盾构简介同步注浆系统：同步注浆系统的主要功能为在盾构掘进过程中，注入浆液
36、充填管片脱出盾尾后产生的建筑空隙，减少地面沉降。同步注浆采用一台柱塞泵将浆液搅拌筒内的浆液通过各分路向盾尾外部注出。注浆泵79深圳地铁7号线BT管理盾构简介皮带输送机：将螺旋输送机输出的渣土传送到盾构后配套的渣车里的装置。80深圳地铁7号线BT管理盾构简介数据采集系统：数据采集系统：采集、处理、储存、显示、评估出现的与盾构有关的数据。有各种参数的设定、测量、掘进、报警以及历史曲线和动态曲线。所有采集数据均能保存下来，供日后分析，判断和参考。导向系统：导向系统：由经纬仪、激光靶、后视棱镜、计算机等组成，能连续不断地提供关于盾构姿态的最新信息。81深圳地铁7号线BT管理盾构简介可选管片型式1.普通
37、衬砌环：普通衬砌环：组合形式有两种：标准环+左转弯环+右转弯环。优点施工方便，操作简单。五、盾构施工管片介绍五、盾构施工管片介绍82深圳地铁7号线BT管理盾构简介左转弯环+右转弯环；隧道衬砌施工时，直线段采用等宽的标准环；在平曲线段和竖曲线段则采用转弯环（楔形环）。优点：线路曲线拟合较好，采用模具数量相对较少。83深圳地铁7号线BT管理盾构简介2.通用衬砌环通用衬砌环通过楔行环的有序旋转和组合，使得在同一条隧道内仅采用一种管片就适用直线、左转、右转等各种工况条件。优点：错缝拼装受力较好，曲线线路拟合精确，只需要一种管模，购买模具投入较少，管片生产和管理容易控制。84深圳地铁7号线BT管理盾构简
38、介各种应用过的管片规格：1.外径11.6m，内径10.5m，宽度1.8m2.外径10.0m，内径9.0m，宽度1.8m3.外径6.2m，内径5.5m，宽度1.5m4.外径6.0m，内径5.4m，宽度1.5m（7号线用）5.外径6.0m，内径5.4m，宽度1.2m6.外径4.0m，内径3.5m，宽度1.2m7.外径3.5m，内径3.0m，宽度1.0m8.外径3.2m，内径2.7m，宽度1.0m85深圳地铁7号线BT管理盾构简介管片拼装成形隧道86深圳地铁7号线BT管理盾构简介7号线盾构隧道管片采用C50钢筋混凝土预制，抗渗等级为P10。管片内径5400mm，外径6000mm，管片厚度采用300m
39、m。盾构隧道采用通用环的衬砌环形式，楔形量为38mm。本工程管片拼装采用错缝拼装。每环衬砌环由六块管片组成，其中一块封顶块（F），两块邻接块（L1、L2），三块标准块（B1、B2、B3）即5+1模式。本区间采用小封顶块，径向先搭接2/3，再纵向推入1/3方法施工。87深圳地铁7号线BT管理盾构简介管片堆放88深圳地铁7号线BT管理盾构简介六、盾构法施工的优缺点六、盾构法施工的优缺点1、盾构法施工的特点2、盾构法施工的优点3、盾构法施工的缺点89深圳地铁7号线BT管理盾构简介1.盾构施工的特点盾构施工的特点(1)地下施工，必须面对复杂的地质条件和敏感的地面环境。(2)所用设备集成度高，技术含量高
40、。(3)涉及的专业领域较多，对复合型人才有较多需求。90深圳地铁7号线BT管理盾构简介2.盾构法施工的优点盾构法施工的优点（1）施工不受地面自然条件的影响。（2）盾构法施工隧道机械化、自动化程度高。（3）地面人文自然景观受到良好的保护，周围环境不受盾构施工干扰。91深圳地铁7号线BT管理盾构简介3.盾构法施工缺点盾构法施工缺点（1）断面尺寸多变的区段适应能力差；（2）新型盾构购置费昂贵，对施工区段短的工程不太经济。92深圳地铁7号线BT管理盾构简介七、盾构法施工的成本分析七、盾构法施工的成本分析1.盾构区间隧道成本要素包括几项：盾构区间隧道成本要素包括几项：(1)直接成本直接成本1)投标成本2
41、)折旧费用（盾构机、后配套设备、小型机械）：盾构项目的盾构机折旧费是根据隧道掘进延米来计提折旧的，一台盾构机的使用寿命为10km，价格5000万左右，折旧一般是6000-8000元/延米，后配套设备是1000元/延米。3)人员工费：作业人员工资。4)材料：在盾构项目成本中约占40%，对项目成本影响巨大。其中管片是材料费中的一大项，深圳地铁7号线每环管片宽度是1.5m，价格根据配筋含量不同有小量差别，大概在1.5万元左右（包括管片螺栓等配套材料）。5)机械费：包括水电费、机械租赁费、盾构机维修费等93深圳地铁7号线BT管理盾构简介(2)间接成本间接成本现场管理费(3)税金税金税金对建设单位是定性
42、规定，税金与折旧费一样是基本固定的。根据上述各项费用计算，深圳地铁盾构区间根据地质情况不同的施工成本大概在5.5万元/单延米。94深圳地铁7号线BT管理盾构简介八、盾构项目成功的影响因素八、盾构项目成功的影响因素1、盾构法施工的风险2、盾构法施工的因素3、盾构法施工的“三从四德”95深圳地铁7号线BT管理盾构简介1.盾构施工的风险盾构施工的风险盾构施工的风险包括“地质复杂性”、“盾构的不适应性”、“人认知的局限性、责任性、方案和措施的不合理性”等。控制盾构工程施工风险的主要因素：地质是基础盾构是关键人是根本96深圳地铁7号线BT管理盾构简介2.影响盾构项目成功的因素影响盾构项目成功的因素40%地质水文条件30%盾构设备30%施工管理97深圳地铁7号线BT管理盾构简介3.盾构法施工的盾构法施工的“三从四得三从四得”（1）盾构施工的“三从”从地质条件入手规避地质风险从盾构设备入手规避盾构风险从科学管理入手规避人为风险（2）盾构施工的“四得”掘得进用什么开挖方法有效开挖正面土体。排得出开挖下来的岩石如何有效迅速排出。稳得住如何支护正面土体，确保开挖面稳定。耐得久管片结构不变形，管片接缝不漏水。98深圳地铁7号线BT管理盾构简介99二二0 0一四年三月一四年三月深圳深圳谢谢大家！谢谢大家！深圳地铁7号线BT管理盾构简介
