第七章盾构法施工学案.ppt

第七章 盾构法施工 7.1 概述 盾构法是在盾构保护下修筑软土隧道的一类施工方法。是在盾构的掩护下连续安全地进行开挖与支护工作。 盾构机是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撑土层压力，又能在土层中推进的施工机具。以盾构机为核心的一套完整的建造隧道的施工方法称为盾构法。 7.1 概述 7.1 概述 二、主要优缺点 优点：1、场地作业少，隐蔽性好，因噪音、振动引起的环境影响小；2、施工不受地形、地貌、江河水域等地表环境的限制，不受气候条件的影响； 3、隧道施工的费用和技术难度基本不受覆土深浅的影响，适宜于建造覆土深的隧道；4、穿越河底或海底时，隧道施工不影响航道，也完全不受气候的影响；5、穿越地面建筑群和地下管线密集区时，周围可不受施工影响；6、自动化程度高、劳动强度低、施工速度较快。 7、对地层的适应性宽，软土、砂卵石、软岩直至岩层均可； 因此，盾构法已在城市隧道（?水底公路隧道?、地铁区间隧道地铁、?排水污水隧道、?引水隧道等）建造中确定了绝对的统治地位，有人将其称为城市隧道工法。 7.1 概述 二、主要优缺点 缺点： 1、覆土较浅时，地表沉降较难控制； 2、用于施工小曲率半径隧道时，掘进较困难； 3、盾构施工中采用全气压法疏干和稳定地层时，对劳动保护要求高，施工条件差； 4、盾构施工隧道上方一定范围内地表沉陷尚难完全防止，特别是在饱水和含水松软的土层中； 7.1 概述 三、盾构技术发展简介 始于1825年，布鲁诺尔首创英国伦敦的泰晤士河水底隧道，有180多年的历史。 该矩形盾构断面去11.3m*6.7m，砖砌管片，1826年因塌方停工。1834年用该进的铸铁框盾构，再次动工，经历5此特大洪水之后，1843年彻底完工。 1869年，James Henry Greathead在泰晤士河建造直径为2.18m的行人隧道，衬砌是铸铁管片。1886年此人在建造伦敦地铁时首次使用压缩空气盾构。 7.1 概述 国外发展情况： 19世纪末20世纪初，各发达国家都得到推广。 1880-1890，美国~加拿大之间的圣克莱河建成一条直径6.4m，长1800多米的水底铁路隧道。 20世纪三四十年代，欧美国家已经成功地使用盾构建成内径为3~9.5m的多条地下铁道及过河公路隧道。 1994.5月通车的（The Channel Tunnel）,2条单线铁路隧道和1条辅助隧道，长51km平行隧道，海底段38*3km。1998年竣工的第二条英吉利海峡隧道直径15m,采用土压平衡盾构。 7.1 概述 国内发展情况： 始于1963年，上海隧道公司在浦东塘桥第四纪软弱含水层进行的直径为4.2m的网格挤压式盾构法试验。1966年用此法建造了直径为10.22的上海第一条黄浦江越江隧道。1988年又建成了直径为11.3m的延安东路过江隧道。 20世纪90年代以来，上海隧道公司成功掌握了土压平衡盾构和泥水平衡盾构工法。 2004年11月开工的武汉长江隧道，全长3630m，设计为左右道隔离双向四车道公路隧道。穿越粉细沙不稳定地层，采用法国NFM公司的直径为11.38m泥水加压平衡盾构和复合式刀具，长距离不换刀掘进。 目前正在施工的上海长江隧道，双向六车道，采用直径为15.43m的泥水加气平衡盾构，该盾构机为目前世界上直径最大的盾构掘进机。 7.2 盾构的构造 盾构机主要由通用机械（外壳，掘削机构、挡土机构、推进机构、管片拼装机构等）和专用机构组成。 外形：圆、双圆、三远、矩形、马蹄形等、 要求有足够的强度和刚度。对钢板的要求 大型分体式现场拼装 7.2 盾构的构造 一.盾构壳体及开挖系统 （1）盾构切口环 位于盾构最前端，装有掘削机械和挡土设备，切口环前端做成均匀刃口，施工时切入地层，掩护开挖作业。切口环部分主要用来容纳施工人员或安装挖掘机械。 切口环的长度取决于盾构正面支承、开挖的方法。机械化盾构取决于各类盾构所需安装的设备。 7.2 盾构的构造 （2）盾构支承环 紧接切口环之后，处于盾构中部。所有的地层压力、千斤顶的外力以及切口、盾尾、衬砌拼装时传来的施工荷载均由支承环承担。它的外缘布置盾构千斤顶，在大型的盾构中由于空间较大，所有液压、动力设备、操纵控制部分、排土运输部分、衬砌拼装机等均集中布置在其中； 支承环的长度不小于固定盾构千斤顶所需的长度，对于有刀盘的盾构还要考虑切削刀盘的轴承装置、驱动装置和排土装置的空间。 7.2 盾构的构造 （3）盾构盾尾 外壳延伸构成，作用是掩护衬砌拼装工作；