9-1 盾构工法-地下建筑结构.pptx

地下建筑结构第9章 盾构法隧道结构 知识点1 盾构工法陈海明 博士 副教授 安徽理工大学-城市地下空间工程 安徽理工大学-城市地下空间工程 盾构：含义为遮盖物、保护物。 盾构机：由外形与隧道断面相同、但尺寸比隧道外形稍大的钢筒或框架压入地层中构成保护掘削机的外壳和壳内各种作业机械、作业空间组成的组合体。盾构机是一种既能支承地层压力，又能在地层中推进的施工机具。 盾构法（shield method）: 用盾构机修筑隧道的暗挖施工方法，是在盾构钢壳体的保护下进行开挖、推进、衬砌和注浆等作业的方法。 盾构隧道：用盾构法施工建造的隧道。 9.1 盾构工法 安徽理工大学-城市地下空间工程 盾构法主要施工程序 安徽理工大学-城市地下空间工程 盾构组装 安徽理工大学-城市地下空间工程 盾构始发井-出洞口土体加固 安徽理工大学-城市地下空间工程 管片拼装 安徽理工大学-城市地下空间工程 盾构进洞 安徽理工大学-城市地下空间工程 法国工程师布鲁诺尔（Mare Isambard Brunel）在伦敦从船蛀在船板上蛀孔，再用分泌物涂在孔的四周中得到启示，发现了盾构法掘进隧道的原理。 第一条盾构隧道：1825-1843年在英国泰晤士河下建成，该盾构呈矩形状（宽11.6m，高7m），总共只有366m长的隧道却耗时近20年完成，曾经历很大困难，出现过五次以上涌水。 19世纪末到20世纪初，盾构施工法已在美国、德国、前苏联、法国、英国等国开始推广。 盾构技术发展简介 安徽理工大学-城市地下空间工程 1880～1890年间，在美国和加拿大间的圣克莱河下用盾构法建成一条直径6.4m，长1800余米的水底铁路隧道。 20世纪30～40年代：欧美国家已成功地使用盾构建成内径为3.0～9.5m的多条地下铁道及过河公路隧道。仅在美国纽约就采用气压法建成了19条重要的水底隧道。 1994年5月7日建成通车的连接英法两国的英吉利海峡隧道：由三条长50.50km的平行隧洞组成，总长度153km，是目前世界上第二长的海底隧道。 盾构技术发展简介 安徽理工大学-城市地下空间工程 日本是欧美国家以外第一个引进盾构施工技术的国家。1939年的关门隧道是日本首次采用盾构施工技术的隧道工程，1957年东京地铁的丸之内线采用盾构施工技术修建了一段区间隧道。 从20世纪60年代起，盾构法在日本得到迅速发展。 80年代以来，日本无论是新型盾构工法的开发（双圆、三圆、椭圆形、矩形，球体盾构，母子盾构，地中对接技术等很多新工法、新工艺源于日本），还是施工机械盾构机的制作数量（据文献报道，从1964年到1984年20年间日本制作的各式盾构机不少于5000台）、建造的隧道的长度（仅东京地铁隧道一项累计长度已超过300km）、承包海外隧道工程（设计及施工）的数量和地区，刊登有关盾构法的刊物的数量（近10种），向国际隧道学会历届学术会议提交论文的数量等等均名列前茅。 盾构技术发展简介 安徽理工大学-城市地下空间工程 西雅图SR99大型立体隧道。Bertha共挖了2825m，安装了管片1417环。 Bertha由美国华盛顿交通运输局和西雅图隧道合作公司委托日本日立株式会社建造，它直径长17.5m，总重量为7000吨，最大挖掘速度可达3.6m/d。 世界上最大的盾构机-Bertha 安徽理工大学-城市地下空间工程 我国盾构技术在解放前是个空白。新中国成立后，在第一个五年计划期间，阜新煤矿用Φ2.6m圆断面盾构及小型混凝土预制块建造了疏水巷道工程；1957年在北京下水道工程中也用过Φ2.0m及2.6m的盾构。 系统开发盾构技术始于1963年：Φ4.2m网格挤压式盾构的试验。1970年上海隧道公司用Φ10.22m盾构机建成上海第一条黄浦江越江隧道—打浦路隧道—中国国内第一条采用盾构法施工的越江公路隧道；1988年上海隧道公司又建成了Φ11.3m延安东路过江隧道。 20世纪90年底以来上海隧道公司成功地掌握了土压平衡盾构（Φ6.34m）和泥水平衡盾构 (Φ11.22m)技术 。 盾构技术发展简介 安徽理工大学-城市地下空间工程 上海隧道工程股份有限公司研制了具有完全自主知识产权的中国首台国产Φ6.34m “先行号”土压平衡盾构机，以及 Φ11.22m大直径泥水平衡盾构“进越号”，合作研制了Φ15.73m、15.43m国内最大直径盾构。 现已成为目前全球最大的专业性盾构设备制造基地之一。已累计研发制造盾构200余台，累计向新加坡、印度等出口盾构机60余台。 盾构技术发展简介 安徽理工大学-城市地下空间工程 上海隧道工程股份有限公司 2003年先行号，土压平衡盾构 2008年进越号，泥水平衡盾构 2015年阳明号，世界上最大断面矩形盾构 盾构技术发展简介 安徽理工大学-城市地下空间