地铁盾构隧道施工技术的理论与实践课件.ppt

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1、盾构隧道施工技术的理论与实践盾构施工技术1、盾构机简介2、盾构机的选型3、盾构机始发4、盾构机掘进5、盾构施工管理新建隧道与地下工程开挖方法预测分析盾构法将成为21世纪中国隧道施工的主要方法之一。中国面对平均每年290公里需要开挖的各类隧道（岩石中、土层中、海底中等），隧道掘进机法（TBM、盾构法和顶管法）、钻爆法、沉管法和浅埋暗挖法等都会在实际工程中使用，但当工程对经济效益和生态环境有重大影响而掘进工作面又受限制的情况下，面对速度、环保、效益等这些问题，盾构将成为人们的首选。盾构机在国内的应用前景领域（1）西部开发将修建大量铁路和公路隧道（2）开发利

2、用城市地下空间将建设的地下隧道工程（3）水利、水电站地下隧道工程（4）长大跨海越江隧道工程（5）南水北调工程将要开挖大量输水隧道盾构施工与矿山法施工具有以下优点：1、地面作业少，隐蔽性好，因噪音、振动引起的环境影响小；2、自动化程度高、劳动强度低、施工速度快；3、因隧道衬砌属工厂预制，质量有保证；4、穿越地面建筑群和地下管线密集的区域时，周围可不受施工影响；5、穿越河底或海底时，隧道施工不影响航道，也完全不受气候影响；6、对于地质复杂、含水量大、围岩软弱的地层可确保施工安全；7、在费用和技术难度上不受覆土深度影响。盾构法施工也存在一些缺点：1、一次性投

3、入大，施工设备费用较高；2、覆土较浅时，地表沉降较难控制；3、用于施作小曲率半径（R＜20D）隧道时掘进较困难。(一）盾构机简介德国海瑞克公司生产的加泥型土压平衡式盾构机，盾构主体外径6.25~6.28米，长8.5米（含盾尾、中体、前体、刀盘四部分）。本盾构机有以下主要特点：结构先进，自动化程度高，采用了国际盾构最新技术，开挖、出渣、衬砌拼装易于控制。施工效率与可靠性高，安全性能好，适用于较大的土质范围与地质条件，能用于多种复杂的土层，施工速度快，可以获得较小的沉降量。1、盾构机介绍盾构机配备泡沫注入系统，膨润土注入系统和压缩空气系统，具有土压平衡，开

4、敞式，半开敞式三种功能模式，刀盘刀具设计为可更换式，盘形滚刀与齿刀可互换，以适应不同地层高效破岩切削需要。盾构机操作控制系统采用PLC，具有自动、半自动和手动三种控制模式。配置了土压力和推进参数自动测量，数据采集处理和运程传输系统，可以实现办公室的掘进工况信息管理，配备了自动定压同步注浆系统，对环形间隙及早注浆填充，以稳定管片和控制地层沉降。配备自动测量导向系统，可以实时测控盾构机姿态和管片拼装精度。盾构采用中间铰接方式，可以适应较小半径曲线的推进转弯；推进油缸设计为可分组独立控制伸缩动作，辅于配置的超挖刀，可以较好地控制掘进方向和进行纠偏。盾构机刀盘

5、（直径6280MM）盾构机主体（全长8.5M)中、前、尾盾盾构机后续台车VMT系统显示面板连接桥螺旋机加注泡沫人闸液压马达同步注浆泵盾构机主控室控制面板盾构机主控室、司机操作间2、盾构发展趋势（1)盾构机在国内应用情况20世纪90年代，大直径的泥水式、土压平衡式盾构机在中国开始得到成功的应用。目前全国五大城市（北京、上海、广州、南京和深圳）地铁和管线工程大多采用日本、德国和法国生产的盾构机进行施工，约有26台左右。还有天津（2台）、广州三号线（11台），北京5号线（3台）、上海（8台）等新增或即将投入使用有20多台盾构机。目前地铁施工采用的盾构机约有5

6、0台。其它如引水隧道，市政隧道，过江隧道等都有应用盾构机进行施工。表1-2国内五大城市地铁工程使用的盾构机地点型式规格数量（台）制造公司（国别）附注北京⑴土压平衡式φ6.19米⑵土压平衡式φ3.3米11Herrenknecht（德国海瑞克）IHI（日本石川岛播磨）⑴用于地铁5号线工程⑵亮马河北路污水隧道上海⑴土压平衡式，φ6.34米⑵泥水式，φ11.22米⑶土压平衡式，φ6.34米712FCB公司（法国）Mitsubishi（日本三菱）FMT公司（法国）⑴用于地铁1号线⑵用于延安东路复线隧道⑶用于地铁2号线广州⑴土压平衡式，φ6.14米⑵泥水式，φ6.

7、14米⑶土压平衡式，φ6.25米124Kawasaki（日本川崎）Kawasaki（日本川崎）Herrenknecht（德国海瑞克）⑴用于地铁1号线⑵用于地铁1号线⑶用于地铁2号线南京⑴土压平衡式，φ6.34米⑵土压平衡式，φ6.40米12Mitsubishi（日本三菱）Herrenknecht（德国海瑞克）用于地铁1号线深圳⑴土压平衡式，φ6.20米⑵土压平衡式，φ6.14米⑶土压平衡式，φ6.25米122Komatsu（日本小松）Mitsubishi（日本三菱）Herrenknecht（德国海瑞克）用于一期工程(2)盾构施工的新技术A、自动化和省力

8、化技术。自动控制技术，超前勘探技术，管片的自动搬运、拼装系统等。B、与高深度化和长距离化相对应