直径4.35m土压平衡盾构掘进机结构图
国内盾构法隧道发展
年份
2006～ 2009
2009～ 2014
2006～ 2010
2011～
2005～ 2009
2011～ 2014
2011～ 2014
国内大直径盾构法隧道
工程
长度（km） 直径（m）
盾构形式
上海长江隧道
8.95
15.பைடு நூலகம்3 泥水气压平衡式盾构
钱江隧道
国外盾构法隧道的发展
1964年英国摩特·亥和安德森及约翰·巴勒特申请了泥水 加压平衡盾构的专利。但由于英国当时缺乏能适合促 进这种技术的隧道工程，这种技术的发展受到了限制。
1970年日本铁道建设公司在京叶线森崎运河下，羽田 隧道工程中采用了直径为7.29m泥水盾构施工，施工 长度为1712m，施工获得了极大成功，这是当时直径
盾构设备类型的选择
盾构机的分类:
从挖掘的地质条件分：软土盾构机（无岩层）、复合 式盾构机、全断面硬岩盾构机。
从盾构机的工作机理分：敞开式和密闭式；密闭式分为 土压平衡式盾构机、泥水平衡式盾构机（含加气压）。
从直径的大小分：小型盾构机（一般在5米以下）；大型盾构 机（一般在5米以上）；超大型盾构机（一般在14米以上）。
国内盾构法隧道发展
1966年5月，上海隧道建设公司用盾构法设计建造中国第一条水底公路 隧道——打浦路隧道。打浦路隧道全长2.7km，隧道部分长1320m，外 径10m。所用网格盾构有所改进，敞开式施工可转换为闭胸式施工。
直径10.22m盾构掘进机
打浦路隧道工程施工
国内盾构法隧道发展
1982年，上海隧道建设公司承建长1476m的延安东路北线隧道工程， 采用自行设计的直径11.3m网格型水力机械出土盾构掘进机。
盾构法隧道施工设备 选型及技术管理
交流人：姚占虎
汇报内容
1. 盾构法隧道的发展 2. 盾构设备的选型 3. 泥水气压平衡盾构机施工技术 4. 盾构机带压开舱技术
13 盾构法隧道的发展
• 国外盾构法隧道的发展 • 国内盾构法隧道的发展
国外盾构法隧道的发展
1806年，马克·布鲁诺尔提出了盾构掘进隧道的原理并注册了专利。 1825年，马克·布鲁诺尔第一次在伦敦泰晤士河下用一个断面高 6.7m，宽11.3m的矩形盾构修建了第一条盾构法隧道。
特点。
管片衬砌
压力舱
盾构千斤顶
盾
构
泥水气压平衡式盾构机
适用于地下水压大（一般0.25-0.3Mpa以上），土体渗透系数大的地质状 况。依靠泥水在切削面形成泥膜，通过加气压来调整泥水的压力达到切削 面的稳定，其特点是泥水输送系统不参与压力调节。其压力舱由泥水舱 （开挖舱）和气垫舱组成，通过改变气垫舱的压力，间接调整泥水舱的工 作压力，这种控制方式反应灵敏，控制精度高。泥水舱内部的泥水在压力 作用下，能够迅速渗入开挖面形成泥膜。由于泥水输送系统不参与压力调 节，因此，可以选用更大功率的输送泵将开挖的渣土以泥浆的形式泵送至 隧道外，可以选用大管径的输送管，具有作业效率高、环境清洁的特点。 地面需要设置泥水处理系统，以供给适合的泥水，处理切削出的渣土。
土压平衡盾构机
土压平衡式盾构机的基本构成
刀盘
土压计
壁后注浆
主要适用搅拌于翼地下水压力小螺，旋排渗土透器 系数较小的地层。
通过向开挖面注入泡沫、聚合物和膨润土等，可以改
良土体的塑性、流动性和止水性，提外高加剂刀注盘入 的开挖效
率，降低刀具的磨损。土压平衡盾构机具有开挖面稳
定，施工效率高，安全性好，可靠性强、出渣土土外方运便等
Glasgow Harbour road
长度 （m）
460 90 403
10200
580
直径 （m） 11.3х6.7
2.85 2.20
3.10～3.45
5.20
附注
Brunel盾构（矩形） Breach盾构
Greathead盾构 初期用压缩空气
压缩空气
衬砌 砖砌 砖砌 铸铁衬砌 铸铁衬砌 铸铁衬砌
3.05
压缩空气0.6～1.5bar
1907-1911
Elb隧道 Clichy
920
5.95
压缩空气2.0～2.7bar
内填钢与 混凝土
国内盾构法隧道发展
20世纪50年代初，东北阜新煤矿用直径2.6m的手 掘式盾构及小混凝土预制块修建疏水巷道，这是 我国首条用盾构掘进机施工的隧道。
1963年，上海隧道股份结合上海软土地层对盾构掘进机、 预制钢混凝土衬砌、隧道掘进施工参数，隧道接缝防水 进行了系统的试验研究。研制了1台直径4.2m的手掘式 盾构进行浅埋和深埋隧道掘进试验，隧道掘进长度68m。
最大的泥水盾构。
国外盾构法隧道的发展
国外早期盾构法隧道施工（ 1825～1911 ）
年份
1825-1843 1869-1870
18691886-1890 1890-1893
工程
Thames隧道（London） Broadway（New York） Tower Subway（London）
City South Subsay （London）
3.251
15.43 泥水气压平衡式盾构
庆春路隧道 南京纬三路过江隧道
南京长江隧道
1.767 4.135
3.9
11.65 15.02 14.93
泥水气压平衡式盾构 泥水气压平衡式盾构 泥水气压平衡式盾构
扬州瘦西湖隧道
3.6
14.93 泥水气压平衡式盾构
树木岭隧道
12.86
9.33
土压平衡式盾构机
2 盾构设备的选型 • 盾构设备类型的选择 • 泥水气压平衡盾构机设备选型
国外盾构法隧道的发展
1869年，英国人格瑞海德用圆形盾构再次在泰晤士河 底修建了一条外径为2.18m，长402m的隧道，并第一 次采用了铸铁管片。由于隧道基本上是在不透水的粘 土层中掘进，所以在控制地下水方面没有遇到什么困 难。格瑞海德圆形盾构后来成为大多数盾构的模型。
1886年，英国人格瑞海德在伦敦地下施工中将压缩空气方 法与盾构掘进相结合使用。压缩空气在盾构掘进中的使用， 标志着在承压水地层中掘进隧道的一个重大进步，填补了 隧道施工的空白，促进了盾构在世界范围内的进一步推广。
1892-1894 Sewer gallery（Clichy） 465
2.50
压缩空气到2.9bar
铸铁衬砌
1896-1899 Spree road隧道（Berlin） 375
4.00
压缩空气
轧制钢
1898-
Orleans Railway（Paris） 1230
9.75
管片盾构
砖砌
1899-1904 Sewer隧道（Hamburg） 2150
Φ11.3m网格盾构掘进机
盾构掘进机结构示意图
国内盾构法隧道发展
1987年，上海市隧道工程股份有限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，能控制正 面土压平衡和减少地面沉降，施工速度快，掘进长度达583m，技术成果 达到80年代国际先进水平，并获得1990年国家科技进步一等奖。1988年1 月开始盾构推进，9月推进结束。