大学课程《隧道施工技术》PPT课件：20-盾构法-1.pptx

隧道施工技术主讲教师李现者盾构法

01概念和分类盾构特点本讲主要内容0203盾构选型04盖挖半逆作法

盾构法是暗挖法施工中的一种全机械化施工方法。它是将盾构机械在地下推进，通过盾构外壳和管片支承四周围岩防止发生往隧道内的坍塌。同时在开挖面前方用切削装置进行土体开挖，通过出土机械运出洞外，靠千斤顶推进系统在后部加压顶进，并拼装预制管片，形成隧道结构的一种机械化施工方法。盾构概念01概念和分类

盾构分类01概念和分类全开敞式手掘式半机械式机械式半开敞式——挤压式泥水式土压式密封式泥土加压式泥浆式土压式泥土加压式

盾构分类01概念和分类密封式盾构机是指在机械开挖式盾构机内设置隔墙，进入刀盘与隔墙土仓的土体，由泥水压力或土压提供足以使开挖面保持稳定的压力。密封式盾构机又分成局部气压式、土压平衡式和泥水平衡式几种。

盾构分类01概念和分类在机械式盾构支承环的前边装上隔板，使切口环成为一个密封舱，其中充满压缩空气，达到疏干和稳定开挖面土体的作用。(1)局部气压式盾构

盾构分类01概念和分类前端是全断面切削刀盘；后面有贮留切削土体的密封舱；在中心处或下方装有长筒形的螺旋输送机；在密封舱、在螺旋输送机和在盾壳四周装设的土压传感装置；还可装设塑流化材料的注入设备——改善切削土体流动性。(2)土压平衡式盾构

盾构分类01概念和分类(3)泥水加压式盾构?支护开挖面方法：密封舱内充满特殊配制的压力泥浆，刀盘(花板型)浸没在泥浆中工作。通常是泥浆压力和刀盘面板共同对开挖面支护，泥浆压力主要是在掘进中起支护作用，刀盘面板主要是在停止掘进时起支护作用。?排碴方式：刀盘切削下的碴土在密封舱内与泥浆混合后，用排泥泵及管道输送至地面处理，处理后的泥浆再由供泥泵和管道送回盾构重复使用。所以，采用泥水加压式盾构时，还需配备一套泥浆处理系统。

02盾构特点?施工作业在地下进行，不影响地面交通；?采用机械开挖，减少了对附近居民的噪音和振动影响；?施工费用不受埋深的影响，有较高的技术经济优越性；?盾构的推进、出土、拼装衬砌等主要工序循环进行，易于管理，施工人员较少；?穿越江、河、海时，不影响航运；?施工不受风雨等气候条件影响；?隧道内施工环境较好、安全性好，控制地表沉降的效果较好。(1)盾构法优点

02盾构特点?施工设备费用较高；?覆土较浅时，地表沉降较难控制；?用于施工小曲率半径隧道时，掘进较困难。(2)盾构法缺点

02盾构特点?在松软含水地层，相对均质的地质条件；?盾构法施工隧道应有足够的埋深，覆土深度宜不小于6m。隧道覆土太浅；盾构法施工难度较大，在水下修建隧道时，覆土太浅盾构施工安全风险较大；?地面上必须有修建用于盾构进出洞和出土进料的工作井位置；?隧道之间或隧道与其他建(构)筑物之间所夹土(岩)体加固处理的最小厚度为水平方向1.0m，竖直方向1.5m；?从经济角度讲，连续的盾构施工长度不宜小于300m。(3)盾构法适用条件

03盾构选型选型依据开挖面稳定地层的适应性地下水处理沉降在综合分析比较的基础上，从技术角度来探讨最适宜的盾构型式，最终的选择仍取决于经济和企业的施工能力。施工适宜性安全性辅助工法环境及公害

03盾构选型现在工程中应用最为广泛的为第三代盾构(泥水式+土压式)方法1：根据地层的渗透系数进行选型渗透系数小于10-7m/s时：土压平衡盾构渗透系数大于10-7m/s，小于10-4m/s时：土压平衡盾构或泥水盾构渗透系数大于10-4m/s时：泥水盾构

第14页方法2：根据地层的颗粒级配进行选型03盾构选型

03盾构选型方法3：根据地下水压进行选型当水压大于0.3MPa时：泥水盾构当水压小于0.3MPa时：土压平衡盾构当水压大于0.3MPa时，如采用土压平衡盾构，螺旋输送机难以形成有效的土塞效应，在螺旋输送机排土闸门处易发生碴土喷涌现象，引起土仓中土压力下降，导致开挖面坍塌。当水压大于0.3MPa时，如因地质原因需采用土压平衡盾构，则需增大螺旋输送机的长度，或采用二级螺旋输送机。

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