盾构法隧道技术概要.doc

盾构法隧道工程技术 傅德明 demingfu@126.com 上海市土木工程学会 2011.5.21 目录： 1．盾构法隧道技术的发展历史 1.1盾构法隧道基本概念 1.2国外盾构隧道的发展 1.3我国盾构法隧道技术的发展 2．盾构掘进机 2.1 盾构掘进机的构造 2.2 盾构掘进机的分类 3 盾构掘进施工的竖井和配套设备 3.1 盾构掘进施工的竖井 3.2 出土和运输设备 3.3 同步注浆和壁后注浆设备 3.4 电力设备 4 隧道衬砌 4.1 衬砌构造(圆形隧道管片拼装图) 4.2 隧道衬砌分类 4.3 钢筋混凝土管片制作 5.网格挤压盾构工程实例 5.1 打浦路越江隧道工程 5.2 延安东路隧道工程 6. 土压盾构施工技术 6.1 土压平衡盾构掘进机的机理和适用地层 6.2 我国土压盾构的引进和消化吸收 6.3 上海地铁工程Φ6.34m土压盾构掘进施工 6.4 广州地铁工程Φ6.14m复合型土压盾构掘进施工 6.5 其它城市地铁的土压盾构应用情况 6.6 矩形土压盾构研制和应用 6.7 双圆形土压盾构的研究和工程应用 7．泥水盾构施工技术 7.1 延安东路隧道工程 7.2 大连路隧道和翔殷路隧道工程 7.3 复兴路双层隧道工程 7.4 上中路双层隧道工程 7.5 崇明越江隧道工程 1．盾构法隧道技术的发展历史 1．1盾构法隧道基本概念 盾构法是在盾构保护下修筑软土隧道的一类施工方法。这类方法的特点是地层掘进、出土运输、衬砌拼装、接缝防水和盾尾间隙注浆充填等作业都在盾构保护下进行，并需随时排除地下水和控制地面沉降，因而是工艺技术要求高、综合性强的一类施工方法。 1.1.1盾构法施工的优点 ⑴、场地作业少，隐蔽性好，因噪音、振动引起的环境影响小； ⑵、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； ⑶、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； ⑷、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； ⑸、自动化程度高、劳动强度低、施工速度较快。 1．1.2．盾构法施工的缺点 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。 1．1.3．施工的适用范围 适用于各类软土地层和软岩地层的隧道掘进，尤其适用于城市地下隧道工程。 水底公路隧道； 地铁区间隧道； 排水污水隧道； 引水隧道； 公用管线隧道。 1．1.4．盾构隧道的断面形状 1．2国外盾构隧道的发展 * 1818年，英国的布鲁诺从蛀虫钻孔得到启示，提出盾构掘进隧道设想。 * 1825～1843年，布鲁诺在伦敦泰吾士河下用盾构法修建458m长的矩形隧道（11.4m×6.8m）。 * 1830年，英国的罗德发明“气压法”辅助解决隧道涌水。 * 1865年，英国的布朗首次采用圆形盾构和铸铁管片，1869年用圆形盾构在泰吾士河下修建外径2.2m的隧道。 * 1874年，英国的占姆斯首创盾尾空隙压浆的辅助工法，并用于伦敦地铁南线内径3.2m隧道施工。 * 1880～1890年，在英国和加拿大间的圣克莱河下用盾构法建成直径6.4m、长1800m的水底铁路隧道。 * 1896年，开始应用刀盘式机械掘进盾构。 * 20世纪初，美国、英国、德国、苏联、法国等国开始采用盾构法修筑地铁和水底公路隧道。 * 1940年后，苏联用直径6.0～9.5m盾构在莫斯科和列宁格勒修建地铁。 * 1939～1942年，日本首次用盾构施工国铁关门隧道工程（盾构直径7.18m，隧道长度725.8m）。 * 1967年，英国开发成功首台泥水加压平衡盾构。 * 1974年，日本开发成功首台土压平衡盾构。 * 1987～1991年，英国、法国采用11台盾构掘进深50km长的英法海峡隧道，创造单台盾构连续掘进21km的记录。 * 1989～1996年，日本采用8台世界最大直径14.14m泥水加压盾构，掘进东京湾海峡隧道，2条隧道各长15.1km。 1．3我国盾构法隧道技术的发展 * 50年代，东北阜新煤矿首次采用直径2.6m手掘式盾构施工巷道。 * 1957年，北京市政工程局采用2台直径2.0m和2.6m手掘式盾构进行城市下水道施工。 * 1963年，上海隧道工程股份有限公司在软土地层进行直径4.2m手掘和网格盾构的浅推进和深推进工程试验。 * 1965