盾构施工技术讲座.pptx

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1、会计学1盾构施工盾构施工(sh gng)技术讲座技术讲座第一页，共94页。目录目录 1.1 1.1 关于地下建筑关于地下建筑(d xi jin(d xi jin zh)zh)空间施工的几个概念空间施工的几个概念 1.2 TBM 1.2 TBM和盾构机的具体区别和盾构机的具体区别 2.1 2.1 盾构法施工技术盾构法施工技术 2.2 2.2 盾构机械设备盾构机械设备 3 3 盾构法隧道施工工艺盾构法隧道施工工艺 第1页/共94页第二页，共94页。1.1关于关于(guny)地下建筑空间施工的几个地下建筑空间施工的几个概念概念明挖法：也称挖盖法明挖法：也称挖盖法明挖法：也称挖盖法明挖法：也称挖盖法暗

2、挖法：也称矿山法，钻爆法等暗挖法：也称矿山法，钻爆法等暗挖法：也称矿山法，钻爆法等暗挖法：也称矿山法，钻爆法等浅埋暗挖法：浅埋暗挖法：浅埋暗挖法：浅埋暗挖法：盾构法：盾构法：盾构法：盾构法：沉井法：沉井法：沉井法：沉井法：沉管法：沉管法：沉管法：沉管法：顶管法：顶管法：顶管法：顶管法：地下地下地下地下(dxi)(dxi)连续墙法：连续墙法：连续墙法：连续墙法：TBMTBM法：法：法：法：第2页/共94页第三页，共94页。(1)明挖法地下明挖法地下(dxi)结结构施工示意图构施工示意图挖建盖（填）第3页/共94页第四页，共94页。(2)暗挖法地下结构暗挖法地下结构(jigu)施工示意图施工示意图

3、一般坚硬岩层中的隧道均采用一般坚硬岩层中的隧道均采用(ciyng)该方法施工。该方法施工。挖衬埋深一般大于10m第4页/共94页第五页，共94页。(3)浅埋暗挖法地下浅埋暗挖法地下(dxi)结构施工示意图结构施工示意图初衬二衬超前支护锚杆、管棚或灌浆埋深一般小于5m一般用于城市交通繁忙一般用于城市交通繁忙(fnmng)地带，不允许中断交通，且地质条件又较差的地段，武汉市的地下过街通道大多采用该法施工。如武汉广场、武汉会展中心、洪山广场过街通道等地带，不允许中断交通，且地质条件又较差的地段，武汉市的地下过街通道大多采用该法施工。如武汉广场、武汉会展中心、洪山广场过街通道等第5页/共94页第六页，

4、共94页。(4)盾构法地下结构盾构法地下结构(jigu)(隧道隧道)施工示意图施工示意图盾构法隧道施工适用盾构法隧道施工适用于软土地区埋深大的于软土地区埋深大的隧道工程，可穿越隧道工程，可穿越(chun yu)(chun yu)江河、湖江河、湖泊、海底、地面建筑泊、海底、地面建筑物和地下管线密集区物和地下管线密集区的下部。的下部。第6页/共94页第七页，共94页。(5)沉井法地下结构沉井法地下结构(jigu)施工示意图施工示意图沉井结构用途十分沉井结构用途十分(shfn)(shfn)广泛，主要用于点式地下建筑工程：如自来水厂、电厂和化工厂的水泵房、地下沉淀池和水池、地下热电站、地下油库、地下车

5、间和地下仓库等。此外，也可用作地铁、水底隧道等各种设备井、通风井、盾构拼装井、车间和区间段连续沉井等广泛，主要用于点式地下建筑工程：如自来水厂、电厂和化工厂的水泵房、地下沉淀池和水池、地下热电站、地下油库、地下车间和地下仓库等。此外，也可用作地铁、水底隧道等各种设备井、通风井、盾构拼装井、车间和区间段连续沉井等 。第7页/共94页第八页，共94页。(6)沉管法地下结构沉管法地下结构(jigu)施工示意图施工示意图1第8页/共94页第九页，共94页。(6)(6)沉管法地下结构沉管法地下结构(jigu)(jigu)施工示意图施工示意图2 2沉管法一般用于水下隧道沉管法一般用于水下隧道(sudo)施

6、工，目前国内已建成的最大的沉管隧道施工，目前国内已建成的最大的沉管隧道(sudo)是上海外环越江隧道是上海外环越江隧道(sudo)，总长，总长2880m（沉管段长（沉管段长736m），双向），双向8车道。车道。第9页/共94页第十页，共94页。(7)顶管法地下结构顶管法地下结构(jigu)施工示意图施工示意图顶管法主要用于建造穿越城市交通繁忙地带顶管法主要用于建造穿越城市交通繁忙地带(ddi)的地下工程，其长度、断面尺寸均受到较大限制。国内最长的顶管隧道是西气东输工程穿越黄河的隧道，长度近的地下工程，其长度、断面尺寸均受到较大限制。国内最长的顶管隧道是西气东输工程穿越黄河的隧道，长度近3000

7、m，直径约，直径约2m。第10页/共94页第十一页，共94页。(8)地下连续地下连续(linx)墙墙法施工示意图法施工示意图地下连续墙法可用于点式、条式地下工程的施工，如上海、广州大部分地铁车站(chzhn)均采用该法施工。其特点类似于明挖法，但比明挖法占用场地小，对周围环境影响较小，且造价相对较低。第11页/共94页第十二页，共94页。(9)TBM(9)TBM法地下结构法地下结构(jigu)(jigu)施工示意图施工示意图目前国内目前国内,习惯上将用于岩石习惯上将用于岩石(ynsh)(ynsh)地层的隧道掘地层的隧道掘进机称为进机称为TBM,TBM,将用于软土地层的隧道掘进机称为盾构将用于软

8、土地层的隧道掘进机称为盾构机。归类还是同在掘进机门下。机。归类还是同在掘进机门下。第12页/共94页第十三页，共94页。1.2TBM和盾构机的具体和盾构机的具体(jt)区别？区别？n n1.1.适用的工程不一样，适用的工程不一样，TBMTBM用于硬岩，盾构机用于土层的挖用于硬岩，盾构机用于土层的挖掘。掘。n n2.2.两者的掘进，平衡，支护系统都不一样。两者的掘进，平衡，支护系统都不一样。n n3.TBM3.TBM比盾构技术更先进，更复杂。比盾构技术更先进，更复杂。n n4.4.工作的环境也不一样，工作的环境也不一样，TBMTBM是硬岩掘进机，一般用在山岭是硬岩掘进机，一般用在山岭隧道或大型引

9、水工程，盾构是软土类掘进机，主要是城市地隧道或大型引水工程，盾构是软土类掘进机，主要是城市地铁，及小型管道。铁，及小型管道。n n 其实其实 TBM TBM和盾构除了这些本质的差别外，笼统的来说，和盾构除了这些本质的差别外，笼统的来说，都是一样，都是隧道全断面掘进。只是不同的工作环境应用都是一样，都是隧道全断面掘进。只是不同的工作环境应用不同的机械不同的机械(jxi)(jxi)罢了。罢了。第13页/共94页第十四页，共94页。2.1盾构法施工盾构法施工(sh gng)技术技术n n盾构（盾构（shieldshield）是一种钢制的活动防护装置或活动支）是一种钢制的活动防护装置或活动支撑，是通过

10、软弱含水层，特别是河底、海底，以及撑，是通过软弱含水层，特别是河底、海底，以及城市居民区修建隧道的一种机械。城市居民区修建隧道的一种机械。n n头部可以头部可以(ky(ky)安全地开挖地层安全地开挖地层,尾部可以尾部可以(ky(ky)装配预制管片或砌块，迅速地拼装成隧道永久衬砌。装配预制管片或砌块，迅速地拼装成隧道永久衬砌。n n盾构推进主要依靠盾构内部设置的千斤顶。盾构推进主要依靠盾构内部设置的千斤顶。概述概述(i sh)第14页/共94页第十五页，共94页。适用适用(shyng)条件条件n n在松软含水(hn shu)地层中修建隧道、水底隧道及地下铁道时采用各种不同形式的盾构施工最有意义，

11、特别是该施工方法属地表以下暗挖施工，不受地面交通、河道、航运、潮汐、季节等条件的影响，第15页/共94页第十六页，共94页。优点：安全性、高效率、危害小、经济性缺点：重复利用率低、施工复杂、适用性受限、工作条件(tiojin)差、地表变形不易控制 盾构优缺点盾构优缺点第16页/共94页第十七页，共94页。盾构隧道盾构隧道(sudo)的历史的历史n n用盾构法修建隧道开始于用盾构法修建隧道开始于18181818年年 ，法国工程师布鲁，法国工程师布鲁诺尔；诺尔；n n18251825年在英国年在英国(yn(yn u)u)泰晤士河下首次用矩形盾泰晤士河下首次用矩形盾构建造隧道构建造隧道 ；n n近代

12、，日本盾构法得到了迅速发展，用途越来越广，近代，日本盾构法得到了迅速发展，用途越来越广，并研制了大量新型盾构；并研制了大量新型盾构；n n我国于我国于19571957年北京下水道工程中首次出现年北京下水道工程中首次出现2.6m2.6m小盾小盾构构 ；n n上海市延安东路过江道路隧道使用上海市延安东路过江道路隧道使用11.0 m11.0 m直径的大直径的大盾构；盾构；第17页/共94页第十八页，共94页。盾构按形状盾构按形状(xngzhun)分类分类 大致有圆形（又称半盾构）、矩形(jxng)、马蹄形等几种。圆形因其抵抗水土压力较理想，衬砌拼装简便，构件可以互换，较为通用，数量最多。圆形盾构中，

13、敞胸盾构和闭胸盾构两大类。按开挖方式分为：人工挖掘式、半机械挖掘式、机械挖掘式。第18页/共94页第十九页，共94页。一、盾构机定义一、盾构机定义一、盾构机定义一、盾构机定义二、盾构机构造二、盾构机构造二、盾构机构造二、盾构机构造三、盾构机分类及型式三、盾构机分类及型式三、盾构机分类及型式三、盾构机分类及型式(xn sh)(xn sh)(xn sh)(xn sh)四、盾构配套设施四、盾构配套设施四、盾构配套设施四、盾构配套设施2.22.22.22.2盾构机械设备盾构机械设备盾构机械设备盾构机械设备第19页/共94页第二十页，共94页。盾构机是一种隧道掘进盾构机是一种隧道掘进盾构机是一种隧道掘进

14、盾构机是一种隧道掘进(jujn)(jujn)(jujn)(jujn)的专用工程机械，现代盾构掘进的专用工程机械，现代盾构掘进的专用工程机械，现代盾构掘进的专用工程机械，现代盾构掘进(jujn)(jujn)(jujn)(jujn)机集光、机、电、液、传感、信息技术于一体，具有开挖切削机集光、机、电、液、传感、信息技术于一体，具有开挖切削机集光、机、电、液、传感、信息技术于一体，具有开挖切削机集光、机、电、液、传感、信息技术于一体，具有开挖切削土体、输送土碴、同步衬砌注浆、拼装隧道衬砌管片、测量导向纠偏等土体、输送土碴、同步衬砌注浆、拼装隧道衬砌管片、测量导向纠偏等土体、输送土碴、同步衬砌注浆、拼

15、装隧道衬砌管片、测量导向纠偏等土体、输送土碴、同步衬砌注浆、拼装隧道衬砌管片、测量导向纠偏等功能，涉及地质、土木、机械、力学、液压、电气、控制、测量等多门功能，涉及地质、土木、机械、力学、液压、电气、控制、测量等多门功能，涉及地质、土木、机械、力学、液压、电气、控制、测量等多门功能，涉及地质、土木、机械、力学、液压、电气、控制、测量等多门学科技术，而且要按照不同的地质进行学科技术，而且要按照不同的地质进行学科技术，而且要按照不同的地质进行学科技术，而且要按照不同的地质进行“定制式定制式定制式定制式”的设计制造，可靠性的设计制造，可靠性的设计制造，可靠性的设计制造，可靠性要求极高。盾构掘进要求极

16、高。盾构掘进要求极高。盾构掘进要求极高。盾构掘进(jujn)(jujn)(jujn)(jujn)机已广泛用于地铁、铁路、地下公路、城机已广泛用于地铁、铁路、地下公路、城机已广泛用于地铁、铁路、地下公路、城机已广泛用于地铁、铁路、地下公路、城市市政、水电等隧道工程。市市政、水电等隧道工程。市市政、水电等隧道工程。市市政、水电等隧道工程。一、盾构机定义一、盾构机定义(dngy)(dngy)第20页/共94页第二十一页，共94页。二、盾构机构二、盾构机构二、盾构机构二、盾构机构(jgu)(jgu)(jgu)(jgu)造造造造 盾构机是在钢壳体的保护下，进行地下隧道工程掌子面开挖及衬砌盾构机是在钢壳体

17、的保护下，进行地下隧道工程掌子面开挖及衬砌盾构机是在钢壳体的保护下，进行地下隧道工程掌子面开挖及衬砌盾构机是在钢壳体的保护下，进行地下隧道工程掌子面开挖及衬砌连续作业，并依靠钢壳体内千斤顶的推力向前推进。盾构机主要连续作业，并依靠钢壳体内千斤顶的推力向前推进。盾构机主要连续作业，并依靠钢壳体内千斤顶的推力向前推进。盾构机主要连续作业，并依靠钢壳体内千斤顶的推力向前推进。盾构机主要(zh(zh yo)yo)由切削刀盘、前部盾体、连接桥架、后配套台车等部分组成。由切削刀盘、前部盾体、连接桥架、后配套台车等部分组成。由切削刀盘、前部盾体、连接桥架、后配套台车等部分组成。由切削刀盘、前部盾体、连接桥架

18、、后配套台车等部分组成。切削刀盘根据工程地质情况选择不同型式、配置相应刀具；前部盾体由切削刀盘根据工程地质情况选择不同型式、配置相应刀具；前部盾体由切削刀盘根据工程地质情况选择不同型式、配置相应刀具；前部盾体由切削刀盘根据工程地质情况选择不同型式、配置相应刀具；前部盾体由主驱动系统、推进系统、渣土输送系统、管片拼装系统、同步注浆等系主驱动系统、推进系统、渣土输送系统、管片拼装系统、同步注浆等系主驱动系统、推进系统、渣土输送系统、管片拼装系统、同步注浆等系主驱动系统、推进系统、渣土输送系统、管片拼装系统、同步注浆等系统组成；后配套台车主要统组成；后配套台车主要统组成；后配套台车主要统组成；后配套

19、台车主要(zh(zh yo)yo)为前部盾体内各系统配置动力源以及为前部盾体内各系统配置动力源以及为前部盾体内各系统配置动力源以及为前部盾体内各系统配置动力源以及水、电、气、液、测量与监测等辅助施工系统和人工操作系统；连接桥水、电、气、液、测量与监测等辅助施工系统和人工操作系统；连接桥水、电、气、液、测量与监测等辅助施工系统和人工操作系统；连接桥水、电、气、液、测量与监测等辅助施工系统和人工操作系统；连接桥架是前部盾体和后配套台车的连接桥梁，各系统的动力通过桥架上的管架是前部盾体和后配套台车的连接桥梁，各系统的动力通过桥架上的管架是前部盾体和后配套台车的连接桥梁，各系统的动力通过桥架上的管架是

20、前部盾体和后配套台车的连接桥梁，各系统的动力通过桥架上的管线路从后配套台车提供给前部盾体内的执行元件。线路从后配套台车提供给前部盾体内的执行元件。线路从后配套台车提供给前部盾体内的执行元件。线路从后配套台车提供给前部盾体内的执行元件。第21页/共94页第二十二页，共94页。切削(qixio)刀盘盘型滚刀重型撕裂刀刮刀钢格栅面板辐条辐条泡沫口中心刀面板面板(min bn)(min bn)式式刀盘刀盘第22页/共94页第二十三页，共94页。辐条辐条(ftio)(ftio)式刀式刀盘盘外周强化刀先行撕裂刀刮刀辐条辐条泡沫口中心刀第23页/共94页第二十四页，共94页。前部前部(qin(qin b)b

21、)盾体盾体主驱动系统、推进系统、渣土主驱动系统、推进系统、渣土主驱动系统、推进系统、渣土主驱动系统、推进系统、渣土(zh t)(zh t)输送系统、管片拼装系统、同步注浆等系统输送系统、管片拼装系统、同步注浆等系统输送系统、管片拼装系统、同步注浆等系统输送系统、管片拼装系统、同步注浆等系统第24页/共94页第二十五页，共94页。后配套(pi to)台车 主要配置盾构机各系统所需的动力源以及水、电、气、液、测量(cling)与监测等辅助施工系统以及人工操作等系统第25页/共94页第二十六页，共94页。三、盾构机分类三、盾构机分类(fn li)(fn li)及型式及型式开敞(ki chn)式土压平

22、衡(pnghng)式泥水式泥土加压式复合式岩石盾构盾构机分类盾构机分类第26页/共94页第二十七页，共94页。不同不同不同不同(b tn)(b tn)型式的型式的型式的型式的盾构机盾构机盾构机盾构机适应不同适应不同(b tn)(b tn)工程的需要工程的需要圆形盾构圆形盾构双圆盾构第27页/共94页第二十八页，共94页。矩形矩形(jxng)(jxng)盾构盾构椭圆形盾构椭圆形盾构第28页/共94页第二十九页，共94页。球形盾构球形盾构第29页/共94页第三十页，共94页。异型盾构异型盾构第30页/共94页第三十一页，共94页。多联盾构多联盾构第31页/共94页第三十二页，共94页。子母子母(z

23、(z m)m)盾构盾构第32页/共94页第三十三页，共94页。转向转向(zhunxing)盾构盾构第33页/共94页第三十四页，共94页。浆浆液液搅搅拌站拌站 盾构配套设施盾构配套设施盾构配套设施盾构配套设施与盾构机组成与盾构机组成与盾构机组成与盾构机组成(z chn)(z chn)(z chn)(z chn)完备的施完备的施完备的施完备的施工系统工系统工系统工系统水平运水平运输输系系统统电电机机车车垂直运垂直运输输系系统统龙门龙门吊吊地面地面监监控控室室第34页/共94页第三十五页，共94页。管片生管片生产产厂厂盾构配套盾构配套盾构配套盾构配套盾构配套盾构配套(pi to)(pi to)(p

24、i to)设施设施设施设施设施设施碴碴土坑土坑现场现场管片管片堆放堆放场场风风、水、水、电电、照明、照明第35页/共94页第三十六页，共94页。一、盾构法的由来一、盾构法的由来 二、土压平衡二、土压平衡(pnghng)(pnghng)盾构法施工工艺盾构法施工工艺3.13.13.13.1盾构法隧道盾构法隧道盾构法隧道盾构法隧道(sudo)(sudo)(sudo)(sudo)施工工艺施工工艺施工工艺施工工艺第36页/共94页第三十七页，共94页。盾构法于盾构法于1919世纪初起源于欧洲，受启发于蛀虫挖洞，世纪初起源于欧洲，受启发于蛀虫挖洞，2020世纪初日世纪初日本引进盾构施工技术，并使其得以较大

25、发展。上世纪本引进盾构施工技术，并使其得以较大发展。上世纪6060年代该技术年代该技术引入中国。目前，日本及欧洲处于盾构技术的领先地位。随着盾构引入中国。目前，日本及欧洲处于盾构技术的领先地位。随着盾构机制造业的发展和施工工艺的不断改进，逐步形成了比较完善的盾机制造业的发展和施工工艺的不断改进，逐步形成了比较完善的盾构系列施工工法。构系列施工工法。近年来随着城市建设的发展，地下空间得到广泛近年来随着城市建设的发展，地下空间得到广泛(gu(gu ngfn)ngfn)的开发的开发利用，盾构设备的自动化程度越来越高，其适用性得以拓展，能够利用，盾构设备的自动化程度越来越高，其适用性得以拓展，能够适用

26、于多种地质条件和复杂环境条件。已在城市地铁、市政管道、适用于多种地质条件和复杂环境条件。已在城市地铁、市政管道、地下公路、越江隧道等基础设施建设中得到广泛地下公路、越江隧道等基础设施建设中得到广泛(gu(gu ngfn)ngfn)应用。应用。一、盾构法的由来一、盾构法的由来一、盾构法的由来一、盾构法的由来第37页/共94页第三十八页，共94页。目前在盾构工程中普遍采用的多为闭胸式盾构机，其中以泥水平衡式与土压平衡式盾构机最为普及。而且由于盾构工程大部分位于人口密集的城区，从减少(jinsho)施工污染、降低施工造价等多方面综合考虑，又以土压平衡盾构法施工为主。二、土压平衡二、土压平衡二、土压平

27、衡二、土压平衡(pnghng)(pnghng)盾构法施工工艺盾构法施工工艺盾构法施工工艺盾构法施工工艺第38页/共94页第三十九页，共94页。土压平衡盾构法施工土压平衡盾构法施工土压平衡盾构法施工土压平衡盾构法施工(sh gng)(sh gng)(sh gng)(sh gng)工艺流程工艺流程工艺流程工艺流程施工准备盾构推进渣土排出管片拼装测量轴线控制盾尾油脂压注施工监测壁后注浆输送浆液制备土方运输开启皮带输送机、螺旋输送机及出土口管片运输管片生产盾构施工工艺流程图（一个盾构施工工艺流程图（一个盾构施工工艺流程图（一个(y)(y)(y)循环）循环）循环）第39页/共94页第四十页，共94页。盾

28、渣盾渣盾渣盾渣构土构土构土构土掘排掘排掘排掘排进出进出进出进出(j jn nc ch h)第40页/共94页第四十一页，共94页。壁壁壁壁后后后后同同同同步步步步注注注注浆浆浆浆第41页/共94页第四十二页，共94页。管管管管片片片片拼拼拼拼装装装装第42页/共94页第四十三页，共94页。始发台架图片始发台架图片(tpin)第43页/共94页第四十四页，共94页。折叶式密封环折叶式密封环 第44页/共94页第四十五页，共94页。盾构机现场盾构机现场盾构机现场盾构机现场(xinch(xinch ng)ng)组装图片组装图片组装图片组装图片第45页/共94页第四十六页，共94页。盾构机主体盾构机主

29、体(zht)组装过程组装过程第46页/共94页第四十七页，共94页。操作操作(cozu)平台组装平台组装第47页/共94页第四十八页，共94页。螺旋螺旋(luxun)输送机、整圆器组装输送机、整圆器组装第48页/共94页第四十九页，共94页。桥架、皮带输送机、单轨桥架、皮带输送机、单轨(dngu)梁、反力架的梁、反力架的安装安装第49页/共94页第五十页，共94页。反力架的结构反力架的结构(jigu)型式型式 第50页/共94页第五十一页，共94页。初始初始初始初始(ch sh)(ch sh)(ch sh)(ch sh)掘进掘进掘进掘进n n（1 1 1 1）洞口土体加固）洞口土体加固）洞口土

30、体加固）洞口土体加固n n（2 2 2 2）地面配套设施安装施工）地面配套设施安装施工）地面配套设施安装施工）地面配套设施安装施工n n（3 3 3 3）洞门范围）洞门范围）洞门范围）洞门范围(fnwi)(fnwi)(fnwi)(fnwi)内的钻孔灌注桩凿除内的钻孔灌注桩凿除内的钻孔灌注桩凿除内的钻孔灌注桩凿除n n（4 4 4 4）始法台架安装）始法台架安装）始法台架安装）始法台架安装n n（5 5 5 5）盾构始发轨道铺设）盾构始发轨道铺设）盾构始发轨道铺设）盾构始发轨道铺设 n n（6 6 6 6）反力架安装）反力架安装）反力架安装）反力架安装 n n（7 7 7 7）洞门橡胶密封圈安装

31、）洞门橡胶密封圈安装）洞门橡胶密封圈安装）洞门橡胶密封圈安装n n（8 8 8 8）盾尾密封刷涂满密封油脂）盾尾密封刷涂满密封油脂）盾尾密封刷涂满密封油脂）盾尾密封刷涂满密封油脂n n（9 9 9 9）盾构机的联动调试满足要求）盾构机的联动调试满足要求）盾构机的联动调试满足要求）盾构机的联动调试满足要求n n（10101010）临时管片准备就绪）临时管片准备就绪）临时管片准备就绪）临时管片准备就绪n n（11111111）碴土运输准备工作就绪）碴土运输准备工作就绪）碴土运输准备工作就绪）碴土运输准备工作就绪n n（12121212）盾构机已准确定位）盾构机已准确定位）盾构机已准确定位）盾构机已

32、准确定位n n（13131313）自动导向系统安装、测试完毕）自动导向系统安装、测试完毕）自动导向系统安装、测试完毕）自动导向系统安装、测试完毕n n（14141414）初始掘进范围）初始掘进范围）初始掘进范围）初始掘进范围(fnwi)(fnwi)(fnwi)(fnwi)内的地面监测点已布设完毕并获得初始的数据内的地面监测点已布设完毕并获得初始的数据内的地面监测点已布设完毕并获得初始的数据内的地面监测点已布设完毕并获得初始的数据n n（15151515）供电系统（含备用电源）、给排水系统、通信系统等正常）供电系统（含备用电源）、给排水系统、通信系统等正常）供电系统（含备用电源）、给排水系统、通

33、信系统等正常）供电系统（含备用电源）、给排水系统、通信系统等正常n n（16161616）始发反力架和基准环已在始发井地面试拼装，在井下安装时要经过精确定位测）始发反力架和基准环已在始发井地面试拼装，在井下安装时要经过精确定位测）始发反力架和基准环已在始发井地面试拼装，在井下安装时要经过精确定位测）始发反力架和基准环已在始发井地面试拼装，在井下安装时要经过精确定位测量，确保第一环临时管片的准确位置量，确保第一环临时管片的准确位置量，确保第一环临时管片的准确位置量，确保第一环临时管片的准确位置-掘进(jujn)前的准备工作 第51页/共94页第五十二页，共94页。1、土压力的平衡（开挖过程控制）

34、2、进尺与出土量的平衡（即时控制）3、注浆量与建筑孔隙量的平衡（填充控制）4、盾构掘进参数(cnsh)变化量的平衡（掘进参数(cnsh)控制）5、盾构与管片两者各项姿态间的平衡（轴线控制）通过盾构施工通过盾构施工(sh gng)控制达到五控制达到五种平衡状态种平衡状态第52页/共94页第五十三页，共94页。施工参数和开挖面稳定控制的好坏直接影响地表沉降(chnjing)大小、地下管线和地表建筑物的安全。因此施工中应对开挖面的稳定进行严格控制。为了保证盾构机顺畅排土，需对掘削下来的土砂加泥或加化学泡沫等添加剂以控制土仓内土砂的塑性、流动性处于适当的范围内，以保证盾构机能够顺畅排土。开挖面稳定开挖

35、面稳定(wndng)控制控制第53页/共94页第五十四页，共94页。管理重点：管理重点：不同地层条件下进尺与出土不同地层条件下进尺与出土(ch t)(ch t)量的平衡（即时控制），及时量的平衡（即时控制），及时进行土质状态记录与分析，并及时调整每环总出土进行土质状态记录与分析，并及时调整每环总出土(ch t)(ch t)量，保证掘量，保证掘进过程中进尺与出土进过程中进尺与出土(ch t)(ch t)量的对应统一。量的对应统一。出碴控制出碴控制(kngzh)第54页/共94页第五十五页，共94页。在施工中实时进行施工数据采集，建立完善的信息化施工模式：1、盾构机掘进参数的采集 2、盾构机导向数

36、据的采集 3、施工监测(jin c)系统 4、人工控制测量数据盾构施工类似工厂(gngchng)流水线作业，因此施工中要求各环节紧密衔接，任何一道工序发生滞后，都将直接影响施工工效，或导致施工停止。因此应进行信息化施工管理，收集各阶段的施工参数，通过分析、归纳，在施工中不断对各种参数的设定进行优化，将会提高施工的质量、效率。盾构掘进参数盾构掘进参数(cnsh)(cnsh)控制控制-即信息化施工即信息化施工第55页/共94页第五十六页，共94页。地表沉降控制是盾构施工的重点，及时的进行壁后注浆是有效控制地表沉降的措施之一。在壁后注浆施工中，由于盾构隧道穿越地层的多样性，注浆量变化幅度较大，因此采

37、取以注入压力控制为主，兼顾注入量的方法(fngf)进行注浆管理。注浆参数注浆参数(cnsh)(cnsh)控制控制-注浆压力及注浆注浆压力及注浆量平衡量平衡第56页/共94页第五十七页，共94页。注浆材料注浆材料(cilio)(cilio)选用选用 壁后注浆浆液分为单液砂浆和双液化学浆液，单液砂浆浆液应具备以下性能：1.具有良好的长时间稳定性及流动性，并能保证适当的初凝时间，以适应盾构施工以及远距离输送的要求。2.具有良好的充填性能。3.在满足注浆施工的前提下，尽可能早地获得高于地层的早期强度。4.浆液在地下水环境(hunjng)中，不易产生稀释现象。5.浆液固结后收缩率小，泌水率低。6.原料来

38、源丰富、经济，施工管理方便，并能满足施工自动化技术要求。7.浆液无公害，价格合理。第57页/共94页第五十八页，共94页。通过施工测量以及盾构设备的自动导向系统，实时取得盾构的通过施工测量以及盾构设备的自动导向系统，实时取得盾构的当前姿态，再通过盾构操作系统调整掘进控制，使盾构姿态保持在当前姿态，再通过盾构操作系统调整掘进控制，使盾构姿态保持在要求的偏差范围内；管片拼装前认真测量已经成环的管片姿态，根要求的偏差范围内；管片拼装前认真测量已经成环的管片姿态，根据盾构隧道曲线方向、推进千斤顶的行程差、盾尾间隙等条件合理据盾构隧道曲线方向、推进千斤顶的行程差、盾尾间隙等条件合理选择管片类型，拼装过程

39、选择管片类型，拼装过程(guchng)(guchng)中要注意保证管片的拼装质量中要注意保证管片的拼装质量满足要求。满足要求。管理重点(zhngdin)：盾构姿态；成环管片姿态；管片选型。隧道轴线隧道轴线(zhu xin)控制控制第58页/共94页第五十九页，共94页。CCR盾构掘进纠偏盾构掘进纠偏(ji pin)施工过程施工过程已建隧道(sudo)设计(shj)轴线盾构机纠偏曲线盾构方位纠偏曲线隧道第59页/共94页第六十页，共94页。六、盾构机接收六、盾构机接收六、盾构机接收六、盾构机接收(jishu)(jishu)(jishu)(jishu)及解体及解体及解体及解体盾构接收(jishu)

40、施工流程图 模拟贯通测量测量结果分析与验证掘进计划洞门部分凿除洞门密封的安装接收托架的安装与固定到达段的掘进洞门剩余部分的凿除碴土的清理贯通后上接收托架第60页/共94页第六十一页，共94页。n n1 1 1 1、根据盾构机的贯通姿态及掘进纠偏计划进行推进，纠偏要逐步完成，、根据盾构机的贯通姿态及掘进纠偏计划进行推进，纠偏要逐步完成，、根据盾构机的贯通姿态及掘进纠偏计划进行推进，纠偏要逐步完成，、根据盾构机的贯通姿态及掘进纠偏计划进行推进，纠偏要逐步完成，每一环纠偏量不能过大。每一环纠偏量不能过大。每一环纠偏量不能过大。每一环纠偏量不能过大。n n2 2 2 2、在盾构机距离端头墙、在盾构机距

41、离端头墙、在盾构机距离端头墙、在盾构机距离端头墙50505050米时米时米时米时,选择合理的掘进参数，逐渐放慢掘进速选择合理的掘进参数，逐渐放慢掘进速选择合理的掘进参数，逐渐放慢掘进速选择合理的掘进参数，逐渐放慢掘进速度，逐渐降低推力，缓慢均匀地切削洞口土体，以确保到达围护桩和墙度，逐渐降低推力，缓慢均匀地切削洞口土体，以确保到达围护桩和墙度，逐渐降低推力，缓慢均匀地切削洞口土体，以确保到达围护桩和墙度，逐渐降低推力，缓慢均匀地切削洞口土体，以确保到达围护桩和墙体的稳定和防止地层坍塌。体的稳定和防止地层坍塌。体的稳定和防止地层坍塌。体的稳定和防止地层坍塌。n n3 3 3 3、加强地表沉降监测

42、，及时反馈信息以指导盾构机掘进。、加强地表沉降监测，及时反馈信息以指导盾构机掘进。、加强地表沉降监测，及时反馈信息以指导盾构机掘进。、加强地表沉降监测，及时反馈信息以指导盾构机掘进。n n4 4 4 4、在拼装的管片进入加固范围后，浆液改为快硬性浆液，提前在加固范、在拼装的管片进入加固范围后，浆液改为快硬性浆液，提前在加固范、在拼装的管片进入加固范围后，浆液改为快硬性浆液，提前在加固范、在拼装的管片进入加固范围后，浆液改为快硬性浆液，提前在加固范围内将泥水堵在加固区外。当最后一环管片拼装完成后，通过管片的二围内将泥水堵在加固区外。当最后一环管片拼装完成后，通过管片的二围内将泥水堵在加固区外。当

43、最后一环管片拼装完成后，通过管片的二围内将泥水堵在加固区外。当最后一环管片拼装完成后，通过管片的二次注浆孔，注入双液浆进行封堵。次注浆孔，注入双液浆进行封堵。次注浆孔，注入双液浆进行封堵。次注浆孔，注入双液浆进行封堵。n n5 5 5 5、由于盾构到站时推力较小，致洞门附近的管片环与环之间连接不够紧、由于盾构到站时推力较小，致洞门附近的管片环与环之间连接不够紧、由于盾构到站时推力较小，致洞门附近的管片环与环之间连接不够紧、由于盾构到站时推力较小，致洞门附近的管片环与环之间连接不够紧密，因此作好后密，因此作好后密，因此作好后密，因此作好后20202020环管片的螺栓紧固和复紧工作。防止管片松弛而

44、影响环管片的螺栓紧固和复紧工作。防止管片松弛而影响环管片的螺栓紧固和复紧工作。防止管片松弛而影响环管片的螺栓紧固和复紧工作。防止管片松弛而影响(yngxing)(yngxing)(yngxing)(yngxing)密封防水效果。密封防水效果。密封防水效果。密封防水效果。盾构到达施工盾构到达施工(sh gng)(sh gng)技术措施技术措施第61页/共94页第六十二页，共94页。隧道隧道(sudo)剖面图剖面图1-进风道；2-进风口；3-排风口；4-排风道；5-路面（下拉杆(lgn)）6-天棚（上拉杆(lgn)）；7-吊杆；8-照明灯；9-灭火器；10-消防栓；11-电缆；12-排水管；13-

45、给水管；14-纵向螺栓；15-环向螺栓第62页/共94页第六十三页，共94页。盾构的基本盾构的基本盾构的基本盾构的基本(jbn)(jbn)构造构造构造构造1-1(切口(qiku)环)；2-2(支承环)；3-3(纵剖面)通常由盾构壳体、推进系统通常由盾构壳体、推进系统(xtng)、拼装系统、拼装系统(xtng)、出土系统、出土系统(xtng)等等四大部分组成。四大部分组成。第63页/共94页第六十四页，共94页。1）盾构壳体）盾构壳体n n盾构壳体由切口环、支承环、盾尾与竖直隔板、水平盾构壳体由切口环、支承环、盾尾与竖直隔板、水平(shu(shu png)png)隔板组成，并由外壳钢板连成整体。

46、隔板组成，并由外壳钢板连成整体。n n切口环切口环 ：开挖：开挖 ；上下宽度可以等值、也可以不等值，；上下宽度可以等值、也可以不等值，甚至是活动的。甚至是活动的。n n容纳各种专门的挖土设备。容纳各种专门的挖土设备。n n支承环：承受荷重的核心部分，刚性较好的圆环结构。支承环：承受荷重的核心部分，刚性较好的圆环结构。n n水平水平(shu(shu png)png)隔板和竖直隔板：增加盾构刚度隔板和竖直隔板：增加盾构刚度 ，水，水平平(shu(shu png)png)承受拉力，竖直承受压力。承受拉力，竖直承受压力。n n盾尾：掩护工人在其内部安装衬砌。盾尾：掩护工人在其内部安装衬砌。第64页/共

47、94页第六十五页，共94页。2）推进）推进(tujn)系系统统n n由盾构千斤顶和液压设备组成由盾构千斤顶和液压设备组成由盾构千斤顶和液压设备组成由盾构千斤顶和液压设备组成 ，上下左右活塞杆伸出长，上下左右活塞杆伸出长，上下左右活塞杆伸出长，上下左右活塞杆伸出长度不同达到度不同达到度不同达到度不同达到(d do)(d do)纠偏目的。纠偏目的。纠偏目的。纠偏目的。n n盾构千斤顶一般是沿支承环圆周均匀分布的盾构千斤顶一般是沿支承环圆周均匀分布的盾构千斤顶一般是沿支承环圆周均匀分布的盾构千斤顶一般是沿支承环圆周均匀分布的 ；第65页/共94页第六十六页，共94页。3）拼装）拼装(pn zhun)

48、系统系统n n衬砌拼装器又称举重臂，是拼衬砌拼装器又称举重臂，是拼装系统的主要设备，以油压系装系统的主要设备，以油压系统为动力，一般举重臂均安装统为动力，一般举重臂均安装在支承环上。在支承环上。n n举重臂能作旋转、径向运动，举重臂能作旋转、径向运动，还能沿隧道中轴线作往复运动。还能沿隧道中轴线作往复运动。n n完成这些运动的精度应该保证完成这些运动的精度应该保证待装配的管片上的螺栓孔能和待装配的管片上的螺栓孔能和已装配好的螺栓孔对齐，以便已装配好的螺栓孔对齐，以便(ybin)螺栓固定。螺栓固定。第66页/共94页第六十七页，共94页。4）出土）出土(ch t)系统系统n n出土方式一般有三种

49、出土方式一般有三种：n n（1）有轨运输：皮带运输机）有轨运输：皮带运输机矿车洞口垂直起吊至地面。矿车洞口垂直起吊至地面。n n（2）无轨运输：自卸卡车）无轨运输：自卸卡车n n（3）管道运输：混合泥浆）管道运输：混合泥浆(njing)，压力输出，压力输出，出土出土连续化连续化 第67页/共94页第六十八页，共94页。第68页/共94页第六十九页，共94页。第69页/共94页第七十页，共94页。盾构分类盾构分类(fn li)及其适用范围及其适用范围n n1）人工开掘式、半机械式敞胸）人工开掘式、半机械式敞胸盾构盾构n n全部敞开，随时观察地层变化全部敞开，随时观察地层变化情况情况(qngkun

50、g)，并配备简便，并配备简便的液压、风动挖掘，机具、人的液压、风动挖掘，机具、人工挖掘，当开挖面难以保持稳工挖掘，当开挖面难以保持稳定时可以采用气压等人工措施定时可以采用气压等人工措施及正面支撑、支撑千斤顶等随及正面支撑、支撑千斤顶等随挖随撑挖随撑。第70页/共94页第七十一页，共94页。1）挤压）挤压(j y)式闭胸盾构式闭胸盾构n n在塑性粘土及淤泥中采用在塑性粘土及淤泥中采用在塑性粘土及淤泥中采用在塑性粘土及淤泥中采用,盾构正面用胸板密闭起来盾构正面用胸板密闭起来盾构正面用胸板密闭起来盾构正面用胸板密闭起来 。n n厚兰隧道、林肯隧道和打浦路隧道都采用过半挤压及全挤压厚兰隧道、林肯隧道和