模塊五 機械開挖法隧道施工技術-單元1-盾構法施工2-盾構選型講解

《隧道與地下工程施工》模塊五

機械開挖法隧道施工技術

單元1盾構法施工-盾構選型

《隧道工程施工》

盾構選型原則1選型主要方法2本講主要內容

盾構法施工-盾構選型

01一、盾構選型原則

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盾構機選型不合適或設備參數設計不當，輕則影響施工速度、拖延工期，而且有可能出現開挖面坍塌等問題，從而導致地表沉降和塌陷等，影響地面交通和環(huán)境，造成經濟損失，重則引起重大工程事故，甚至隧道報廢，出現人員傷亡。盾構法施工-盾構選型

01一、盾構選型原則

?盾構選型是盾構法隧道施工安全、環(huán)保、優(yōu)質、經濟、快速建成的關鍵工作之一。

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盾構選型應從安全適應性、技術先進性、經濟合理性等方面綜合考慮，所選擇的盾構機形式要能盡量減少輔助施工法，并確保開挖面穩(wěn)定和適應圍巖條件。

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盾構選型總的原則是地質適應性第一位，以確保盾構法施工的安全可靠；在安全可靠的情況下再考慮技術的先進性，即技術先進性第二位；然后再考慮盾構的價格，即經濟合理性第三位。

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盾構施工時，施工沿線的地質條件變化可能較大，在選型時一般選擇適合于施工區(qū)間大多數圍巖的機型。

盾構法施工-盾構選型

01一、盾構選型原則

1、盾構選型主要遵循下列原則:(1)

應對工程地質、水文地質條件有較強的適應性,首先要滿足施工安全的要求；(2)

安全適應性、技術先進性與經濟合理性相統一,在安全可靠的情況下,考慮技術先進性與經濟合理性；(3)

滿足隧道外徑、長度、埋深、施工場地、周圍環(huán)境等條件；(4)

滿足安全、質量、工期、造價及環(huán)保要求；(5)

后配套設備的能力與主機配套,滿足生產能力與主機掘進速度相匹配的要求,同時具有施工安全、結構簡單、布置合理和易于維護保養(yǎng)的特點；(6)

盾構制造商的知名度、業(yè)績、信譽和技術服務。

盾構法施工-盾構選型

01一、盾構選型原則

2、選型依據

我國幅員遼闊，復雜多樣的工程地質、水文地質條件決定了盾構機的選擇要有較高的適應性。

盾構機選型應以工程地質、水文地質條件為主要依據，綜合考慮周圍環(huán)境條件、隧道斷面尺寸、施工長度、埋深、沿線地形、地面及地下構筑物等環(huán)境條件，以及周圍環(huán)境對地面變形的控制要求、工期、環(huán)保等因素。

盾構法施工-盾構選型

01一、盾構選型原則

2011年5月6日凌晨7時30分許，天津地鐵2號線建，國道—天津站區(qū)間隧道突泥涌水導致2臺盾構機被埋

盾構法施工-盾構選型

01一、盾構選型原則

2、選型依據

（1）工程地質、水文地質條件

以Ⅰ、Ⅱ級圍巖為主的隧道較適合采用敞開式盾構機施工以Ⅲ、IV級圍巖為主的隧道較適合采用雙護盾盾構機施工對于以V級圍巖為主和地下水位較高的城市淺埋隧道或越江隧道則較適合采用盾構法施工。

盾構選型01一、盾構選型原則

2、選型依據

（1）工程地質、水文地質條件

以Ⅰ、Ⅱ級圍巖為主的隧道較適合采用敞開式盾構機施工以Ⅲ、IV級圍巖為主的隧道較適合采用雙護盾盾構機施工對于以V級圍巖為主和地下水位較高的城市淺埋隧道或越江隧道則較適合采用盾構法施工。根據主要穿越地層，粉土、粉質黏土、淤泥質粉土、粉砂層、軟巖及軟硬不均地層宜選用土壓平衡盾構施工，開挖面渣土可直接進入土倉及螺旋輸送機內，從而維持開挖面的穩(wěn)定。

盾構選型01一、盾構選型原則

2、選型依據

（1）工程地質、水文地質條件

沖積形成的砂礫、砂、粉砂、黏土層、弱固結的互層，以及含水率高、開挖面不穩(wěn)定的地層，洪積形成的砂礫、砂、粉砂、黏土層，宜選用泥水平衡盾構機施工。根據水文地質條件：隧道穿越江、湖、海時，隧道最大外部水壓較大，如采用土壓平衡盾構機施工，則易導致噴涌情況的發(fā)生，故宜選用泥水平衡盾構機施工。

盾構法施工-盾構選型

01一、盾構選型原則

2、選型依據

（2）隧道斷面

大斷面大直徑隧道，且地面沉降控制要求高，均采用泥水平衡盾構機施工

（3）周圍環(huán)境條件

泥水平衡盾構施工需配置泥水分離系統，占地面積大，影響交通和市容；而土壓平衡盾構機占地面積小，對交通影響小。

盾構法施工-盾構選型

01二、盾構機選型方法

對于土壓平衡盾構機或泥水平衡盾構機，通常可以根據地層的滲透系數、地層顆粒級配選型、地下水頭壓力來進行選型。（1）根據地層滲透系數選型

當地層滲透系數小于10-7m／s時，可以選用土壓平衡盾構機；

當地層滲透系數在10-7～10-4m／s之間時，既可以選用土壓平衡盾構機，也可以選用泥水平衡盾構機；

當地層滲透系數大于10-4m/s時，宜選用泥水平衡盾構機。

盾構法施工-盾構選型

01二、盾構機選型方法

（2）根據地層顆粒級配選型

土壓平衡盾構機：主要適用于粉土、粉質黏土、淤泥質粉土、粉砂層等黏性土層的施工；黏土、淤泥質土區(qū)，為土壓平衡盾構機適用的顆粒級配范圍；

泥水平衡盾構機：礫石粗砂區(qū)，為泥水平衡盾構機適用的顆粒級配范圍；

粗砂、細砂區(qū)，可使用泥水平衡盾構機，也可經土質改良后，使用土壓平衡盾構機。

盾構法施工-盾構選型

01二、盾構機選型方法

（3)

根據地下水壓選型

當地下水壓大于0