各類盾構(gòu)施工技術(shù)及施工工法簡(jiǎn)介

1、各類盾構(gòu)施工技術(shù)及施工工法簡(jiǎn)介山東科技大學(xué)土建學(xué)院 喬衛(wèi)國(guó) 教授第一節(jié) 概述一、盾構(gòu)施工法概念 盾構(gòu)施工法是在鋼制筒形殼體（盾構(gòu)）掩護(hù)下，在地層中進(jìn)行挖土和拼裝預(yù)制襯砌構(gòu)件，并以液壓千斤頂逐步向前頂進(jìn)殼體的一種暗挖隧道施工方法。 盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)shield machine 特點(diǎn)在盾構(gòu)保護(hù)下，進(jìn)行地層掘進(jìn)、出土運(yùn)輸、襯砌拼裝、接縫防水、盾尾間隙注漿充填等作業(yè)，并需隨時(shí)排除地下水和控制地面沉降。 是工藝技術(shù)要求高、綜合性強(qiáng)的一類施工方法。二、盾構(gòu)法主要施工程序1、建造盾構(gòu)工作井2、盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)安裝就位4、初推段掘進(jìn)施工5、掘進(jìn)機(jī)設(shè)備轉(zhuǎn)換6、盾構(gòu)連續(xù)掘進(jìn)施工8、盾構(gòu)進(jìn)入接收井，并運(yùn)出地面7、接收井洞口土體

2、加固3、出洞口土體加固三、盾構(gòu)法施工的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：1、作業(yè)場(chǎng)地小，因噪音、振動(dòng)引起的環(huán)境影響?。?、在盾構(gòu)保護(hù)下開挖和襯砌，施工安全；3、隧道施工不影響地面交通或水上航道；4、地下施工不受氣候影響；5、自動(dòng)化程度高、勞動(dòng)強(qiáng)度低、施工速度快（一般6m/d,最高12m/d）。缺點(diǎn)：1、施工設(shè)備費(fèi)用較高（直徑6m土壓平衡盾構(gòu)機(jī)約500萬(wàn)美元，直徑6m復(fù)合盾構(gòu)機(jī)約800萬(wàn)美元）；2、短于750m隧道施工不經(jīng)濟(jì)；3、覆土較淺時(shí)，地表沉降較難控制；4、襯砌結(jié)構(gòu)防水要求高；5、曲率半徑較小的曲線段施工較困難。適用范圍： 適用于各類軟土地層和軟巖地層的隧道掘進(jìn)，尤其適用于城市地下隧道工程。 水底公路隧道； 地

3、鐵區(qū)間隧道； 排水污水隧道； 引水隧道； 公用管線隧道。已建成的地鐵人行通道地鐵區(qū)間隧道市政工程隧道過(guò)江電纜隧道三、盾構(gòu)法隧道技術(shù)的發(fā)展歷史1、國(guó)外盾構(gòu)隧道的發(fā)展 * 1818年，法國(guó)的布魯諾(Brunel)從蛀蟲鉆孔得到啟示，提出盾構(gòu)掘進(jìn)隧道設(shè)想，并獲得發(fā)明專利。* 18251843年，布魯諾在倫敦泰吾士河下用盾構(gòu)法修建458m長(zhǎng)的矩形隧道（11.3m6.7m）,世界上第一條盾構(gòu)隧道。* 1830年，英國(guó)的羅德發(fā)明“氣壓法”輔助解決隧道涌水。* 1869年，英國(guó)的巴勞(Barlow)首次采用圓形盾構(gòu)和鑄鐵管片，在泰吾士河下修建外徑2.2m的隧道。* 1874年，英國(guó)的格雷塞德(Greathe

4、ad)較完整提出了氣壓盾構(gòu)法施工工藝，首創(chuàng)盾尾空隙壓漿的輔助工法，并用于倫敦地鐵南線內(nèi)徑3.2m隧道施工。* 18801890年，在英國(guó)和加拿大間的圣克萊河下用盾構(gòu)法建成直徑6.4m、長(zhǎng)1800m的水底鐵路隧道。* 1896年，開始應(yīng)用刀盤式機(jī)械掘進(jìn)盾構(gòu)。* 20世紀(jì)初，美國(guó)、英國(guó)、德國(guó)、蘇聯(lián)、法國(guó)等國(guó)開始采用盾構(gòu)法修筑地鐵和水底公路隧道。* 1940年后，蘇聯(lián)用直徑6.09.5m盾構(gòu)在莫斯科和列寧格勒修建地鐵。* 19391942年，日本首次用盾構(gòu)施工國(guó)鐵關(guān)門隧道工程（盾構(gòu)直徑7.18m，隧道長(zhǎng)度725.8m）。* 1967年，英國(guó)開發(fā)成功首臺(tái)泥水加壓平衡盾構(gòu)。* 1974年，日本開發(fā)成功首

5、臺(tái)土壓平衡盾構(gòu)。* 19871991年，英國(guó)、法國(guó)采用11臺(tái)盾構(gòu)掘進(jìn)50km長(zhǎng)的英法海峽隧道，創(chuàng)造單臺(tái)盾構(gòu)連續(xù)掘進(jìn)21km的記錄。* 19891996年，日本采用8臺(tái)世界最大直徑14.14m泥水加壓盾構(gòu)，掘進(jìn)東京灣海峽隧道，2條隧道各長(zhǎng)15.1km。英法海峽隧道示意圖2、我國(guó)盾構(gòu)法隧道技術(shù)的發(fā)展* 50年代，東北阜新海州露天煤礦首次采用直徑2.6m手掘式盾構(gòu)在沙土層施工疏水巷道。* 1957年，北京市政工程局采用2臺(tái)直徑2.0m和2.6m手掘式盾構(gòu)進(jìn)行城市下水道施工。* 1963年，上海隧道工程股份有限公司在軟土地層進(jìn)行直徑4.2m手掘和網(wǎng)格盾構(gòu)的淺推進(jìn)和深推進(jìn)工程試驗(yàn)。* 1965年，上海采

6、用直徑10.22m網(wǎng)格擠壓盾構(gòu)掘進(jìn)國(guó)內(nèi)首條水底公路隧道打浦路隧道，掘進(jìn)長(zhǎng)度1322m。* 19851988年，上海采用自行研制的直徑11.33m網(wǎng)格型水力出土盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)施工延安東路隧道，掘進(jìn)長(zhǎng)度1476m。* 19851986年，上海引進(jìn)日本川崎重工制造的直徑4.33m小刀盤土壓平衡盾構(gòu)掘進(jìn)芙蓉江路排水隧道1656m。* 19871989年，上海研制了國(guó)內(nèi)首臺(tái)直徑4.35m土壓平衡盾構(gòu)，掘進(jìn)完成穿越黃浦江底的市南站電纜隧道583m。技術(shù)成果獲國(guó)家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。* 19911993年，上海與法國(guó)FCB公司合作設(shè)計(jì)制造7臺(tái)直徑6.34m土壓平衡盾構(gòu)，完成上海地鐵1 號(hào)線78km區(qū)間隧道掘進(jìn)施工。

7、* 19951997年，上海引進(jìn)日本三菱重工直徑11.22m泥水加壓盾構(gòu)掘進(jìn)延安東路隧道南線工程1300m主隧道。* 19961998年，廣州引進(jìn)日本1 臺(tái)直徑6.14m土壓平衡盾構(gòu)和2臺(tái)直徑6.14m泥水加壓盾構(gòu)，完成廣州地鐵1 號(hào)線8.8km區(qū)間隧道掘進(jìn)施工。* 1999年，上海研制國(guó)內(nèi)首臺(tái)3.8m3.8m組合刀盤型矩形土壓平衡盾構(gòu)，掘進(jìn)104m地鐵2號(hào)線陸家嘴車站過(guò)街人行地道。* 1999年，北京市政總公司引進(jìn)日本石川島播磨直徑3.6m土壓平衡盾構(gòu)，完成亮馬河排水隧道工程。2000年，廣州地鐵2號(hào)線采用改制的直徑6.14m復(fù)合型土壓平衡盾構(gòu)，進(jìn)行風(fēng)化巖地層中的區(qū)間隧道掘進(jìn)施工。武漢長(zhǎng)江隧

8、道， 2004年11月2008年12月試通車。全長(zhǎng)3630m，設(shè)計(jì)為左右道隔離雙向4車道公路隧道。采用風(fēng)格NFM公司生產(chǎn)的11.38m泥水加壓平衡盾構(gòu)和復(fù)合刀具，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離不換刀掘進(jìn)。上海長(zhǎng)江隧道，長(zhǎng)江首條公鐵隧道。2004年12月28日啟動(dòng)，08年9月6日雙線貫通。全長(zhǎng)8950m，水域隧道長(zhǎng)7500m，雙管雙向6車道，單管外徑15.0m,內(nèi)徑13.7m，采用德國(guó)海瑞克公司泥水平衡盾構(gòu)機(jī)，直徑15.43m，目前世界上直徑最大的盾構(gòu)機(jī)（盾構(gòu)隧道）。北橋南隧越江工程上海長(zhǎng)江隧道上海長(zhǎng)江隧道南京長(zhǎng)江隧道，2008年1月開挖，2009年8月22日貫通。雙向六車道，長(zhǎng)3825m，采用德國(guó)海瑞克公司生產(chǎn)的

9、直徑14.93m泥水平衡盾構(gòu)機(jī)。南京長(zhǎng)江隧道應(yīng)用 各國(guó)盾構(gòu)隧道中， 上下水隧道70% ， 地鐵和水底隧道15% ， 煤氣、電力、通訊隧道15% 。盾構(gòu)技術(shù)發(fā)展方向 大埋深、高水壓、大直徑、長(zhǎng)距離、高速度、 異園化、機(jī)械化、自動(dòng)化、可視化、智能化。第二節(jié) 盾構(gòu)的構(gòu)造盾構(gòu)基本構(gòu)造： 盾構(gòu)殼體 推進(jìn)系統(tǒng) 拼裝系統(tǒng) 出土系統(tǒng)一、盾構(gòu)殼體組成_切口環(huán)、支承環(huán)、盾尾三部分1、切口環(huán)（1）位置盾構(gòu)最前端， 切入土層，掩護(hù)開挖 作業(yè)，長(zhǎng)度2m； （2）形狀 （3）設(shè)備挖土設(shè)備（刀盤、挖土機(jī)）、排土設(shè)施、擋土千斤頂、活動(dòng)平臺(tái)等）（4）氣壓式、泥水平衡式、土壓平衡式盾構(gòu)，在切口環(huán)與支承環(huán)之間設(shè)置密閉隔板。垂直形刀

10、盤開挖，穩(wěn)定土層手掘傾斜形較不穩(wěn)定土層手掘階梯形不穩(wěn)定土層手掘2、支承環(huán)（1）位置是連接切口環(huán)與盾尾的中間部分；（2）結(jié)構(gòu)盾構(gòu)結(jié)構(gòu)的主體，較強(qiáng)剛性的圓環(huán)結(jié)構(gòu)。設(shè)環(huán)向、水平、豎直支撐； 承受荷載：地層土壓力、千斤頂頂力、管片拼裝等施工荷載；（3）設(shè)備推進(jìn)千斤頂（沿結(jié)構(gòu)外沿布置）、操縱控制室、襯砌拼裝機(jī)；（4）長(zhǎng)度取決于推進(jìn)千斤頂長(zhǎng)度，一般為襯砌環(huán)寬加0.20.3m。3、盾尾（1）結(jié)構(gòu)盾構(gòu)外殼鋼板延長(zhǎng)，掩護(hù)隧道管片拼裝；（2）盾尾裝置密封裝置，防地下水、加壓泥水、襯砌背后注漿漿液從盾尾流入隧道； 密封材料性能要求：富彈性、耐磨損、 耐撕裂、耐壓力、止水好。 密封裝置類型：橡膠密封：L形、U形鋼絲束

11、密封：彈簧鋼板、鋼絲束、密封油脂二、推進(jìn)系統(tǒng) 組成液壓系統(tǒng)（液壓站、控制系統(tǒng)）、 千斤頂群。 作用盾構(gòu)的前進(jìn)、方向調(diào)整(克服推進(jìn)阻力) 千斤頂布置在支承環(huán)周圈布置， 單臺(tái)推力，1000kN2000kN， 行程比管片寬度長(zhǎng)1020cm。 推進(jìn)速度：50100mm/min 油壓：3040MPa(高液壓系統(tǒng))三、拼裝系統(tǒng) 管片拼裝機(jī)把管片按設(shè)計(jì)位置和形狀進(jìn)行拼裝的機(jī)械裝置； 組成由舉重臂和真圓保持器組成；四、出土系統(tǒng)1、皮帶輸送機(jī) 用于手掘式或半機(jī)械化盾構(gòu)；2、螺旋輸送機(jī) 用于土壓平衡盾構(gòu) 或手掘式、半機(jī)械化盾構(gòu)；3、泥漿泵 用于泥水加壓平衡盾構(gòu)。半機(jī)械化盾構(gòu)土壓平衡盾構(gòu)螺旋輸送機(jī)出土土箱運(yùn)土井口土

12、箱吊運(yùn)管片吊運(yùn)下井管片水平運(yùn)輸泥水平衡盾構(gòu)第三節(jié) 盾構(gòu)分類 盾構(gòu)分類劃分的依據(jù)有多種，主要按斷面形狀和挖掘方法分類。一、按盾構(gòu)的斷面形狀分類1.圓形盾構(gòu)2.半圓形盾構(gòu)3.馬蹄形盾構(gòu)4.矩形盾構(gòu)5.眼鏡形盾構(gòu)6.雙圓盾構(gòu)1、圓形盾構(gòu)應(yīng)用最廣能承受較大外壓、便于推進(jìn)和管片安裝、盾構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)不影響斷面利用。2、橢圓形特殊隧道（鐵路隧道）3、矩形斷面斷面利用率高，但盾構(gòu)剛度小，受力不佳，糾偏困難，少用。3.8M3.8M矩形土壓盾構(gòu)及工程應(yīng)用上海地鐵二號(hào)線一期工程陸家嘴路車站出入口工程4、雙園盾構(gòu)用于區(qū)間隧道修建。雙圓盾構(gòu)隧道技術(shù)在上海地鐵工程中的應(yīng)用 上海地鐵8號(hào)線黃興路開魯路2.6km區(qū)間隧道采用雙圓盾

13、構(gòu)，上海隧道工程股份有限公司引進(jìn)了2臺(tái)6300W10900雙圓盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)，于2003年8月始發(fā)推進(jìn)，于2003年12月底完成866m區(qū)間隧道掘進(jìn)。6300W10900雙圓盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)的刀盤為輻條式，開口率較大（80以上）。雙圓盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)盾構(gòu)尺寸 盾構(gòu)外徑 6520mm 11120mm盾構(gòu)內(nèi)徑 6540mm 盾構(gòu)機(jī)全長(zhǎng) 3cm/min 盾構(gòu)機(jī)千斤頂 設(shè)備數(shù) 20臺(tái)+12臺(tái)總推力68600KN刀盤裝置 支持方式 中心軸支持式旋轉(zhuǎn)數(shù)0.8rpm設(shè)備扭矩5046KN-m（常用）7570KN-m（最大）驅(qū)動(dòng)方式電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)設(shè)備數(shù)2臺(tái)拼裝裝置旋轉(zhuǎn)角度 左右 各220 設(shè)備數(shù)2臺(tái)仿形刀設(shè)備數(shù)2臺(tái)2超挖量200m

14、m土壓計(jì)數(shù)隔倉(cāng)部5個(gè)雙圓盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)主要參數(shù) 2003年8月8日雙圓盾構(gòu)始發(fā)推進(jìn)雙圓盾構(gòu)管片堆放 雙圓盾構(gòu)管片拼裝雙圓盾構(gòu)管片拼裝流程雙圓隧道施工雙圓管片拼裝 二、按挖掘方式分為三大類 1.手掘式盾構(gòu) 1）一般手掘式 在切口環(huán)前檐及部分擋土千斤頂保護(hù)下，人工開挖盾構(gòu)前方土層的方法。 該方法適用于開挖穩(wěn)定土層。 特點(diǎn)：盾構(gòu)構(gòu)造簡(jiǎn)單；施工操作、管理簡(jiǎn)單；便于糾偏；但勞動(dòng)強(qiáng)度大，效率低，人員易受正面塌方危險(xiǎn)。2）擠壓式盾構(gòu) 靠強(qiáng)大推力將前方土層全部或部分?jǐn)D入盾構(gòu)四周外側(cè)而向前推進(jìn)。 在盾構(gòu)的前方設(shè)置胸板，以擋住正面的土體。 分為：全擠壓式和局部擠壓式（半擠壓式）。a.全擠壓式盾構(gòu)工作面胸板全部封閉不出

15、土，而將盾構(gòu)經(jīng)過(guò)區(qū)域的土擠入到外部。適用于軟塑土質(zhì)。b.局部擠壓式盾構(gòu)要部分打開胸板，部分土體從胸板土孔擠入盾構(gòu)。3）網(wǎng)格式盾構(gòu)盾構(gòu)正面裝有鋼板網(wǎng)格。推進(jìn)時(shí)，土層切成條狀順各網(wǎng)格擠入盾構(gòu)內(nèi)，通過(guò)輸送機(jī)運(yùn)走，停止推進(jìn)時(shí)網(wǎng)格起擋土作用。網(wǎng)格盾構(gòu)中網(wǎng)格的作用防止開挖面塌塌，減小地面沉降變形，在土體較穩(wěn)定的土層中適用。另外：盾構(gòu)切口的網(wǎng)格上可布置液壓?jiǎn)?dòng)閘門，可根據(jù)需要隨時(shí)調(diào)節(jié)開挖面進(jìn)土部位和進(jìn)土量，以控制地面變形和糾偏。打浦路越江隧道工程延安東路隧道工程2、半機(jī)械化盾構(gòu) 在手掘式盾構(gòu)的正面裝上挖土機(jī)械，以代替人工開挖。適用于良好地地質(zhì)條件。特點(diǎn)：半機(jī)械式盾構(gòu)，盾構(gòu)造價(jià)低，效率也較高。3.機(jī)械式盾構(gòu)在

16、盾構(gòu)切口環(huán)部分部分裝上與盾構(gòu)直徑相仿的旋轉(zhuǎn)刀盤進(jìn)行全斷面開挖的盾構(gòu)。機(jī)械化盾構(gòu)按穩(wěn)定開挖面方式不同分： 局部氣壓式； 全氣壓式盾構(gòu)； 泥水加壓式盾構(gòu)； 土壓平衡式盾構(gòu)。1）局部氣壓式盾構(gòu)在盾構(gòu)的切口環(huán)和支承環(huán)之間裝有封閉隔板，使切口環(huán)形成一個(gè)封閉倉(cāng)。倉(cāng)內(nèi)通入壓縮空氣，以平衡開挖面的土壓力，維護(hù)其穩(wěn)定。缺點(diǎn)：在封閉倉(cāng)、盾尾、管片接縫處易漏氣。被泥水加壓盾構(gòu)和土壓平衡盾構(gòu)取代。2）泥水加壓盾構(gòu)原理向盾構(gòu)封閉隔艙里注入調(diào)和泥漿，通過(guò)泥水壓力與外部土壓和水壓平衡。排土方式刀盤切削下來(lái)的沙土，進(jìn)入泥水艙，經(jīng)攪拌裝置攪拌形成高濃度泥漿，通過(guò)排泥管道由泥漿泵排出，送至地面進(jìn)行泥水分離，然后泥漿送入地下盾構(gòu)泥

17、水室，循環(huán)使用。泥水作用泥水壓力與開挖面水土壓力平衡；在地層表面形成一層不透水泥膜，使泥水產(chǎn)生有效壓力；加壓泥水滲透到地層，可使?jié)B透區(qū)域開挖面穩(wěn)定。泥水壓力比地下水壓高0.2MPa。泥水容重1.051.25g/cm3。特點(diǎn)可抵抗水壓，連續(xù)排土； 對(duì)地層適應(yīng)性廣。 但是盾尾漏水，開挖向狀態(tài)不明， 需較好的動(dòng)態(tài)控制技術(shù)（泥水壓力、 泥水流量、泥水濃度等測(cè)定、控制 技術(shù)，以確定挖土、排土量）， 需要專門泥水分離設(shè)備（設(shè)備貴、 占用場(chǎng)地）。適用條件適用范圍廣：軟弱的淤泥質(zhì)土層，松動(dòng)的砂土層、砂礫層、卵石砂礫層等土層。 注意：松動(dòng)卵石層、堅(jiān)硬土層會(huì)產(chǎn)生漏水，泥水應(yīng)加膠合劑堵漏。泥水平衡盾構(gòu)泥水平衡盾構(gòu)泥

18、水處理系統(tǒng)3）土壓平衡盾構(gòu)該盾構(gòu)是在上述兩種機(jī)械化盾構(gòu)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，避免漏氣漏水的缺點(diǎn)。原理用刀盤切削下來(lái)的土，經(jīng)刀盤后的葉片攪拌充滿封閉倉(cāng)，并保持一定壓力，以平衡開挖面土壓力，減少開挖面土體擾動(dòng)，控制地表沉降。排土螺旋輸送機(jī)出土。螺旋輸送機(jī)充滿泥土，通過(guò)調(diào)整刀盤轉(zhuǎn)速、推進(jìn)速度、螺旋機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)整切削土量和出土量，并保持土艙壓力，使之與開挖面水土壓力保持平衡。分類根據(jù)開挖面的穩(wěn)定機(jī)理分為： 削土加壓式、加水式、高濃度 泥水加壓式、加泥式4類。 削土加壓式在土艙內(nèi)噴入水、空氣或添加 混合材料，保證土艙內(nèi)土砂流動(dòng)性； 加水式向開挖面加入壓力水，保證土的 流動(dòng)性，平衡地下水壓力； 高濃度泥水加壓

19、式向開挖面加入高濃度泥 水，通過(guò)泥水與挖掘土攪拌，保證土 的流動(dòng)性，平衡開挖面土壓和水壓； 加泥式向開挖面注入粘土材料和泥漿，使 挖掘土具有止水性和流動(dòng)性，平衡 開挖面土壓和水壓。 目的增加挖掘土流動(dòng)性、止水性，防止其 在土艙內(nèi)壓實(shí)固結(jié)。優(yōu)點(diǎn)適用性較廣（有無(wú)水、粘結(jié)性、非粘結(jié)性、含礫石多種復(fù)雜土層）； 施工速度快； 無(wú)泥水處理設(shè)備，價(jià)格低。缺點(diǎn)開挖面狀況不明，難處理； 刀、刀盤磨損大，壽命短。適用條件最適用于軟弱的沖積土層； 礫石層或砂土層中，需加泥土。應(yīng)用現(xiàn)狀 地鐵區(qū)間隧道工程的施工已經(jīng)越來(lái)越多地采用先進(jìn)、安全地土壓平衡盾構(gòu)掘進(jìn)。 上海、廣州、北京、深圳、南京、天津，目前有50余臺(tái)土壓盾構(gòu)用

20、于地鐵區(qū)間隧道施工，其中90為6.14m6.34m的土壓盾構(gòu)，上海地鐵還引進(jìn)5臺(tái)6.3mW10.9雙圓型土壓盾構(gòu)進(jìn)行雙圓隧道掘進(jìn)施工。上海地鐵6.34m土壓平衡盾構(gòu) 盾構(gòu)外徑6.34m，長(zhǎng)6.54m，前端為大刀盤，有6條輪輻，各裝有兩排切削刀頭。刀盤有12條輪輻面板，正面開口率為30。 盾構(gòu)本體 外徑 6350mm 盾尾內(nèi)徑 6240mm 最大推力 33320kN 推進(jìn)速度 3cm/min 切削刀盤 最大扭矩 4635kN-m 轉(zhuǎn)速 0-0.8r/min 螺旋輸送機(jī) 螺桿直徑 700mm 扭矩 0-15kN-m 排土量 200m3/h 拼裝機(jī) 回轉(zhuǎn)速度 0-1.5r/min 回轉(zhuǎn)角度 210

21、提升重量 82kN 提升行程 650mm 平移行程 1050mm 6.34m土壓平衡盾構(gòu)主要工作參數(shù) 與法國(guó)FCB公司合作設(shè)計(jì)制作的6.34M土壓平衡盾構(gòu)盾構(gòu)掘進(jìn)施工管理 土壓值取為0.18MPa0.20MPa，盾構(gòu)推力一般為10 000kN12 000kN，推進(jìn)速度為1.5cm/min2.5cm/min。同步注漿量為2.5m33.5m3，注入率（注入量/盾尾空隙量）達(dá)140200。注漿壓力一般采用0.3MPa0.4MPa。 7號(hào)盾構(gòu)吊裝就位2號(hào)盾構(gòu)設(shè)備車架盾構(gòu)設(shè)備車架盾構(gòu)準(zhǔn)確進(jìn)入接收井地鐵隧道裝修照片土壓平衡盾構(gòu)在上海地鐵隧道工程中的應(yīng)用 上海地鐵區(qū)間隧道直徑6.34m土壓盾構(gòu)掘進(jìn)施工 19

22、95年上海地鐵2號(hào)線24.12km區(qū)間隧道開始掘進(jìn)施工，地鐵1號(hào)線工程所用的7臺(tái)6.34m土壓盾構(gòu)經(jīng)維修以后，繼續(xù)用于2號(hào)線區(qū)間隧道掘進(jìn)，同時(shí)又從法國(guó)FMT公司和上海的聯(lián)合體購(gòu)置2臺(tái)土壓盾構(gòu)，上海隧道工程股份有限公司制造1臺(tái)土壓盾構(gòu)，共計(jì)10臺(tái)土壓盾構(gòu)用于隧道施工。 于2000年開工興建的上海地鐵4號(hào)線工程區(qū)間隧道仍使用這10臺(tái)6.34m土壓平衡盾構(gòu)施工。2001年，向日本三菱重工購(gòu)置4臺(tái)6.34m土壓平衡盾構(gòu)，共計(jì)14臺(tái)盾構(gòu)掘進(jìn)施工。 20022003年，上海地鐵8號(hào)線、6號(hào)線、9號(hào)線相繼建設(shè)，由于1990年購(gòu)置的7臺(tái)土壓盾構(gòu)已經(jīng)掘進(jìn)9km/臺(tái)以上，早已超過(guò)5km/臺(tái)的設(shè)計(jì)使用壽命。2002

23、年以來(lái)，又陸續(xù)采購(gòu)10臺(tái)6.34m土壓盾構(gòu)，使上海地鐵使用的盾構(gòu)達(dá)到24臺(tái)。 南京地鐵1號(hào)線區(qū)間隧道6.34m土壓平衡盾構(gòu) 南京地鐵1號(hào)線全長(zhǎng)22.72km，其中有10.9km區(qū)間隧道采用盾構(gòu)法施工。隧道外徑6.2m，隧道覆土6m15m，隧道穿越的地層有粉質(zhì)粘土、粉砂、粉土，含水量飽和，透水性強(qiáng)。 南京地鐵隧道試驗(yàn)段盾構(gòu)法區(qū)間地質(zhì)剖面圖 南京地鐵1號(hào)線三山街站珠江路站區(qū)間段隧道由上海隧道工程股份有限公司施工，其它2個(gè)標(biāo)段分別由中鐵隧道集團(tuán)公司和上海機(jī)施公司施工。3臺(tái)6.34m土壓盾構(gòu)分別引進(jìn)日本三菱和德國(guó)海瑞克公司。2001年7月，第1臺(tái)盾構(gòu)從三山街站始發(fā)推進(jìn)，盾構(gòu)的主要工作參數(shù)與上海土壓盾構(gòu)

24、相近。其推力約為10000k N12000k N，推進(jìn)速度200250m/月。盾構(gòu)穿越內(nèi)秦淮河時(shí)，河底與隧道的最小覆土約為0.7m，采取多種技術(shù)措施，土壓力設(shè)定控制在0.05MPa0.13MPa，使盾構(gòu)順利穿越。 南京地鐵一號(hào)線約16km區(qū)間隧道全部采用6.34m土壓盾構(gòu)掘進(jìn)施工，分別從日本和德國(guó)引進(jìn)3臺(tái)。目前，由上海隧道工程公司承包釣魚臺(tái)站三山街站區(qū)間隧道已完成上行線。 北京地鐵5號(hào)線砂性地層6.19m盾構(gòu)隧道試驗(yàn)段施工 北京地鐵5號(hào)線北新橋站雍和宮站區(qū)間隧道近688m作為盾構(gòu)試驗(yàn)段工程，于2000年9月25日始發(fā)推進(jìn)。隧道外徑6.0m，由6塊管片組成，環(huán)寬1.2m，管片厚0.3m，隧道覆土

25、12m18m，穿越地層為粉質(zhì)粘土、細(xì)砂和砂卵石地層，地下水位10m，土砂的含水量較?。?823），孔隙比?。?.60.7），內(nèi)摩擦角大（1837）。隧道施工選用德國(guó)海瑞克公司的6.19m土壓盾構(gòu)。 北京地鐵5號(hào)線地質(zhì)縱剖圖盾構(gòu)直徑6 200mm開口率38盾構(gòu)長(zhǎng)度7 600mm刀盤扭矩5 000KN-m總推力28 580KN刀盤轉(zhuǎn)速03 n/min油缸數(shù)量32只螺旋機(jī)直徑900mm推進(jìn)速度08cm/min螺旋輸送機(jī)扭矩225KN-m出土量300 m3/n6.19m土壓盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī) 由于粘土含水少，粘結(jié)力大，易粘附于盾構(gòu)刀盤，不易排土，因此盾構(gòu)在粉質(zhì)粘土和粘質(zhì)粉土地層中掘進(jìn)時(shí)注入24泡沫，以潤(rùn)滑刀盤

26、和螺旋輸送機(jī)。 在砂礫和卵石地層掘進(jìn)施工，為減少對(duì)刀盤、刀具的磨損，提高砂礫、卵石塑流性和止水性，除添加34的泡沫劑外，還注入膨潤(rùn)土泥漿。 盾構(gòu)的正面土壓控制為0.15MPa0.2MPa，盾尾注漿采用單液同步注漿，地面沉降控制為0.5cm2.0cm。隧道掘進(jìn)施工還配有SLS-T自動(dòng)導(dǎo)向系統(tǒng)，具有盾構(gòu)姿態(tài)測(cè)量和管片選型預(yù)測(cè)功能。 復(fù)合型土壓平衡盾構(gòu)廣州地鐵混合地層6.14m復(fù)合型土壓盾構(gòu)掘進(jìn)施工 廣州地鐵1號(hào)線始建于1995年，全長(zhǎng)18.5km，其中8.78km區(qū)間隧道采用2臺(tái)泥水加壓盾構(gòu)和1臺(tái)復(fù)合型土壓盾構(gòu)施工，盾構(gòu)直徑6.14m6.25m； 廣州地鐵2號(hào)線始建于1999年，全長(zhǎng)21.34m，

27、其中10.64km區(qū)間隧道采用6臺(tái)6.14m復(fù)合型土壓盾構(gòu)掘進(jìn)施工。 1996年，廣州地鐵一號(hào)線工程中有8.825km區(qū)間隧道采用3臺(tái)6.14m盾構(gòu)掘進(jìn)施工，其中1臺(tái)為復(fù)合型土壓平衡盾構(gòu)，2臺(tái)為泥水加壓盾構(gòu)，均為日本川崎重工制造，由青木建設(shè)承包施工。烈士陵園站農(nóng)講所站公園前站2970m區(qū)間隧道采用復(fù)合型土壓盾構(gòu)，其刀盤上設(shè)置了兩種刀具，切削粘土的割刀和切削風(fēng)化巖石的盤形滾刀。 2000年，廣州地鐵二號(hào)線工程海珠廣場(chǎng)站至江南新村站3423m區(qū)間隧道選用2臺(tái)由上海隧道工程公司改制的6.14m復(fù)合型土壓盾構(gòu)掘進(jìn)施工。盾構(gòu)從珠江底穿越，埋深1628m，掘進(jìn)地層為含水豐富的弱風(fēng)化巖、強(qiáng)風(fēng)化巖和中風(fēng)化巖。 2001年，廣州地鐵工程購(gòu)置4臺(tái)6.14m德國(guó)海瑞克公司制造的復(fù)合型土壓盾構(gòu)，掘進(jìn)速度8m/d，最快達(dá)20m。廣州地鐵二號(hào)線復(fù)合盾構(gòu)掘進(jìn)工程 廣州地鐵復(fù)合型土壓盾構(gòu)主要工作參數(shù)表制造商名稱日本川崎重工上海隧道工程股份公司德國(guó)海瑞克外徑（mm）614061406250長(zhǎng)度（mm）815081807600總推力（KN）323403234030100推進(jìn)速度（mm/min）050045080扭矩（KN-m）/38104360刀盤轉(zhuǎn)度（rpm）/03066.14m復(fù)合盾構(gòu) 當(dāng)盾構(gòu)穿越風(fēng)化巖地層時(shí)，可根據(jù)地質(zhì)和水文條件、盾構(gòu)選擇不同的掘進(jìn)模式，如土壓平衡（EPB）、敞開式（oPen）和半敞開式（