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• 1987年，上海市隧道工程公司承建市南站 过江电缆隧道工程，成功设计了我国第一 台直径4.35m加泥式土压平衡盾构掘进机， 由上海造船厂制造。
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（2）平稳发展阶段(20世纪80年代中-2000年) ：
• 这一时期，随着改革开放和经济发展，地 铁建设也由服务于战备转为服务于经济发 展。继北京、天津修建地铁外，上海、广 州也相继修建了地铁工程。地铁施工技术 突破了原有浅埋明挖法的限制，盾构法施 工方法被引入地铁施工中。
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• 这台盾构有一个由几块板构成的半球形的 旋转刀盘，开挖的土料落入径向装在刀盘 上的料斗中，料斗将渣料转运至胶带输送 机上，再将它转运到后面从盾构中运出， 这一构想后来被用于修建地铁隧道工程。
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• 1917年，日本引进盾构施工技术，是欧美 国家以外第一个引进盾构法的国家。
• 1963年，土压平衡盾构首先由日本Sato Kogyo公司开发出来。
中。从上部撤除隧道工作面上的木料并掘 土6英寸，然后，隧道工作面重新用木料覆 盖并用螺杆支撑，紧接着盾构后部砌砖， 把它作为整个机架的支座。
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第一条隧道施工的盾构机
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• 泰晤士河下的隧道工程施工期间遇到了许 多困难，在经历了五次以上的特大洪水后 ，直到1843年，经过18年施工，完成了全 长458m的第一条盾构法隧道。
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1828年1月12日泰晤土河水涌入盾构机
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• 1830年，英国的罗德发明“气压法”辅助 解决隧道涌水。
• 1866年，莫尔顿申请“盾构”专利。盾构最初 称为小筒（cell）或圆筒（cylinder），在莫 尔顿专利中第一次使用了“盾构”（shield） 这一术语。
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• 当时设计了两种方法，一种是当一段隧道 挖完后，整个盾壳由液压千斤顶借助后靠 向前推进；另一种方法是每一个单元格能 单独地向前推进。
• 第一种方法后来被采用，并得到了推广应 用，演变为成熟的盾构法
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• 此后，布鲁诺尔逐步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，衬彻紧随其后的方式。
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1963年Sato Kogyo公司土压平衡盾构
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• 1974年第一台土压平衡盾构在东京被采用 。该盾构由日本制造商IHI（石川岛播磨） 设计，其外径3.72m，掘进了1900m的主管 线。
• 在以后的年代里，很多厂商以土压盾构、 压力保持盾构、软泥盾构、土壤压力盾构 、泥压盾构等名称生产了“土压平衡盾构”。 所有这些名称的盾构都应有了同一种工法 国际上称为“土压平衡系统”（EPBS）。
• 1886年，格瑞海德在伦敦地下施工中将压 缩空气方法与盾构掘进相组合使用，在压 缩空气条件下施工，标志着在承压水地层 中掘进隧道的一个重大进步，20世纪初， 大多数隧道都是采用格瑞海德盾构法修建 的。
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• 布鲁诺尔发明盾构法之后的另一个技术进 步是用机械开挖代替人工开挖。第一个机 械化盾构专利是1876年英国人约翰·荻克英 森·布伦敦和姬奥基·布伦敦申请的。
蛀虫钻孔得到启示，最早提出了用盾构法 建设隧道的设想，并在英国取得了专利。
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布鲁诺尔注册专利的盾构
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• 布鲁诺尔构想的盾构机机械内部结构由不 同的单元格组成，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。 采用的方法是将所有的单元格牢靠地装在 盾壳上。
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• 1980年，上海开始进行盾构法隧道地铁试 验工程，采用直径6.412m网格式机械出土 盾构机施工。掘进长度为565m，采用泥水 加压和局部气压施工。
• 1980年11月开始地铁试验一期、二期盾构 推进，1982年12月推进结束；
• 1983年6月开始地铁试验三期盾构推进， 1984年10月推进结束，隧道总长1130m。
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M.I.Brunel 螺旋盾构，1818
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• 1825年，他第一次在伦敦泰晤土河下开始 用一个断面高6.8m、宽11.4m，并由12个邻 接的框架组成的矩形盾构修建隧道。每一 个框架分成3个舱，每一个舱里有一个工人 ，共有36个工人。
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• 此系统按照以下模式工作： • 首先，借助螺杆将鞍型框架压入前方的土
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2、我国盾构机的发展历程
• 纵观我国盾构法隧道的发展历程，大体上 可以分为三个阶段：
• 起步阶段(20世纪60年代-80年代初)； • 平稳发展阶段(20世纪80年代中-2000年)； • 快速发展阶段。
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（1）起步阶段(20世纪60年代-80年代初)：
• 1962年2月，我国上海市城建局隧道处开始 塘桥试验隧道工程。采用直径4.16m的一台 普通敞胸盾构在两种有代表性的地层下进 行掘进试验，用降水或气压来稳定粉砂层 及软粘土地层。选用由螺栓连接的单层钢 筋混疑土管片作为隧道衬砌，环氧煤焦油 作为接缝防水材料。试验获得成功，采集 了大量盾构法隧道数据资料。
盾构机的构造与工作原理
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内容
一、盾构法隧道的起源及发展史 二、盾构机的概述 三、盾构法施工的特点及工艺流程 四、盾构机的构造 五、盾构机的工作原理
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一、盾构法隧道的起源及发展史
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1、国外盾构法隧道的起源及发展史 • 1818年，法国的布鲁诺尔(M.I.Brune1)从
1865年，英国的布朗首次采用圆形盾构和铸 铁管片，1869年用圆形盾构在泰吾士河下修 建外径2.2m的隧道。在地下水方面没遇到什 么困难。
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• 1874年，工程师格瑞海德发现在强渗水性 的地层中很难用压缩空气支撑隧道工作面 ，因此开发了用液体支撑隧道工作面的盾 构，通过液体流，以泥浆的形式出土。
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1989年，日本最引人注目的泥水盾 构隧道工程开工。东京湾海底隧道 长10km，是世界最长公路专用海底 隧道，用八台直径14.14m泥水加压 式盾构施工。
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日本东京湾海底隧道盾构机示意图
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日本东京湾海底隧道泥水式盾构机
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1992年，日本研制成世界上第一台三圆泥水加压式盾构，并成功地用于 大阪市地铁7号线“商务公园站”车站工程施工。