大学课程《隧道施工技术》PPT课件：21-盾构法 - 2.pptx

隧道施工技术主讲教师李现者盾构法

01盾构机作用原理盾构机构造组成本讲主要内容02

?土压平衡式盾构维持开挖面稳定的原理：是依靠密封舱内塑流状土体作用在开挖面上的压力(P)(它包括泥土自重产生的土压力与盾构推进过程中盾构千斤顶的推力)和盾构前方地层的静止土压力与地下水压力(F)相平衡。FPFF＞PminF=PFPmaxPmaxQPminQmaxF01盾构机作用原理

控制盾构推进过程中开挖面的稳定，可以用两种方法来实现：一是控制螺旋输送机排土量(调节其转速)；二是调节盾构千斤顶的推进速度，直接控制密封舱内的土压力P。01盾构机作用原理

02盾构机构造组成(2)压力舱压力测试搅拌系统压力控制加浆系统(3)排土、排泥系统排土器排浆管路搅拌装置加浆装置(4)推进装置千斤顶选型和配置工作速度安全锁总推力千斤顶行程压力垫盾构机通用装置轴承止水带(1)刀盘超挖装置刀盘开口旋转速度形式润滑装置刀头旋转力矩支承方式(6)附属装置盾尾止水装置壁后注浆装置开挖面崩坏探测装置锁定装置测量装置后方台车接头装置起重臂真圆保护(5)管片组装装置油压机油油压机油压管路(7)油压装置盾尾支撑环切口环

02盾构机构造组成土压平衡盾构的基本配置：1）刀盘2）刀盘驱动3）刀盘支承4）膨润土添加系统及泡沫系统5）螺旋输送机6）皮带运输机7）同步注浆系统8）盾尾密封系统9）管片安装机10）数据采集系统11）导向系统

02盾构机构造组成刀盘土仓螺旋输送机推进油缸管片安装器管片输送车管片人闸刀盘支撑皮带运输机刀盘驱动液压马达刀具压力挡板

02盾构机构造组成用于切削土体，同时将切削下来的土体搅拌混合，以改善切削土体的流动性；同时支撑切削土体稳定。根据围岩条件，切削刀盘可以是花板型的、辐条型的和砾石破碎型。在刀盘上装有切削刀具。刀盘面板型辐条型面板+辐条型砾石破碎型

02盾构机构造组成根据盾构直径的大小，刀盘的主轴可以采用中空轴式、中间支承式和周边支承式。刀盘中空轴式中间支撑式周边支撑式刀盘主轴形式

02盾构机构造组成中心刀先行刀刮刀边缘刮刀滚刀仿形刀刀具刀盘上安装有多种刀具：（不同的刀盘安装不同的刀具）

02盾构机构造组成中心刀：改善中心部位土体的切削和搅拌效果。

02盾构机构造组成先行刀：用来先行松散各种砂砾层、黏土层及全风化层，使其固结性能变差，然后由刮刀将其刮掉。刮刀先行刀

02盾构机构造组成刮刀：用来切削各种砂土、黏土等较松散的地层及全风化岩层等其它未固结的土体，刮刀上装有碳化钨刀刃，目的是为了更好的防止掘进过程中产生的磨损。

02盾构机构造组成边缘刮刀：用来校准盾构的开挖直径。边缘刮刀安装位置

02盾构机构造组成滚刀：在推力的作用下贯入岩层，同时在开挖面岩石阻力的作用下随刀盘做同心圆滚动，岩石被挤压，形成挤压切槽，并在小半径范围内将挤压裂纹延伸到周围的岩石，最终在刀盘推力作用下挤压切槽两边的岩石呈片状破碎。第15页

02盾构机构造组成仿形刀：用于盾构曲线施工时的超挖及盾构姿态的调整，由液压油缸操纵伸缩，其行程为0～175mm。第16页

02盾构机构造组成第17页用来驱动刀盘旋转的装置。该装置包括电动机(或液压设备)、减速器、大小齿轮、大轴承等。主驱动系统驱动马达

02盾构机构造组成盾构机主体包括三个部分：前盾、中盾、后盾。注浆管盾尾密封刷前盾中盾后盾

02盾构机构造组成前盾密封舱：用于存贮被刀盘切削下来的土体，并加以搅拌使其成为不透水的，具有适当流动性的塑流体，使其能及时充满密封舱和螺旋输送机的全部空间，对开挖面实行密封，以维持开挖面的稳定性，同时，也便于将其排出。

02盾构机构造组成中盾刀盘驱动部分、推进千斤顶、铰接千斤顶和人闸等。推进油缸铰接油缸

02盾构机构造组成推进系统推进系统通过22个推进油缸来提供盾构机前进的动力。

02盾构机构造组成铰接系统为确保隧道曲线段施工而设置。主要由铰接液压缸、密封装置以及铰接止转装置等组成。

02盾构机构造组成人闸用于盾构机在带压状态下，工作人员经人闸的调压后进入开挖舱，维护、更换刀具等作业。内含：照明、压力表、气阀、时钟表、消音器、椅子、取暖器、电话等。

02盾构机构造组成后盾主要是管片拼装机、盾尾、盾尾密封刷、