指南第七章盾構(gòu)法施工

1、第七章第七章 盾盾構(gòu)構(gòu)法施工法施工7-1 7-1 概述概述 盾構(gòu)盾構(gòu)（shield）是一個即可以支是一個即可以支承地層壓力又可以在地層中推進的活承地層壓力又可以在地層中推進的活動鋼筒結(jié)構(gòu)。動鋼筒結(jié)構(gòu)。 目前，日本制造的各種類型的盾構(gòu)目前，日本制造的各種類型的盾構(gòu)超過了超過了5000臺；加拿大的臺；加拿大的 lovat生產(chǎn)生產(chǎn)了了200多臺；其他還有德國等國家。我多臺；其他還有德國等國家。我國上海也已生產(chǎn)并使用了多臺盾構(gòu)。國上海也已生產(chǎn)并使用了多臺盾構(gòu)。7-1 7-1 概述概述 上中路隧道西接上中路，東連正在規(guī)劃上中路隧道西接上中路，東連正在規(guī)劃中的中環(huán)線快速路，全長中的中環(huán)線快速路，全長2.8

2、公里。建成公里。建成后隧道內(nèi)分設(shè)上下兩層雙向后隧道內(nèi)分設(shè)上下兩層雙向4車道，設(shè)計車道，設(shè)計通車時速達通車時速達80公里。隧道采用直徑為公里。隧道采用直徑為 14.87米的超大型泥水平衡盾構(gòu)掘進施工，米的超大型泥水平衡盾構(gòu)掘進施工，為目前世界之最。對于這項大型工程，為目前世界之最。對于這項大型工程，它對施工技術(shù)和組織管理等各個方面的它對施工技術(shù)和組織管理等各個方面的要求都極高，這是我國隧道界對隧道施要求都極高，這是我國隧道界對隧道施工技術(shù)發(fā)起的又一次挑戰(zhàn)。工技術(shù)發(fā)起的又一次挑戰(zhàn)。 7-1 7-1 概述概述 一、優(yōu)點一、優(yōu)點 1、施工安全；、施工安全； 2、掘進速度快；、掘進速度快； 3、不影響交

3、通與航運；、不影響交通與航運； 4、不受外界條件影響；、不受外界條件影響； 5、對周圍環(huán)境沒有干擾；、對周圍環(huán)境沒有干擾； 6、在松軟含水地層中施工具有優(yōu)越性。、在松軟含水地層中施工具有優(yōu)越性。7-1 7-1 概述概述 二、盾構(gòu)的型式二、盾構(gòu)的型式 1、急彎施工盾構(gòu)、急彎施工盾構(gòu) 2、多圓斷面盾構(gòu)、多圓斷面盾構(gòu) 3、方型盾構(gòu)、方型盾構(gòu) 4、大直徑盾構(gòu)、大直徑盾構(gòu) 5、特殊盾構(gòu)、特殊盾構(gòu) 6、自由斷面盾構(gòu)、自由斷面盾構(gòu) 7、球體盾構(gòu)、球體盾構(gòu)雙圓盾構(gòu)雙圓盾構(gòu)7-2 7-2 分類與構(gòu)造分類與構(gòu)造 盾構(gòu)是集隧道施工中的開挖、出土、盾構(gòu)是集隧道施工中的開挖、出土、支護、襯砌等多項作業(yè)于一體的聯(lián)合施工支

4、護、襯砌等多項作業(yè)于一體的聯(lián)合施工機械，其將隧道的施工過程形成了工廠化機械，其將隧道的施工過程形成了工廠化的流水性作業(yè)。的流水性作業(yè)。 一、分類一、分類 無論怎樣分類，對于盾構(gòu)來說其基本組成無論怎樣分類，對于盾構(gòu)來說其基本組成和功能都是相同的，不同的是盾構(gòu)越來越和功能都是相同的，不同的是盾構(gòu)越來越先進、技術(shù)含量越來越高、性能越來越完先進、技術(shù)含量越來越高、性能越來越完善，能夠在較大范圍內(nèi)滿足施工要求。善，能夠在較大范圍內(nèi)滿足施工要求。7-2 7-2 分類與構(gòu)造分類與構(gòu)造 （一）敞開型（一）敞開型 （二）密閉型（二）密閉型 1、水槍網(wǎng)格式、水槍網(wǎng)格式 2、局部氣壓平衡式、局部氣壓平衡式 3、泥水

5、加壓平衡式、泥水加壓平衡式 4、土壓平衡式、土壓平衡式7-2 7-2 分類與構(gòu)造分類與構(gòu)造 二、基本構(gòu)造二、基本構(gòu)造 盾構(gòu)可分為：刀盤、盾殼、驅(qū)動、盾構(gòu)可分為：刀盤、盾殼、驅(qū)動、出渣等幾部分出渣等幾部分 （一）刀盤（一）刀盤 開挖土體并攪拌泥土開挖土體并攪拌泥土 1、切割刀、切割刀 2、盤型滾刀、盤型滾刀 3、混合刀、混合刀盾構(gòu)基本構(gòu)造示意圖盾構(gòu)基本構(gòu)造示意圖7-2 7-2 分類與構(gòu)造分類與構(gòu)造 （二）盾殼（二）盾殼 功能是承受盾構(gòu)上部的土壓和水壓，并功能是承受盾構(gòu)上部的土壓和水壓，并作為盾構(gòu)主承系統(tǒng)和部件的安裝基礎(chǔ)。作為盾構(gòu)主承系統(tǒng)和部件的安裝基礎(chǔ)。 1、切口環(huán)、切口環(huán) 切口環(huán)與刀盤共同形成

6、渣土倉或氣壓室切口環(huán)與刀盤共同形成渣土倉或氣壓室以封閉開挖面，給地層提供支護以封閉開挖面，給地層提供支護 2、支承環(huán)、支承環(huán) 位于盾構(gòu)的中部，是盾殼的主體、是起位于盾構(gòu)的中部，是盾殼的主體、是起決定性作用的承力結(jié)構(gòu)決定性作用的承力結(jié)構(gòu)7-2 7-2 分類與構(gòu)造分類與構(gòu)造 3、盾尾、盾尾 由環(huán)狀外殼和安裝在內(nèi)側(cè)的密封由環(huán)狀外殼和安裝在內(nèi)側(cè)的密封結(jié)構(gòu)組成。起支撐隧道周邊、防止地結(jié)構(gòu)組成。起支撐隧道周邊、防止地下水與注漿材料擠入隧道內(nèi)；同時也下水與注漿材料擠入隧道內(nèi)；同時也是管片拼裝機的安裝基礎(chǔ)及空間。是管片拼裝機的安裝基礎(chǔ)及空間。 （三）刀盤驅(qū)動系統(tǒng)（三）刀盤驅(qū)動系統(tǒng) 由動力傳遞系統(tǒng)與動力系統(tǒng)兩部

7、由動力傳遞系統(tǒng)與動力系統(tǒng)兩部分組成。分組成。7-2 7-2 分類與構(gòu)造分類與構(gòu)造 1、動力傳遞系統(tǒng)：、動力傳遞系統(tǒng)： 主要由驅(qū)動齒輪、大齒圈、主軸承、減速主要由驅(qū)動齒輪、大齒圈、主軸承、減速箱等構(gòu)成。箱等構(gòu)成。 2、動力系統(tǒng)：、動力系統(tǒng)： 液壓：液壓馬達、液壓泵站、供電系統(tǒng)液壓：液壓馬達、液壓泵站、供電系統(tǒng) 電動：電動機、供電系統(tǒng)電動：電動機、供電系統(tǒng) 均安裝在與支承環(huán)相臨的切口環(huán)的圓形隔均安裝在與支承環(huán)相臨的切口環(huán)的圓形隔板上，并作均等布置。板上，并作均等布置。7-2 7-2 分類與構(gòu)造分類與構(gòu)造 3、刀盤驅(qū)動系統(tǒng)的作用、刀盤驅(qū)動系統(tǒng)的作用 是帶動刀盤旋轉(zhuǎn)，保證刀盤在不同的地是帶動刀盤旋轉(zhuǎn)，

8、保證刀盤在不同的地質(zhì)條件下采用不同的開挖模式時可以具質(zhì)條件下采用不同的開挖模式時可以具有不同的旋轉(zhuǎn)速度，并根據(jù)地層的變化有不同的旋轉(zhuǎn)速度，并根據(jù)地層的變化提供刀盤所需要的不同的切削扭矩。提供刀盤所需要的不同的切削扭矩。 （四）推進系統(tǒng)（四）推進系統(tǒng) 1、功能：、功能： 決定盾構(gòu)的推進速度、刀盤每轉(zhuǎn)的切深、決定盾構(gòu)的推進速度、刀盤每轉(zhuǎn)的切深、轉(zhuǎn)向、糾偏等重要技術(shù)參數(shù)。轉(zhuǎn)向、糾偏等重要技術(shù)參數(shù)。7-2 7-2 分類與構(gòu)造分類與構(gòu)造 2、組成、組成 由盾構(gòu)千斤頂、千斤頂支座、液壓泵、由盾構(gòu)千斤頂、千斤頂支座、液壓泵、驅(qū)動電機、操控部分、油冷卻部分與驅(qū)動電機、操控部分、油冷卻部分與輸油管路等構(gòu)成。輸油

9、管路等構(gòu)成。 盾構(gòu)千斤頂一般在盾構(gòu)千斤頂一般在2030臺之間；分臺之間；分前部推進型、后部推進型；前部推進型、后部推進型； 其行程依管片的寬度、管片的分塊、其行程依管片的寬度、管片的分塊、封頂塊的安裝方法而定。封頂塊的安裝方法而定。7-2 7-2 分類與構(gòu)造分類與構(gòu)造 （五）排渣系統(tǒng)（五）排渣系統(tǒng) 由螺旋輸送機和皮帶輸送機、運渣車由螺旋輸送機和皮帶輸送機、運渣車輛組成。輛組成。 1、皮帶輸送機與車輛：作用單一、皮帶輸送機與車輛：作用單一 2、螺旋輸送機：、螺旋輸送機： 一是把一是把 渣土向后部輸送，更為重要的渣土向后部輸送，更為重要的功能是通過調(diào)節(jié)其轉(zhuǎn)速控制出渣的速功能是通過調(diào)節(jié)其轉(zhuǎn)速控制出渣

10、的速度和出渣量，使排土量與刀盤切削的度和出渣量，使排土量與刀盤切削的土量保持平衡。土量保持平衡。盾構(gòu)隧道示意圖盾構(gòu)隧道示意圖7-2 7-2 分類與構(gòu)造分類與構(gòu)造 （六）管片拼裝機（六）管片拼裝機 分為回轉(zhuǎn)環(huán)式、空心軸式和齒輪齒條分為回轉(zhuǎn)環(huán)式、空心軸式和齒輪齒條等幾種心事形式。等幾種心事形式。 （七）背襯充填和超前注漿系統(tǒng)（七）背襯充填和超前注漿系統(tǒng) 1、背襯充填：、背襯充填： 同步注漿、及時注漿同步注漿、及時注漿 2、超前注漿：、超前注漿：拼裝機（環(huán)型）拼裝機（環(huán)型）拼裝后成環(huán)隧道拼裝后成環(huán)隧道7-2 7-2 分類與構(gòu)造分類與構(gòu)造 （八）后配套平臺拖車（八）后配套平臺拖車 長度一般在長度一般在3040m之間；既是運渣車輛之間；既是運渣車輛的停放處，又是各種輔助設(shè)備的安裝基架。的停放處，又是各種輔助設(shè)備的安裝基架。 （九）電器系統(tǒng)（九）電器系統(tǒng) （十）控制系統(tǒng)（十）控