1、盾構(gòu)施工技術(shù)盾構(gòu)施工技術(shù)盾構(gòu)施工技術(shù)盾構(gòu)施工技術(shù)SHIELD CONSTRUCTION TECHNIQUE SHIELD CONSTRUCTION TECHNIQUE SHIELD CONSTRUCTION TECHNIQUE SHIELD CONSTRUCTION TECHNIQUE 盾構(gòu)施工技術(shù)盾構(gòu)施工技術(shù)SHIELD CONSTRUCTION SHIELD CONSTRUCTION TECHINQUETECHINQUE 1 1 盾構(gòu)概論盾構(gòu)概論 2 2 典型盾構(gòu)介紹典型盾構(gòu)介紹 3 3 盾構(gòu)在我國的發(fā)展與應(yīng)用盾構(gòu)在我國的發(fā)展與應(yīng)用 4 4 盾構(gòu)的市場前景盾構(gòu)的市場前景盾構(gòu)施工技術(shù)盾構(gòu)施工

2、技術(shù)SHIELD CONSTRUCTION SHIELD CONSTRUCTION TECHINQUETECHINQUE 1 1 盾構(gòu)概論盾構(gòu)概論隧隧道道及及地地下下空空間間的的大大發(fā)發(fā)展展，促促進進了了盾盾構(gòu)構(gòu)法法施施工工技技術(shù)術(shù)的的進進步步。盾盾構(gòu)構(gòu)施施工工的的歷歷史史，始始于于英英國國，發(fā)發(fā)展展于于日日本本德德國國。自自從從18251825年年布布魯魯諾諾爾爾在在倫倫敦敦泰泰晤晤士士河河下下使使用用矩矩形形盾盾構(gòu)構(gòu)開開始始修修建建第第一一條條盾盾構(gòu)構(gòu)法法隧隧道道以以來來，盾盾構(gòu)構(gòu)法法施施工工已已有有180180多多年年的的歷歷史史。我我國國自自2020世世紀紀5050年年代代開開始始涉涉

3、足足盾盾構(gòu)構(gòu)法法修修建建隧隧道道和和管管道道工工程程，最最近近十十年年開開始始大大規(guī)規(guī)模模應(yīng)應(yīng)用用。雖雖然然起起步步較較晚晚，但但由由于于主主意意吸吸收收和和采采用用先先進進技技術(shù)術(shù)和和工工藝藝、參參考考和和借借鑒鑒國國外外成成功功的的經(jīng)經(jīng)驗驗和和失失敗敗的的教教訓(xùn)訓(xùn)，所所以以發(fā)發(fā)展展較較快快，但但與與國國外外先先進進國國家家仍仍存存在在較較大差距。大差距。盾構(gòu)施工技術(shù)盾構(gòu)施工技術(shù)SHIELD CONSTRUCTION SHIELD CONSTRUCTION TECHINQUETECHINQUE1.1 1.1 盾構(gòu)及其工作原理盾構(gòu)及其工作原理概概念念：是是一一種種用用于于軟軟土土隧隧道道暗暗挖

4、挖施施工工、具具有有金金屬屬外外殼殼、殼殼內(nèi)內(nèi)裝裝有有整整機機及及輔輔助助設(shè)設(shè)備備，在在其其掩掩護護下下進進行行土土體體開開挖挖、土土渣渣排排運運、整整機機推推進進和和管管片片安安裝裝等等作作業(yè)業(yè)，而而使使隧隧道道一一次次成成型型的的工作機械。工作機械。盾盾構(gòu)構(gòu)是是一一種種隧隧道道掘掘進進的的專專用用工工程程機機械械，現(xiàn)現(xiàn)代代盾盾構(gòu)構(gòu)集集機機、電電、液液、傳傳感感、信信息息技技術(shù)術(shù)于于一一體體，具具有有開開挖挖切切削削土土體體、輸輸送送土土渣、拼裝隧道襯砌、量測導(dǎo)向糾偏等功能。渣、拼裝隧道襯砌、量測導(dǎo)向糾偏等功能。盾構(gòu)施工技術(shù)盾構(gòu)施工技術(shù)SHIELD CONSTRUCTION SHIELD C

5、ONSTRUCTION TECHINQUETECHINQUE 盾構(gòu)的三大要素：盾構(gòu)的三大要素：1 1、開挖面穩(wěn)定、開挖面穩(wěn)定2 2、掘進及排土、掘進及排土3 3、管片襯砌及壁、管片襯砌及壁后注漿。后注漿。盾構(gòu)施工技術(shù)盾構(gòu)施工技術(shù)SHIELD CONSTRUCTION SHIELD CONSTRUCTION TECHINQUETECHINQUE盾構(gòu)與硬巖掘進機（盾構(gòu)與硬巖掘進機（TBMTBM）的區(qū)別：）的區(qū)別：1.1.TBMTBM不具備泥水壓、土壓等維護掌子面穩(wěn)定的功能。不具備泥水壓、土壓等維護掌子面穩(wěn)定的功能。2.2.盾盾構(gòu)構(gòu)通通過過盾盾尾尾千千斤斤頂頂支支頂頂已已安安裝裝好好的的管管片片來來

6、獲獲得得反反力力；TBMTBM通過支在巖壁上的支撐靴的彎矩和扭力獲得反力。通過支在巖壁上的支撐靴的彎矩和扭力獲得反力。盾構(gòu)施工技術(shù)盾構(gòu)施工技術(shù)SHIELD CONSTRUCTION SHIELD CONSTRUCTION TECHINQUETECHINQUE1.2 1.2 盾構(gòu)分類盾構(gòu)分類按斷面形狀分類按斷面形狀分類按支護地層的形式分類按支護地層的形式分類按開挖面與作業(yè)室之間隔板的構(gòu)造分類按開挖面與作業(yè)室之間隔板的構(gòu)造分類盾構(gòu)施工技術(shù)盾構(gòu)施工技術(shù)SHIELD CONSTRUCTION SHIELD CONSTRUCTION TECHINQUETECHINQUE1.2.1 1.2.1 1.2.1

7、 1.2.1 按斷面形狀分類按斷面形狀分類按斷面形狀分類按斷面形狀分類單單圓圓盾盾構(gòu)構(gòu)、復(fù)復(fù)圓圓盾盾構(gòu)構(gòu)（多多圓圓盾盾構(gòu)）、非圓盾構(gòu)。構(gòu)）、非圓盾構(gòu)。異異形形盾盾構(gòu)構(gòu)包包括括復(fù)復(fù)圓圓盾盾構(gòu)構(gòu)（雙雙圓圓和和三三圓圓）和和非非圓圓盾盾構(gòu)構(gòu)（橢橢圓圓形形盾構(gòu)、矩形、馬蹄形、半圓形）盾構(gòu)、矩形、馬蹄形、半圓形）盾構(gòu)施工技術(shù)盾構(gòu)施工技術(shù)SHIELD CONSTRUCTION SHIELD CONSTRUCTION TECHINQUETECHINQUE 雙雙圓圓和和多多圓圓盾盾構(gòu)構(gòu)盾構(gòu)施工技術(shù)盾構(gòu)施工技術(shù)SHIELD CONSTRUCTION SHIELD CONSTRUCTION TECHINQUETE

8、CHINQUE 自自 然然 支支護式護式 機機 械械 支支護式護式 壓壓 縮縮 空空氣支護式氣支護式 泥泥 漿漿 支支護式護式 土土 壓壓 平平衡式衡式 1.2.21.2.2 按按 支支 護護 地地 層層的的 形式分類形式分類 盾構(gòu)施工技術(shù)盾構(gòu)施工技術(shù)SHIELD CONSTRUCTION SHIELD CONSTRUCTION TECHINQUETECHINQUE 手掘式盾構(gòu)手掘式盾構(gòu) 全全敞敞開開式式 半半機機械械式盾構(gòu)式盾構(gòu) 機械式盾構(gòu)機械式盾構(gòu) 敞敞開開式式 部部分分敞敞開開式式 擠擠壓壓式盾構(gòu)式盾構(gòu) 盾盾構(gòu)構(gòu) 壓壓氣氣式式 壓壓縮空氣盾構(gòu)縮空氣盾構(gòu) 閉胸式閉胸式 泥泥水水式式 土壓平

9、衡盾構(gòu)土壓平衡盾構(gòu) 土土壓平衡盾構(gòu)壓平衡盾構(gòu) 土壓式土壓式 加加泥式土壓平衡盾構(gòu)泥式土壓平衡盾構(gòu) 盾構(gòu)施工技術(shù)盾構(gòu)施工技術(shù)SHIELD CONSTRUCTION SHIELD CONSTRUCTION TECHINQUETECHINQUE3 3 典型盾構(gòu)介紹典型盾構(gòu)介紹敞開式盾構(gòu)敞開式盾構(gòu)壓縮空氣盾構(gòu)壓縮空氣盾構(gòu)泥水盾構(gòu)泥水盾構(gòu)土壓平衡盾構(gòu)土壓平衡盾構(gòu)復(fù)合盾構(gòu)復(fù)合盾構(gòu)盾構(gòu)施工技術(shù)盾構(gòu)施工技術(shù)SHIELD CONSTRUCTION SHIELD CONSTRUCTION TECHINQUETECHINQUE3.13.1敞開式盾構(gòu)敞開式盾構(gòu)（Open face shield OFOpen face

10、 shield OF盾構(gòu)）盾構(gòu)）1 1 全全敞敞開開式式：手手掘掘式式（砂砂性性土土和和黏黏性性土土地地層層均均能能適適用用，便便于于觀察地層，清除障礙，易于糾偏）觀察地層，清除障礙，易于糾偏）2 2 半半地地機機械械（部部分分斷斷面面開開挖挖盾盾構(gòu)構(gòu)適適用用于于良良好好層層 ：反反鏟鏟式和銑削頭式）式和銑削頭式）3 3 機械式（全斷面開挖）機械式（全斷面開挖）OFOF盾盾構(gòu)構(gòu)自自穩(wěn)穩(wěn)性性強強的的圍圍巖巖，各各種種非非黏黏性性和和黏黏性性地地層層在在地地下下水水位位以以下下地地層層或或滲滲漏漏地地層層掘掘進進時時，必必須須用用井井點點降降水水降降低低地地下水位。下水位。盾構(gòu)施工技術(shù)盾構(gòu)施工技術(shù)

11、SHIELD CONSTRUCTION SHIELD CONSTRUCTION TECHINQUETECHINQUE 敞開式盾構(gòu)敞開式盾構(gòu)盾構(gòu)施工技術(shù)盾構(gòu)施工技術(shù)SHIELD CONSTRUCTION SHIELD CONSTRUCTION TECHINQUETECHINQUE半機械式盾構(gòu)半機械式盾構(gòu)盾構(gòu)施工技術(shù)盾構(gòu)施工技術(shù)SHIELD CONSTRUCTION SHIELD CONSTRUCTION TECHINQUETECHINQUE反鏟式盾構(gòu)反鏟式盾構(gòu)盾構(gòu)施工技術(shù)盾構(gòu)施工技術(shù)SHIELD CONSTRUCTION SHIELD CONSTRUCTION TECHINQUETECHINQU

12、E機械式盾構(gòu)機械式盾構(gòu)盾構(gòu)施工技術(shù)盾構(gòu)施工技術(shù)SHIELD CONSTRUCTION SHIELD CONSTRUCTION TECHINQUETECHINQUE4 4 擠壓式盾構(gòu)擠壓式盾構(gòu)(Blind type shield (Blind type shield 盲式盾構(gòu)盲式盾構(gòu))對對底底層層的的擾擾動動較較大大，地地面面易易產(chǎn)產(chǎn)生生較較大大的的隆隆陷陷變變化化，在在地地面面有有建筑物地區(qū)不宜使用。建筑物地區(qū)不宜使用。僅僅適適用用于于自自穩(wěn)穩(wěn)性性很很差差，流流動動很很大大的的軟軟黏黏土土和和粉粉砂砂質(zhì)質(zhì)圍圍巖巖，不不適用于含砂率高的圍巖和硬質(zhì)圍巖。適用于含砂率高的圍巖和硬質(zhì)圍巖。蓋板式擠壓盾

13、構(gòu)蓋板式擠壓盾構(gòu) 利利用用隔隔板板將將開開挖挖面面全全部部封封閉閉，只只在在一一部部分分上上設(shè)設(shè)面面積積可可調(diào)調(diào)的的排排土土蓋蓋板板，盾盾構(gòu)構(gòu)正正面面向向前前推推進進，使使貫貫入入部部位位土土砂砂呈呈塑塑性性化化流流動動，由由蓋蓋板板部部位位出出土土。通通過過調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)蓋蓋板板開開口口的的大大小和排土阻力使千斤頂推力和開挖面土壓力達到平衡。小和排土阻力使千斤頂推力和開挖面土壓力達到平衡。盾構(gòu)施工技術(shù)盾構(gòu)施工技術(shù)SHIELD CONSTRUCTION SHIELD CONSTRUCTION TECHINQUETECHINQUE 螺旋出土式擠壓盾構(gòu)螺旋出土式擠壓盾構(gòu) 利利用用封封板板將將開開挖挖面面

14、封封閉閉，盾盾構(gòu)構(gòu)正正面面貫貫入入圍圍巖巖向向前前推推進進，使使貫貫入入部部位位土土砂砂呈呈塑塑性性化化流流動動，由由螺螺旋旋輸輸送送機進行排土。通過調(diào)節(jié)機進行排土。通過調(diào)節(jié) 螺螺旋旋輸輸送送機機的的速速度度和和土土閘閘門門打打開開度度，來來實實現(xiàn)現(xiàn)千千斤斤頂頂推推力和開挖面土壓力的平衡，以穩(wěn)定掌子面。力和開挖面土壓力的平衡，以穩(wěn)定掌子面。網(wǎng)格擠壓盾構(gòu)網(wǎng)格擠壓盾構(gòu) 在在上上海海軟軟土土地地層層中中常常常常被被采采用用，進進土土量量接接近近或或等等于于全全部部隧隧道道其其出出土土量量，且且往往往往帶帶有有局局部部擠擠壓壓性性質(zhì)質(zhì)，盾盾構(gòu)構(gòu)正正面面裝裝鋼鋼板板網(wǎng)網(wǎng)格格，在在推推進進中中可可以以且且

15、學(xué)學(xué)土土體體，而而在在停停止止推推進時可以起到穩(wěn)定開挖面的作用?？捎行Э刂频乇碜冃巍＿M時可以起到穩(wěn)定開挖面的作用?？捎行Э刂频乇碜冃?。盾構(gòu)施工技術(shù)盾構(gòu)施工技術(shù)SHIELD CONSTRUCTION SHIELD CONSTRUCTION TECHINQUETECHINQUE 網(wǎng)格擠壓式盾構(gòu)網(wǎng)格擠壓式盾構(gòu)盾構(gòu)施工技術(shù)盾構(gòu)施工技術(shù)SHIELD CONSTRUCTIONSHIELD CONSTRUCTION TECHINQUE TECHINQUE3.23.2壓縮空氣盾構(gòu)壓縮空氣盾構(gòu)（air pressure balance APB air pressure balance APB 盾構(gòu)）盾構(gòu)）適用于

16、黏土，黏砂土，多水松軟地層適用于黏土，黏砂土，多水松軟地層原原理理：空空氣氣壓壓力力與與地地下下水水的的靜靜壓壓力力保保持持平平衡衡，土土壓壓由由自自 然或機械的支撐承受。然或機械的支撐承受。要要保保證證壓壓力力平平衡衡 ，否否則則頂頂部部過過剩剩的的壓壓力力“噴噴發(fā)發(fā)”的危險的危險 已被泥水盾構(gòu)取代已被泥水盾構(gòu)取代盾構(gòu)施工技術(shù)盾構(gòu)施工技術(shù)SHIELD CONSTRUCTION SHIELD CONSTRUCTION TECHINQUETECHINQUE3.33.3泥水盾構(gòu)泥水盾構(gòu)（slurry pressure balance shield SPB slurry pressure balan

17、ce shield SPB 盾構(gòu)）盾構(gòu)）泥水盾構(gòu)的構(gòu)成：泥水盾構(gòu)的構(gòu)成：一邊利用刀盤挖掘整個開挖面、一邊推進盾構(gòu)掘進系統(tǒng)一邊利用刀盤挖掘整個開挖面、一邊推進盾構(gòu)掘進系統(tǒng)可可調(diào)調(diào)整整泥泥漿漿物物性性，并并將將其其送送到到開開挖挖面面，保保持持開開挖挖面面穩(wěn)穩(wěn)定定的的泥水循環(huán)系統(tǒng)泥水循環(huán)系統(tǒng)綜綜合合管管理理送送排排泥泥狀狀態(tài)態(tài)、泥泥水水壓壓力力及及泥泥水水處處理理設(shè)設(shè)備備運運轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)狀狀況況的綜合管理系統(tǒng)的綜合管理系統(tǒng)泥水分離處理系統(tǒng)泥水分離處理系統(tǒng)壁后同步注漿系統(tǒng)壁后同步注漿系統(tǒng)盾構(gòu)施工技術(shù)盾構(gòu)施工技術(shù)SHIELD CONSTRUCTION SHIELD CONSTRUCTION TECHINQUE

18、TECHINQUE 目前最大的泥水盾構(gòu)目前最大的泥水盾構(gòu)盾構(gòu)施工技術(shù)盾構(gòu)施工技術(shù)SHIELD CONSTRUCTION SHIELD CONSTRUCTION TECHINQUETECHINQUE 目前最大的泥水盾構(gòu)目前最大的泥水盾構(gòu)盾構(gòu)施工技術(shù)盾構(gòu)施工技術(shù)SHIELD CONSTRUCTION SHIELD CONSTRUCTION TECHINQUETECHINQUE 日本泥水盾構(gòu)日本泥水盾構(gòu) 土壓平衡盾構(gòu)土壓平衡盾構(gòu) 德國泥水盾構(gòu)德國泥水盾構(gòu) 混合型盾構(gòu)混合型盾構(gòu) 日日本本體體系系：泥泥水水倉倉全全是是泥泥水水，直直接接控控制制型型泥泥水水盾盾構(gòu)構(gòu)，調(diào)節(jié)控制閥來開度，來進行泥漿壓力控制。

19、調(diào)節(jié)控制閥來開度，來進行泥漿壓力控制。德德國國體體系系：泥泥水水倉倉中中設(shè)設(shè)置置了了氣氣壓壓倉倉，間間接接控控制制型型泥泥水水盾盾構(gòu)構(gòu)，氣氣壓壓復(fù)復(fù)合合模模式式，調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)空空氣氣壓壓力力來來進進行行泥泥漿漿壓壓力力控制，液位傳感器根據(jù)液位的高低來調(diào)整液位。控制，液位傳感器根據(jù)液位的高低來調(diào)整液位。盾構(gòu)施工技術(shù)盾構(gòu)施工技術(shù)SHIELD CONSTRUCTION SHIELD CONSTRUCTION TECHINQUETECHINQUE泥水盾構(gòu)泥水盾構(gòu)盾構(gòu)施工技術(shù)盾構(gòu)施工技術(shù)SHIELD CONSTRUCTION SHIELD CONSTRUCTION TECHINQUETECHINQUE 1

20、1開挖面穩(wěn)定機理開挖面穩(wěn)定機理 2 2泥膜形成機理泥膜形成機理 泥泥膜膜形形成成的的基基本本要要素素（泥泥水水的的密密度度、含含砂砂率率、泥泥水水的的黏黏性性、泥泥水水壓壓力力：土土壓壓力力、水水壓壓力力、預(yù)預(yù)留留壓壓力力）盡盡快快形形成成不不透透水水的的泥泥膜膜 。掘掘進進速速度度與與泥泥膜膜的的關(guān)關(guān)系：高質(zhì)量泥水成膜時間系：高質(zhì)量泥水成膜時間1-21-2秒秒 3 3地質(zhì)適用范圍地質(zhì)適用范圍 1.1.黏性土層黏性土層2.2.砂層砂層3.3.礫石層礫石層4.4.貝殼層貝殼層 盾構(gòu)施工技術(shù)盾構(gòu)施工技術(shù)SHIELD CONSTRUCTION SHIELD CONSTRUCTION TECHINQU

21、ETECHINQUE3.4 3.4 土壓平衡盾構(gòu)土壓平衡盾構(gòu)(earth pressure balance EPB(earth pressure balance EPB盾構(gòu)盾構(gòu))一一.基本配置基本配置1.1.刀盤刀盤 刀具的三大功能：開挖功能、穩(wěn)定功能、攪拌功能刀具的三大功能：開挖功能、穩(wěn)定功能、攪拌功能 土土壓壓平平衡衡式式盾盾構(gòu)構(gòu)的的刀刀盤盤有有兩兩種種形形式式：面面板板式式和和輻輻條條式式，其其中中面面板板式式安安全全性性高高，但但易易堵堵塞塞;輻輻條條式式開開口口率率大大，不不易易堵堵塞，但不能安裝滾刀，安全性差，費用高，需加固土體。塞，但不能安裝滾刀，安全性差，費用高，需加固土體。2

22、.2.刀刀盤盤的的驅(qū)驅(qū)動動方方式式：變變頻頻電電機機驅(qū)驅(qū)動動、液液壓壓驅(qū)驅(qū)動動、定定速速電電機機驅(qū)驅(qū)動動3.3.刀刀盤盤支支承承：中中心心支支承承方方式式（中中小小型型盾盾構(gòu)構(gòu)）、中中間間支支承承方方式式（中大型）、周邊支承方式（小型盾構(gòu)）（中大型）、周邊支承方式（小型盾構(gòu)）盾構(gòu)施工技術(shù)盾構(gòu)施工技術(shù)SHIELD CONSTRUCTION SHIELD CONSTRUCTION TECHINQUETECHINQUE土壓平衡盾構(gòu)（面板式和輻條式）土壓平衡盾構(gòu)（面板式和輻條式）盾構(gòu)施工技術(shù)盾構(gòu)施工技術(shù)SHIELD CONSTRUCTION SHIELD CONSTRUCTION TECHINQUET

23、ECHINQUE4.4.膨脹土添加系統(tǒng)和泡沫系統(tǒng)膨脹土添加系統(tǒng)和泡沫系統(tǒng)5.5.螺旋輸送機螺旋輸送機6.6.皮帶輸送機皮帶輸送機7.7.同步注漿系統(tǒng)（作用：防地表沉降、防水、與圍巖一體）同步注漿系統(tǒng)（作用：防地表沉降、防水、與圍巖一體）8.8.盾尾密封系統(tǒng)盾尾密封系統(tǒng)鉸接式盾構(gòu)：鉸接密封、盾尾密封鉸接式盾構(gòu)：鉸接密封、盾尾密封9.9.管片安裝機：機械抓取式、真空吸盤式管片安裝機：機械抓取式、真空吸盤式10.10.數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)11.11.導(dǎo)向系統(tǒng)（導(dǎo)向系統(tǒng)（VUTVUT導(dǎo)向系統(tǒng)和導(dǎo)向系統(tǒng)和PPSPPS導(dǎo)向系統(tǒng)）導(dǎo)向系統(tǒng)）盾構(gòu)施工技術(shù)盾構(gòu)施工技術(shù)SHIELD CONSTRUCTION

24、SHIELD CONSTRUCTION TECHINQUETECHINQUE目前最大的土壓平衡盾構(gòu)目前最大的土壓平衡盾構(gòu)盾構(gòu)施工技術(shù)盾構(gòu)施工技術(shù)SHIELD CONSTRUCTION SHIELD CONSTRUCTION TECHINQUETECHINQUE二二.開挖面穩(wěn)定機理開挖面穩(wěn)定機理 刀盤切削下來的土渣與螺旋輸送機向外輸送量相平衡；刀盤切削下來的土渣與螺旋輸送機向外輸送量相平衡；土壓傳感器：控制推進力、推進速度、螺旋輸送機轉(zhuǎn)速。土壓傳感器：控制推進力、推進速度、螺旋輸送機轉(zhuǎn)速。排土量：由螺旋輸送機的轉(zhuǎn)速和出土閘門的開度來調(diào)節(jié)排土量：由螺旋輸送機的轉(zhuǎn)速和出土閘門的開度來調(diào)節(jié)適用于黏性土

25、和砂性土適用于黏性土和砂性土 土壓平衡盾構(gòu)開挖面的穩(wěn)定由下列各因素綜合作用而維持：土壓平衡盾構(gòu)開挖面的穩(wěn)定由下列各因素綜合作用而維持：土倉內(nèi)的土壓力平衡地層壓力和水壓力。土倉內(nèi)的土壓力平衡地層壓力和水壓力。螺旋輸送機調(diào)節(jié)排土量螺旋輸送機調(diào)節(jié)排土量適當保持泥土的流動性，根據(jù)需要調(diào)節(jié)添加劑的注入量適當保持泥土的流動性，根據(jù)需要調(diào)節(jié)添加劑的注入量 土倉內(nèi)的泥土壓力與地層壓力與水壓力土倉內(nèi)的泥土壓力與地層壓力與水壓力盾構(gòu)施工技術(shù)盾構(gòu)施工技術(shù)SHIELD CONSTRUCTION SHIELD CONSTRUCTION TECHINQUETECHINQUE土壓平衡盾構(gòu)土壓平衡盾構(gòu)土壓平衡盾構(gòu)土壓平衡盾構(gòu)

26、盾構(gòu)施工技術(shù)盾構(gòu)施工技術(shù)SHIELD CONSTRUCTION SHIELD CONSTRUCTION TECHINQUETECHINQUE三三.地質(zhì)適應(yīng)范圍地質(zhì)適應(yīng)范圍 黏黏稠稠土土壤壤中中（黏黏土土、亞亞黏黏土土、淤淤土土、低低滲滲透透性性圖圖），作作為為支支撐撐介介質(zhì)質(zhì)土土料料要要具具有有良良好好的的塑塑性性變變形形、軟軟稠稠度度、內(nèi)內(nèi)摩摩擦角小及滲透率小擦角小及滲透率小 A A型：特殊發(fā)泡劑型：特殊發(fā)泡劑 B B型：泡沫添加劑型：泡沫添加劑 盾構(gòu)施工技術(shù)盾構(gòu)施工技術(shù)SHIELD CONSTRUCTION SHIELD CONSTRUCTION TECHINQUETECHINQUE3.5

27、 3.5 復(fù)合盾構(gòu)復(fù)合盾構(gòu)一一臺臺盾盾構(gòu)構(gòu)在在不不同同地地層層經(jīng)經(jīng)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換可可以以以以不不同同的的原原理理和和方方式式運運行行，這這類類盾盾構(gòu)構(gòu)稱稱為為復(fù)復(fù)合合盾盾構(gòu)構(gòu)，也也稱稱混混合合盾盾構(gòu)構(gòu)，poly poly shieldshield或或Mix shield Mix shield 也有稱其為也有稱其為combined shieldcombined shield。組組合合模模式式：壓壓縮縮空空氣氣/敞敞開開式式盾盾構(gòu)構(gòu)，泥泥水水式式/敞敞開開式式，土土壓壓平平衡衡/敞敞開開式式，泥泥水水式式/土土壓壓平平衡衡，敞敞開開式式/泥泥水水式式/壓壓平平衡，敞開式衡，敞開式/壓縮空氣壓縮空氣/土壓

28、平衡。土壓平衡。適用于軟土和硬巖的復(fù)雜地層施工適用于軟土和硬巖的復(fù)雜地層施工 特特點點：1.1.既既有有切切刀刀和和刮刮刀刀等等軟軟刀刀工工具具，又又安安裝裝有有滾滾刀刀等等硬刀具。硬刀具。具有兩套出渣系統(tǒng)具有兩套出渣系統(tǒng)盾構(gòu)施工技術(shù)盾構(gòu)施工技術(shù)SHIELD CONSTRUCTION SHIELD CONSTRUCTION TECHINQUETECHINQUE盾構(gòu)刀具盾構(gòu)刀具 盾構(gòu)施工技術(shù)盾構(gòu)施工技術(shù)SHIELD CONSTRUCTION SHIELD CONSTRUCTION TECHINQUETECHINQUE 滾刀和刮刀滾刀和刮刀盾構(gòu)施工技術(shù)盾構(gòu)施工技術(shù)SHIELD CONSTRUCTI

29、ON SHIELD CONSTRUCTION TECHINQUETECHINQUE中鐵隧道集團研制的復(fù)合盾構(gòu)中鐵隧道集團研制的復(fù)合盾構(gòu)盾構(gòu)施工技術(shù)盾構(gòu)施工技術(shù)SHIELD CONSTRUCTION SHIELD CONSTRUCTION TECHINQUETECHINQUE復(fù)合式土壓平衡盾構(gòu)復(fù)合式土壓平衡盾構(gòu)只有一套出渣系統(tǒng)：螺旋輸送機只有一套出渣系統(tǒng)：螺旋輸送機 三三種種掘掘進進模模式式：土土壓壓平平衡衡模模式式、敞敞開開模模式式、半半敞敞開開模模式式（壓縮空氣加壓模式）（壓縮空氣加壓模式）盾構(gòu)施工技術(shù)盾構(gòu)施工技術(shù)SHIELD CONSTRUCTION SHIELD CONSTRUCTION

30、 TECHINQUETECHINQUE敞開模式：掌子面足夠穩(wěn)定并且涌水能夠控制時敞開模式：掌子面足夠穩(wěn)定并且涌水能夠控制時半敞開模式（加氣模式）：半敞開模式（加氣模式）：掌掌子子面面具具有有足足夠夠的的自自穩(wěn)穩(wěn)能能力力，且且水水壓壓小小于于1.510 1.510 5Pa5Pa，下下部部為為刀刀盤盤切切削削下下來來的的渣渣土土，上上部部為為壓壓縮縮空空氣氣，當當土土倉倉內(nèi)內(nèi)壓壓不不大大于于110 110 5 5 PaPa時時不不會會發(fā)發(fā)生生螺螺旋旋輸輸送送機機出出渣渣噴噴涌涌現(xiàn)現(xiàn)象象;當當土土倉倉內(nèi)內(nèi)氣氣壓壓不不小小于于110 110 5 5 PaPa且且不不大大于于1.510 1.510 5P

31、a5Pa時，可能會發(fā)生出渣噴涌現(xiàn)象，但可以控制。時，可能會發(fā)生出渣噴涌現(xiàn)象，但可以控制。盾構(gòu)施工技術(shù)盾構(gòu)施工技術(shù)SHIELD CONSTRUCTION SHIELD CONSTRUCTION TECHINQUETECHINQUE盾構(gòu)安裝盾構(gòu)安裝盾構(gòu)施工技術(shù)盾構(gòu)施工技術(shù)SHIELD CONSTRUCTION SHIELD CONSTRUCTION TECHINQUETECHINQUE盾構(gòu)施工盾構(gòu)施工盾構(gòu)施工技術(shù)盾構(gòu)施工技術(shù)SHIELD CONSTRUCTION SHIELD CONSTRUCTION TECHINQUETECHINQUE土壓平衡掘進模式土壓平衡掘進模式 主主要要用用于于開開挖挖面

32、面不不能能自自穩(wěn)穩(wěn)或或地地下下水水較較多多以以及及流流塑塑性性的的軟軟粘粘土土地地層層或或砂砂土土地地層層。土土壓壓平平衡衡掘掘進進可可以以有有效效地地防防止止過過大大的地面沉降。的地面沉降。盾構(gòu)施工技術(shù)盾構(gòu)施工技術(shù)SHIELD CONSTRUCTION SHIELD CONSTRUCTION TECHINQUETECHINQUE復(fù)復(fù)合合式式土土層層平平衡衡盾盾構(gòu)構(gòu)在在土土壓壓平平衡衡模模式式下下工工作作時時，必必須須具具備備以下功能特點：以下功能特點：1 1土壓監(jiān)測功能；土壓監(jiān)測功能；2 2必須具有泡沫、膨潤土和壓縮空氣注入系統(tǒng)；必須具有泡沫、膨潤土和壓縮空氣注入系統(tǒng)；3 3密密封封防防水水

33、性性能能：主主軸軸承承、鉸鉸接接密密封封和和盾盾尾尾密密封封必必須須具具有有一一定的防水性能；定的防水性能；4 4刀盤的主軸承密封必須能承受一定的壓力；刀盤的主軸承密封必須能承受一定的壓力；5 5螺螺旋旋輸輸送送機機的的出出渣渣量量、出出渣渣速速度度可可控控，隨隨時時間間可可關(guān)關(guān)閉閉，具具有防噴涌的功能，建立土塞效應(yīng)。有防噴涌的功能，建立土塞效應(yīng)。盾構(gòu)施工技術(shù)盾構(gòu)施工技術(shù)SHIELD CONSTRUCTION SHIELD CONSTRUCTION TECHINQUETECHINQUE1.31.3盾構(gòu)在我國的發(fā)展與應(yīng)用盾構(gòu)在我國的發(fā)展與應(yīng)用我我國國盾盾構(gòu)構(gòu)的的開開發(fā)發(fā)與與應(yīng)應(yīng)用用始始于于195

34、31953年年，東東北北阜阜新新煤煤礦礦用用手掘式盾構(gòu)修建了直徑手掘式盾構(gòu)修建了直徑2.6m2.6m的疏水巷道。的疏水巷道。19621962年年2 2月月，上上海海城城建建局局隧隧道道工工程程公公司司結(jié)結(jié)合合上上海海軟軟土土地地層，研制了層，研制了1 1臺臺4.16m4.16m的手掘式普通敞胸盾構(gòu)。的手掘式普通敞胸盾構(gòu)。19651965年年月月由由上上海海工工程程設(shè)設(shè)計計院院設(shè)設(shè)計計、江江南南造造船船廠廠制制造造的的2 2臺臺盾盾構(gòu)構(gòu)直直徑徑5.85.8米米的的網(wǎng)網(wǎng)格格擠擠壓壓盾盾構(gòu)構(gòu)，于于19661966年年完完成成了了2 2條平行的隧道，隧道長條平行的隧道，隧道長660m660m，地面最大

35、沉降，地面最大沉降10cm10cm。盾構(gòu)施工技術(shù)盾構(gòu)施工技術(shù)SHIELD CONSTRUCTION SHIELD CONSTRUCTION TECHINQUETECHINQUE武漢地鐵盾構(gòu)武漢地鐵盾構(gòu)盾構(gòu)施工技術(shù)盾構(gòu)施工技術(shù)SHIELD CONSTRUCTION SHIELD CONSTRUCTION TECHINQUETECHINQUE19661966年年5 5月月，中中國國第第一一條條水水底底公公路路隧隧道道上上海海打打浦浦路路越越江江隧隧道道工工程程主主隧隧道道采采用用由由上上海海隧隧道道工工程程設(shè)設(shè)計計院院設(shè)設(shè)計計、江江南南造造船船廠廠制制造造廠廠制制造造的的的的直直徑徑10.02m1

36、0.02m網(wǎng)網(wǎng)格格擠擠壓壓盾盾構(gòu)構(gòu)施施工工，掘掘進總長進總長1322m1322m，于，于19701970年底建成通車。年底建成通車。19731973年年采采用用1 1臺臺直直徑徑3.6m3.6m的的水水利利機機械械化化出出土土網(wǎng)網(wǎng)格格盾盾構(gòu)構(gòu)和和2 2臺臺直直徑徑4.3m4.3m的的網(wǎng)網(wǎng)格格擠擠壓壓盾盾構(gòu)構(gòu)，在在上上海海金金山山石石化化總總廠廠修修建建了了1 1條污水排放隧道和條污水排放隧道和3 3條引水隧道。條引水隧道。19801980年年上上海海地地鐵鐵1 1號號線線試試驗驗段段施施工工，研研制制了了一一臺臺直直徑徑6.412m6.412m網(wǎng)格擠壓盾構(gòu)，在淤泥質(zhì)粘土地層中掘進網(wǎng)格擠壓盾構(gòu)，

37、在淤泥質(zhì)粘土地層中掘進1130m1130m。盾構(gòu)施工技術(shù)盾構(gòu)施工技術(shù)SHIELD CONSTRUCTION SHIELD CONSTRUCTION TECHINQUETECHINQUE盾盾構(gòu)構(gòu)吊吊裝裝盾構(gòu)施工技術(shù)盾構(gòu)施工技術(shù)SHIELD CONSTRUCTION SHIELD CONSTRUCTION TECHINQUETECHINQUE19821982年年，上上海海外外灘灘的的延延安安東東路路北北線線越越江江隧隧道道工工程程1476m1476m圓圓形形主主隧隧道道采采用用上上海海隧隧道道股股份份設(shè)設(shè)計計、江江南南造造船船廠廠制制造造的的直直徑徑11.3m11.3m網(wǎng)格擠壓水力出土盾構(gòu)。網(wǎng)格擠

38、壓水力出土盾構(gòu)。19861986年年，中中鐵鐵隧隧道道集集團團研研制制出出半半斷斷面面插插刀刀盾盾構(gòu)構(gòu)，并并成成功功用用于修建北京地鐵復(fù)興門折返線。于修建北京地鐵復(fù)興門折返線。19901990上上海海地地鐵鐵一一號號線線全全線線開開工工，18km18km區(qū)區(qū)間間隧隧道道引引進進了了7 7臺臺由法國由法國FCBFCB公司制造的公司制造的6.34m6.34m土壓平衡式盾構(gòu)。土壓平衡式盾構(gòu)。19961996年年，上上海海延延安安東東路路隧隧道道南南線線工工程程，總總長長1300m1300m采采用用從從日本引進的日本引進的11.22m11.22m泥水加壓平衡盾構(gòu)施工。泥水加壓平衡盾構(gòu)施工。盾構(gòu)施工技術(shù)

39、盾構(gòu)施工技術(shù)SHIELD CONSTRUCTION SHIELD CONSTRUCTION TECHINQUETECHINQUE沈重國產(chǎn)盾構(gòu)沈重國產(chǎn)盾構(gòu)盾構(gòu)施工技術(shù)盾構(gòu)施工技術(shù)SHIELD CONSTRUCTION SHIELD CONSTRUCTION TECHINQUETECHINQUE中鐵隧道集團研制的復(fù)合式盾構(gòu)中鐵隧道集團研制的復(fù)合式盾構(gòu)盾構(gòu)施工技術(shù)盾構(gòu)施工技術(shù)SHIELD CONSTRUCTION SHIELD CONSTRUCTION TECHINQUETECHINQUE20022002年年8 8月月，國國家家科科技技部部將將6.3m6.3m土土壓壓平平衡衡盾盾構(gòu)構(gòu)的的研研究究設(shè)設(shè)

40、計計列列入入國國家家“863”863”計計劃劃。通通過過公公開開招招標標，第第一一批批3 3項項設(shè)設(shè)計計課課題題分分別別由由中中鐵鐵隧隧道道集集團團有有限限公公司司和和上上海海隧隧道道工工程程股股份份有有限公司為主承擔。限公司為主承擔。20022002年年底底，同同樣樣通通過過公公開開公公開開招招標標，第第二二批批4 4項項課課題題分分別別由由中中鐵鐵隧隧道道集集團團有有限限公公司司和和上上海海隧隧道道工工程程股股份份有有限限公公司司為為主主承承擔擔。兩兩家家國國內(nèi)內(nèi)盾盾構(gòu)構(gòu)設(shè)設(shè)計計、制制造造與與施施工工優(yōu)優(yōu)勢勢企企業(yè)業(yè)成成立立了了聯(lián)聯(lián)合合攻攻關(guān)關(guān)組組，組組織織了了有有浙浙江江大大學(xué)學(xué)、同同濟

41、濟大大學(xué)學(xué)、華華中中科科技技大大學(xué)學(xué)、東東南南大大學(xué)學(xué)、煤煤炭炭科科學(xué)學(xué)研研究究院院、北北京京城城建建、洛洛陽陽九九久久科科技開發(fā)有限公司等單位參加的產(chǎn)、學(xué)、研結(jié)合的課題組。技開發(fā)有限公司等單位參加的產(chǎn)、學(xué)、研結(jié)合的課題組。盾構(gòu)施工技術(shù)盾構(gòu)施工技術(shù)SHIELD CONSTRUCTION SHIELD CONSTRUCTION TECHINQUETECHINQUE“先行號先行號先行號先行號”盾構(gòu)施工技術(shù)盾構(gòu)施工技術(shù)SHIELD CONSTRUCTION SHIELD CONSTRUCTION TECHINQUETECHINQUE20042004年年5 5月月中中鐵鐵隧隧道道集集團團有有限限公公司

42、司與與日日本本小小松松公公司司聯(lián)聯(lián)合合制制造了造了1 1臺直徑臺直徑6.3m6.3m土壓平衡盾構(gòu)。土壓平衡盾構(gòu)。20042004年年1010月月下下旬旬，上上海海隧隧道道股股份份有有限限公公司司制制造造了了一一臺臺直直徑徑6.3m6.3m土壓平衡盾構(gòu)應(yīng)用于上海地鐵土壓平衡盾構(gòu)應(yīng)用于上海地鐵2 2號線西延伸隧道工程。號線西延伸隧道工程。20052005年年1212月月，中中鐵鐵隧隧道道集集團團有有限限公公司司自自主主研研制制的的適適用用于于沙沙礫礫復(fù)復(fù)雜雜地地層層的的土土壓壓平平衡衡盾盾構(gòu)構(gòu)刀刀盤盤成成功功應(yīng)應(yīng)用用于于北北京京地地鐵鐵4 4號號線線1919標頤和園標頤和園圓明園區(qū)間。圓明園區(qū)間。

43、20082008年年4 4月月中中鐵鐵隧隧道道集集團團研研制制成成功功了了我我國國第第一一臺臺具具有有自自主主知識產(chǎn)權(quán)的復(fù)合式土壓平衡盾構(gòu)。知識產(chǎn)權(quán)的復(fù)合式土壓平衡盾構(gòu)。盾構(gòu)施工技術(shù)盾構(gòu)施工技術(shù)SHIELD CONSTRUCTION SHIELD CONSTRUCTION TECHINQUETECHINQUE上海隧道股份盾構(gòu)上海隧道股份盾構(gòu)盾構(gòu)施工技術(shù)盾構(gòu)施工技術(shù)SHIELD CONSTRUCTION SHIELD CONSTRUCTION TECHINQUETECHINQUE4 4 盾構(gòu)市場前景盾構(gòu)市場前景4.14.1城市地鐵前景城市地鐵前景 “十十一一五五”期期間間，已已獲獲批批建建設(shè)設(shè)地

44、地鐵鐵的的1616個個城城市市的的新新建建里里程程合合計計為為1009km1009km，正正在在申申報報和和在在編編制制軌軌道道交交通通規(guī)規(guī)劃劃的的城城市市6 6個個，到到20502050年年規(guī)規(guī)劃劃建建成成軌軌道道交交通通里里程程將將超超過過1500km1500km，總總投投資資超超過過50005000億億。據(jù)據(jù)預(yù)預(yù)測測，近近5 5年年內(nèi)內(nèi)地地鐵鐵盾盾構(gòu)構(gòu)的的需需求求量約在量約在350350臺次以上。臺次以上。盾構(gòu)施工技術(shù)盾構(gòu)施工技術(shù)SHIELD CONSTRUCTION SHIELD CONSTRUCTION TECHINQUETECHINQUE國內(nèi)盾構(gòu)國內(nèi)盾構(gòu)盾構(gòu)施工技術(shù)盾構(gòu)施工技術(shù)SH

45、IELD CONSTRUCTION SHIELD CONSTRUCTION TECHINQUETECHINQUE4.24.2過江隧道前景過江隧道前景 上上海海規(guī)規(guī)劃劃的的越越江江隧隧道道有有5 5條條，分分別別是是軍軍工工路路隧隧道道、長長江江西西路路隧隧道道、新新建建路路隧隧道道、人人民民路路隧隧道道和和龍龍耀耀路路隧隧道道。我我國國規(guī)規(guī)定定待待建建的的過過江江隧隧道道還還有有南南京京長長江江公公路路隧隧道道、哈哈爾爾濱濱松松花花江江越越江江隧隧道道、上上海海崇崇明明島島越越江江隧隧道道、灣灣口口海海底底隧隧道道、渤渤海海海海底底隧隧道道、長長江江水水底底隧隧道道、杭杭州州灣灣水水底底隧隧道

46、道等等。近近5 5年年內(nèi)內(nèi)，我我國國計計劃劃新新建建越越江江隧隧道道約約3030條條，總總長長超超過過200km200km，需大直徑泥水盾構(gòu)，需大直徑泥水盾構(gòu)3030臺以上。臺以上。盾構(gòu)施工技術(shù)盾構(gòu)施工技術(shù)SHIELD CONSTRUCTION SHIELD CONSTRUCTION TECHINQUETECHINQUE上海長江隧道上海長江隧道盾構(gòu)施工技術(shù)盾構(gòu)施工技術(shù)SHIELD CONSTRUCTION SHIELD CONSTRUCTION TECHINQUETECHINQUE4.34.3鐵路隧道前景鐵路隧道前景 鐵鐵路路隧隧道道是是隧隧道道掘掘進進機機施施工工的的重重要要市市場場，從從2

47、0002000年年開開始始，新新建建鐵鐵路路隧隧道道每每年年平平均均以以200km200km的的速速度度增增長長。20062006年年1010月月2626日日，中中國國鐵鐵路路“十十一一五五”規(guī)規(guī)劃劃正正式式發(fā)發(fā)布布，根根據(jù)據(jù)該該規(guī)規(guī)劃劃，將將建建成成新新線線近近1.7km1.7km，其其中中客客運運專專線線為為8000km8000km。在在新新建建鐵鐵路路中中，隧隧道道約約占占2000km2000km。其其中中部部分分隧隧道道采用隧道掘進機施工。采用隧道掘進機施工。盾構(gòu)施工技術(shù)盾構(gòu)施工技術(shù)SHIELD CONSTRUCTION SHIELD CONSTRUCTION TECHINQUETEC

48、HINQUE客運專線盾構(gòu)客運專線盾構(gòu)盾構(gòu)施工技術(shù)盾構(gòu)施工技術(shù)SHIELD CONSTRUCTION SHIELD CONSTRUCTION TECHINQUETECHINQUE4.44.4引水隧道前景引水隧道前景 我我國國水水資資源源分分布布不不均均，北北方方地地區(qū)區(qū)水水資資源源嚴嚴重重短短缺缺，西西南南方方水水資資源源比比較較豐豐富富，因因此此進進行行跨跨流流域域調(diào)調(diào)水水非非常常必必要要。飲飲水水工工程程不不可可避避免免會會遇遇到到飲飲水水隧隧道道的的施施工工問問題題，而而選選擇擇盾盾構(gòu)構(gòu)或或硬硬巖巖掘掘進進機機施施工工是是最最佳佳手手段段。據(jù)據(jù)不不完完全全統(tǒng)統(tǒng)計計，近近5 5年年內(nèi)內(nèi)，我我

49、國國計計劃劃使使用用盾盾構(gòu)構(gòu)或或硬硬巖巖掘掘進進機機法法修修建建的的引引水水隧道約隧道約300km300km。盾構(gòu)施工技術(shù)盾構(gòu)施工技術(shù)SHIELD CONSTRUCTION SHIELD CONSTRUCTION TECHINQUETECHINQUE小型盾構(gòu)小型盾構(gòu)盾構(gòu)施工技術(shù)盾構(gòu)施工技術(shù)SHIELD CONSTRUCTION SHIELD CONSTRUCTION TECHINQUETECHINQUE4.54.5市政管道前景市政管道前景 城城市市市市政政燃燃氣氣管管道道工工程程、排排污污管管道道工工程程、供供熱熱供供冷冷管管道道工工程程、電電纜纜管管道道工工程程均均可可采采用用盾盾構(gòu)構(gòu)法法施施工工。近近5 5年年內(nèi)內(nèi)，用用于于市市政政管管道道施施工工的的2.5-5m2.5-5m的的盾盾構(gòu)構(gòu)需需求求量量約約為為100100臺次以上。臺次以上。盾構(gòu)施工技術(shù)盾構(gòu)施工技術(shù)SHIELD CONSTRUCTION SHIELD CONSTRUCTION TECHINQUETECHINQUE