盾构施工技术介绍目录一、盾构施工发展二、盾构机选型三、盾构施工主要技术常用隧道施工方法明挖法矿山法掘进机（TunnelBoringMachine）常用隧道施工方法TBM硬岩掘进机盾构一、盾构施工发展一、盾构施工发展1802年，英国采矿工程师阿贝尔•马蒂厄提出修建英吉利海峡隧道的计划，设计从英法两岸用一种有掩体结构的挖掘机修筑隧道，每侧各挖掘18.7km，最后在瓦恩•班克浅滩对接贯通。1803年，爆发英法战争，使该计划未能实施。阿贝尔·马蒂厄设计的隧道起源盾构机问世至今已有近180多年的历史，其源于英国，发展于日本、德国等。一、盾构施工发展起源1818年，法国工程师布鲁诺尔（MareIsambardBrunel）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。后来，布鲁诺尔完善了构思，注册了专利。布鲁诺尔注册专利的盾构一、盾构施工发展起源布鲁诺尔在伦敦泰晤士河下的隧道工程中首次使用这种盾构,设想成为现实。矩形盾构断面尺寸为11.3m×6.7m。泰晤士河下的隧道工程始于1825年，施工期间遇到了许多困难，在经历了五次以上特大洪水后，直到1843年才全部完工。泰晤士河底隧道施工时涌水一、盾构施工发展其后随着盾构机的设计、制造能力的逐渐发展，盾构施工得到了快速的发展和广泛的应用就其开挖断面不同，发展的有单圆盾构、双园盾构、三圆盾构、矩形盾构、异形盾构、自由断面盾构等。分类就其稳定掌子面介质的不同，分为土压平衡盾构、泥水平衡盾构。其中土压平衡盾构根据地层条件可采用敞开式（大气压力）、气压平衡式（压缩空气）、土压平衡式（改良后的碴土）三种模式掘进。一、盾构施工发展三圆盾构掘进机分类（按开挖断面不同）单圆盾构掘进机一、盾构施工发展异型盾构掘进机矩形盾构开挖成型隧道分类（开挖断面不同）一、盾构施工发展分类（稳定掌子面介质）泥水平衡盾构根据平衡开挖面平衡介质（出渣方式）可分为土压平衡盾构和泥水平衡盾构。土压平衡盾构一、盾构施工发展土压（泥水）平衡原理土压（泥水）平衡模式是在盾构开挖时，利用土仓内的土压（泥水压）或加注辅助材料产生的压力来平衡开挖面的土压及地下水压力，以避免掌子面坍塌或地层失水过多而引起地表下沉的一种盾构掘进模式。二、盾构机选型类型选择二、盾构机选型从国内外施工实例来看，主要从土压平衡盾构和泥水盾构中选择比较项目土压平衡式盾构机泥水加压式盾构机设备费用6.3m直径约0.3～0.5亿元6.3m直径约0.45～0.65亿元施工场地施工场地较小。需泥浆处理场，施工场地较大。对周围环境影响渣土运输对环境产生一定影响泥浆处理设备噪音、振动及渣土运输对环境产生影响较大。开挖面稳定能力通过排（进）土量控制，较好。通过泥浆压力及流通控制，好。开挖效率加入合适的添加剂后增加流动性和止水性，可提高掘进效率；添加剂管理容易。泥浆循环分离费时，泥浆管理难。泥土输送方式螺旋机出土，皮带机、轨道车辆运输，输送间断不连续，相较泥水式速度慢泥水管道输送，可连续输送，输送速度快而均匀；占用隧道空间小，但设备故障影响很大。两种机型比较类型选择土压平衡盾构对地质条件的要求地层颗粒级配与地层含水量细颗粒含量：对于土压平衡盾构机来说，最能适应的土层就是含有足够细颗粒的地层。理想的颗粒尺寸的地层包括粘土、淤泥、砂，并且含有25-30%的水分。当地层中没有足够的细颗粒含量时，例如砂卵石地层，应采取辅助的处理措施，比如注射泡沫、聚合物或非常高浓度的泥浆帮助解决细颗粒问题。以便使土压平衡盾构机能适应这种地层。二、盾构机选型类型选择二、盾构机选型土压平衡盾构对地质条件的要求地层颗粒级配与地层含水量类型选择土压平衡盾构对地质条件的要求上图左边白颜色区域为卵石砾石粗砂区，为泥水平衡盾构机适用的颗粒级配范围。右边蓝颜色区域为细砂淤泥粘土区，为土压平衡盾构机适用的颗粒级配范围。级配图说明细颗粒含量多则碴土能形成不透水的塑流体，容易并能够充满土仓的每个部位，以便建立压力并传递到切削面支撑土体，而又不发生堵仓。可以实现土压平衡。粗颗粒含量高的碴土不能形成具备这种功能的碴土，...
