郑州地铁1号线02合同段项目部
盾构施工基础知识学习
1.2为什么要做盾构选型？
——盾构是根据工程地质、水文地质、地貌、地面 建筑物及地下管线和构筑物等特征来“量身定做” 的特殊设备。 ——盾构施工的成功率，主要取决于盾构的选型 。 ——据统计盾构施工事故的80%以上原于盾构选型失 误。
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盾构机的组成： 盾构机主要有五部分组成，壳体、排土系统、
推土系统、衬砌拼装系统和辅助注浆系统。 盾构机的壳体由切口环、支撑环和盾尾三部分 组成，并与外壳钢板连成一体； 排土系统主 要是由切削土体的刀盘、泥土仓、螺旋出土器、 皮带传送机、泥土运输电瓶车等部分组成。
盾构按支护地层的形式主要可分为： ——敞开式盾构（自然支护和机械支护两种） ——压缩盾构（压缩空气支护） ——泥水盾构（泥水支护） ——土压平衡盾构（土压平衡支护）
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1.5盾构操作模式
盾构操作模式：是指在一定机型的基础上，根据 特定的盾构施工环境，盾构强度（对岩石或超粒径卵石应考虑， 40Mpa以下为软岩、150Mpa 以上为特硬岩）
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——含水率：影响碴土改良的配合比 ——液塑限：影响泥饼的形成 ——标惯系数N值：影响磨损和掌子面自稳 ——粘聚力c值：影响泥饼和掌子面自稳 ——内摩擦角φ值：影响磨损和掌子面自稳 ——容重γ值：作为按重量控制出碴的依据 ——孔隙率：作为按体积控制出碴的依据，松散 系数。
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盾构类型与地层颗粒级配关系
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5、刀盘结构形式的选择：
5.1、刀盘的主要功能：
——开挖功能
——稳定功能（稳定掌子面）
——搅拌功能（对土仓的碴土进行搅拌）
5.2、刀盘的结构形式
——面板式（泥水盾构均采用面板式刀盘）
4、盾构机型选择：
加泥式土压平衡盾构可以适用于冲积砂砾、 砂、粉土、黏土等固结度较低的软弱地层。 但对加泥的辅助工法应进行研究。
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泥水盾构适用条件 ——砂砾粗砂区为泥水盾构适用的颗粒级配范 围 ——粗砂、细砂区可使用泥水盾构 ——当地层的渗透系数大于10-4m/s时宜选用泥 水盾构 ——当水压大于0.3Mpa时宜选用泥水盾构
——辐条式
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5.3、面板式刀盘的特点
——面板式刀盘向辐条式刀盘转变也就是 开口率逐步加大的过程
——采用面板式刀盘时，土仓压力与开挖 面压力之间存在压降，这个压降大小与开口率 大小有关、与碴土流动性有关，从而使得开挖 面的土压难以控制。所谓的欠压掘进，也就是 土仓内欠压，并不是开挖面欠压。如果调查成 熟经验时，必须结合刀盘开口率、地质条件、
效益是目标。
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3、盾构选型的依据：
盾构选型应以工程地质、水文地质为主要依据，综合考虑 周边环境、隧道埋深、设计线形、工期、始发与接收井等。
选型依据的重要工程与水文地质参数：
——颗粒分析：290mm及以上为超粒径，80mm以上为大粒径，
0.075mm以下为粉粒或粘粒（一般粉粒或粘粒含量在 30%~40%的碴土改良相对简单）
复合式土压平衡盾构操作模式可分为：
——敞开式
——半敞开式
——闭胸式
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2、盾构选型的原则：
盾构选型是盾构法隧道能否安全、快捷、经济的关键工 作之一。
盾构选型的基本原则如下：
⑴安全可靠（适应性）
⑵技术先进（掘进效率）
⑶经济性（设备经济）
总目标还是为了综合效益，安全是保障、技术是关键、
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盾构选型
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选择好盾构为干好
地铁工程打基础
邹超 2009年10月25日于郑州 【盾构施工基础知识学习】
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1、概念：
1.1盾构法
• 盾构法：【shield tunnelling method】指的是利用盾 构进行隧道开挖、衬砌等作业的施工方法。盾构是一种带 有护罩的专用设备，利用尾部已装好的衬砌块作为支点向 前推进，用刀盘切割土体,同时排土和拼装后面的预制混 凝土衬砌块 。盾构法施工具有施工速度快、洞体质量比 较稳定、对周围建筑物影响较小等特点，适合在软土地基 段施工。
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• 盾构法施工的基本条件： （1）线位上允许建造用于盾构进出洞和出碴进料的工作井； （2）隧道要有足够的埋深，覆土深度宜不小于6m； （3）相对均质的地质条件； （4）如果是单洞则要有足够的线间距，洞与洞及洞与其它 建（构）筑物之间所夹土（岩）体加固处理的最小厚度为 水平方向1.0m，竖直方向1.5m； （5）从经济角度讲，连续的施工长度不小于300m。
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碴土改良、土仓压力、同步注浆、二次注浆及地 面隆沉情况，综合判定。
——采用面板式刀盘，受开口率影响，碴土 进土仓不顺畅，易粘结和堵塞，且刀具负荷大， 使用寿命短。
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1.3盾构的类型
盾构的类型：是指特定的盾构施工环境，特别 是与特定的工程地质、水文地质特征相匹配的盾构 的种类。 根据施工环境盾构机类型可分为： ——软土盾构 ——硬岩掘进机（又称小TBM） ——复合盾构
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1.4盾构的机型
盾构的机型：是指根据工程地质和水文地质条件， 盾构所采用的最有效的开挖面支护形式。
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——孔隙水压力：当水压力大于0.3Mpa时，若选 择土压平衡盾构，应对螺旋的喷涌有特殊要求 ——渗透系数：当渗透系数小于10-7m/s时可选择 土压平衡盾构，当渗透系数大于10-4m/s时应选择 泥水盾构
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