盾构机选型流程图
[调查项目]
周 围 条 件
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土地利用状况 将来计划 道路种类、交通状况 施工用地状况 河川、湖沼等的状况
计 划 环 境 条 件
• 地层构成 地 • 地下水位（头）分布 质 • 缺氧气体、有害气体的 条 有无 件 • 各层的工程性质（强度 特性、变形特性、透水 性）
设计条件整理 断面形状尺寸 延长 覆土 线路 工期
壁后注浆： 用惰性或活性浆液填塞管片 壁后空隙，并用以防水
封堵手孔： 用同色混凝土封堵手孔，防 止穿孔螺栓生锈腐蚀
壁后注浆浆液运输： 用管路将浆液运至注浆桶
二次注浆： 对局部隧道渗漏点进行二次 注浆防水
盾构施工 工艺流程图
Charpter3 盾构施工工艺环节
Section1 盾构机的选型、订货、组装及调试 Section2 Section3 Section4 Section5 Section6 Section7 Section8
盾构机出洞或进洞 掘削面加压（或减压）掘进
涌水保护方案
・掘削面加压时，监视洞口衬垫的状况（有无翻开・断开） 同时监视加压管的动作情况 ・充分监视推 力 ，不能勉强推进，设定合适的掘进速度（ 1~5mm/min） ・由于泥水压力会在挡土墙或洞口衬垫上施加过大的力，对泥 水压力的管理将其控制在形成泥水循环所必须的最低限度。 ・在通过高压旋喷工法加固的区间时，加固后地基的碎片会阻 塞管道，因此要进行清洗的循环 ・进洞时到达隔墙内时，必须确认有无漏水、涌水后才能进行 解体
管片入养护池养护
三环试拼装及接缝测量
管片堆场堆放
管片的防水
防水材料
优质止水橡胶条
Section3 施工现场前期准备施工
（1）平整场地，搭建好生产、办公临时设施、试验室及
仓库等。 （2）将施工用电源、水源接入施工现场，布臵好施工现 场的各用电点及施工区域的照明，做好生活废水和施工范 围内的排水工作。 （3）现场门吊安装。 （4）泥浆搅拌机安装就位，泥浆搅拌车间搭设。 （5）现场集土箱、管片堆场等设施建造。 （6）施工材料、机具、设备准备齐全，管片、连接件有 足够的储备量。 （7）井上、井下建立测量控制网，经施工监理和测量监 理复核认可。
1）盾构机壳体，主要起支护周围土体的作用。一般分为切
口环、支承环和盾尾环三部分。 2）土体开挖系统，包括切削装臵和驱动装臵。 3）正面密封系统。 4）推进系统，包括推进千斤顶和液压系统。 5）衬砌拼装系统，包括拼装机和真圆保持器。 6）注浆系统，包括注浆泵和注浆管路。 7）盾尾密封系统，包括盾尾钢丝刷和盾尾油脂注入装臵。 8）排土系统。土压平衡盾构机的排土系统包括螺旋输送机 和皮带运输机，泥水平衡盾构机的排土系统包括吸泥口、 管路和泥浆泵。 9 ）控制系统。
管片制作施工 施工现场前期准备施工 进、出洞口土体加固施工 盾构机现场组装施工 反力支撑系统安装施工 盾构进出洞施工
盾构推进施工
Section1 盾构的选型、订货、安装及调试
盾构机选型及定购的依据
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11.
土质条件、岩性 开挖面稳定 隧道埋深、地下水位 设计隧道的断面 环境条件、沿线场地 衬砌类型 工期 造价 辅助工法 设计路线、线形、坡度 电气等其他设备条件
3
Section1
序 号 施工 方法
隧道施工工法的对比
续表1
1）开发适用不同地质条件，自动更 换刀盘的气压、土压泥水平衡盾构 和顶管，超前探测排障技术；2）钢 盾构法 纤维挤压混凝土衬砌；3）三维仿真 4 和顶管法 计算机管理系统，管理信息化，自 动化；4）自动导向，中途对接异型 盾构 跨越江河湖 造价省，速 封锁江河水面， 大型涵管制作及驳运技术；2）地下 海，软地基， 度快，隧道 专门的驳运、下 定位对接、防水技术 沉管法 如广州、宁 断面大 沉、对接的机具， 5 (连续沉井) 波、上海过 水下作业，风险 江隧道 大
环境场地 优点 缺点 要求 城市软地层、 地面影响小， 机械设备复杂， 深埋隧道， 机械化程度 价格昂贵，施工 如上海、广 高，安全， 工艺繁，专业施 州、北京等 工人劳动强 工队伍 城市地铁 度低，进度 快
发展方向Biblioteka Section2 盾构法隧道的发展
1825年 盾构机首次使用
1830年 使用气压的 半机械式盾构 1966年 泥水加压盾构 1981年 压注混凝土 衬砌工法ECL 1840年 能够壁后注浆的 机械式盾构 1974年 土压平衡盾构EPB 1986～1988年 复圆、多圆 断面盾构MF 1865年 圆形 挤压式盾构 1976年 铰接式盾构 1993年 球体盾构、 扩径盾构
A、插板式 B、挤压网格式 C、土压平衡式 D、泥水平衡式
盾构机的分类
之二
2、按照断面形状进行分类
A、单圆 B、双圆 C、三圆 D、矩形 E、球形
盾构机的分类
3、按照适用地层进行分类
A、软土盾构机 B、复合式盾构机 C、硬岩掘进机
之三
Charpter2
盾构机构造
盾构机的主要组成部分
6、盾构推进姿态测量

（1）地面测量控制网的设臵 （2）井上、井下控制点的传递 1）平面控制点的传递 2）高程控制点的传递 （3）盾构推进中的定位测量
3、推进参数设定

1）推进时正面土压力设定 盾构掘进应保持掘进过程中的开挖面的稳定，将对周边 天然土层的扰动影响控制在最小限度。开挖面的稳定是 通过管理开挖面土仓内泥土压力来保证的。 2）推进时出土量控制 盾构机上设臵出土量计测装臵，就是在螺旋机的排土口 处进行泥斗车重量计量的装臵，本装臵具有计测精度高、 可实时计量、计量速度快等特征。 3）掘进速度控制 推进时速度不宜过快，正常情况下推进速度保持2～ 4cm／min，当穿越重要建筑物和管线时降低推进速度。
挖土运输系统 土压平衡盾构
挖土运输系统 泥水平衡盾构
管片拼装系统
Charpter3
盾构施工工艺环节
20t行车
出泥斗
卸泥箱
管片现场堆放： 检查修补破损，粘贴止水橡 胶条、传力衬垫
管片垂直运输： 用龙门架将管片装运到电瓶 车上
管片水平运输（1）： 用电瓶车将管片运至盾构机 内
千斤顶顶进： 千斤顶顶进一环环宽距离
盾构法隧道施工技术
2011年02月
内容提要
Charpter1 Charpter2 Charpter3
隧道施工工法的选择与盾构机的分类 盾构机构造 盾构施工工艺环节
Charpter4 盾构施工关键技术
Charpter1
隧道施工工法的选择 及盾构机的分类
Section1 常用隧道施工工法比较
Section2 盾构工法的发展


Section4 进、出洞口土体加固施工
主要方法
深层搅拌、旋喷桩、SMW、注浆、降水、冻结
Section5 盾构机现场组装施工
盾构机本体部分安装顺序
切口环下井定位 安装人行闸、旋转接头、电机 支撑环和切口环联接 支撑环下井定位
下部盾尾环安装
螺旋机安装定位
安装后方作业台
安装电动葫芦横梁
盾构推进： 在保持正面压力平衡条件下 ，边推进边出渣，顶进一环
拼装管片（1）： 落地块位臵千斤顶回缩，拼 装落地块 拼装管片（4）： 拼装封顶块
管片水平运输（2）： 用单轨葫芦吊沿导梁将管片 运至工作面
拼装管片（2）： 标准块位臵千斤顶回缩，拼 装标准块 拼装管片（3）： 邻接块位臵千斤顶回缩，拼 装邻接块
• • • • •
噪声、振动 地基变形 地下水利用 施工垃圾处理 住房、文物等
障 碍 物
• 地上、地下建筑物 • 埋设物 • 水井、废井 • 旧建筑物、临时建筑 • 其它
Section2
管片制作、检验及耐久性控制
高精度管片制作
管片防水
成型钢筋笼堆放
合笼后钢模尺寸检查
钢筋笼吊装入模
表面压实
封门
封门制作 沉井：钢板桩；蛭石、珍珠岩膨胀 水泥混凝土、砖砌体、泡沫混 凝土 连续墙：墙中预留轻质低强混凝土 塞、局部浇注GFRP玻璃纤维和 树脂热融合的玻璃纤维筋、碳 纤维筋代替普通混凝土 封门的破除：手工、爆破
盾构进出洞门止水密封装臵
盾构进洞
盾尾进洞
Section8 盾构推进施工
1、盾构推进时隧道内运输
2
岩石和坚硬土体， 地面干扰小， 进度慢，劳动 1）多臂钻孔台车，自动装药 如青岛和重庆地铁 造价低 强度高，风险 引爆装臵；2）光面爆破，喷 矿山法 大 锚支护，监控数据反馈指导 设计和施工方法
埋深较浅对土体进 地面干扰小， 行冻结、注浆、深 造价低，便于 层搅拌桩加固地基， 土法上马 暗挖法 棚管法加固，浅埋 车站，如北京、哈 尔滨等城市地铁 机械化程度低， 1）发展可靠的浅地层地基处 劳动强度高， 理技术；2）小型灵活的地下 环境恶劣，风 开挖机械；3）可靠的临时支 险大 护措施和机具
4、盾构掘进轴线控制

合理调整每个区域千斤顶的液压压力差即能调整盾构机 的上下左右点的行程差，进而使盾构机沿着设计轴线推 进。 1）盾构平面控制（左右方向） 利用左、右两侧千斤顶的行程差使盾构机左右方向得到 控制。 2）盾构高程控制（上下方向） 盾构的高程控制和平面控制的机理是一样的，利用上、 下两侧千斤顶的行程差产生偏转力矩进行控制。为防止 盾构机在软土内的“磕头”现象，盾构机下部千斤顶的 额定功率应大于其它区域千斤顶的额定功率。
泥浆注入： 在保持正面压力一定的情况 下，不断注入新鲜泥浆 泥浆运输： 用泥浆排送管路将泥浆运送 至泥浆处理设备,处理排放
穿连接螺栓及嵌缝： 将管片连成整体隧道衬砌,并 做嵌缝堵漏处理.
铺设道轨及管路： 盾构机前进同步铺设电瓶车 及机架道轨以及相应管路