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盾构法隧道施工技术讲座

讲座内容

盾构法隧道的发展历史、技术现状和发展

动向

盾构法隧道的基本原理及特点

盾构机的分类及选型

盾构施工关键技术

18世纪末英国人提出在伦敦地下修建横贯通泰晤士河隧道的设想，并于

1798年开始着手工作希望实现这个构想，但由于竖井挖不到预定深度，计划受挫，4年后Torevix决定在另一个地方建造连接两岸的隧道，随后工程再次开工，当掘进到最后30m时，开挖面激剧浸水，工程再次受阻。工程从开工到被迫终止用了5年时间，此后修建横贯泰晤士河隧道的计划在以后10年内没有任何进展。

1818年，Brunel观察小虫腐蚀木船底板成洞的经过，从而得到启发，在此基础上提出了盾构工法，并得到专利。这就是所谓开放型手掘式盾构的原型，Brunel对自己的新工法非常自信，于1823年拟定了修建另一条泰晤士河隧道的计划，随后这个计划得到英国国会批准，于1825年动工，初期，工程进展顺利，但后来由于地层下沉，工程被迫中止。但Brunel并没有灰心，总结了失败的教训后，对盾构做了7年改进后，于1834年再次开工，又经过7年施工，终于在1841年贯通隧道。

自Brunel向泰晤士河隧道发起战到胜利，前后经历了20个春秋，此时，他

已是72岁的老人。Brunel对盾构工法的贡献极为卓著,这是后人的一致评价。

眉构法隧道的发展历吏

屑啊法隧道施工发展更

自Brunel的方形盾构后，盾构技术经过23年的改进，到1869年修建横贯通

泰晤士河的第二条隧道，这个项目由Great负责，从起初Torevix的反复失败，

到Brunel的盾构工法，进而改进为Great的盾构工法，前后经历了80年的漫长岁月。

19世纪到20世纪中叶，盾构工法相继传入美国、法国、德国、日本、苏联等国，并得到不程度的发展。在这一段时期，盾构工法虽然有一定进步，但这一时期仍主要是盾构工法在世界各国的推广与普及。

20世纪60至80年代盾构工法继续发展完善，成绩显著。这一时期出现了多

种盾构工法，以泥水式、土压式盾构工法为主。

1990至2003年，这一段时间盾构工法的技术进步极为显著。归纳起来有以下几个特点：

(1)盾构隧道长距离化、大直径化。这一时期英法两国修建了长达48km的英吉利海峡隧道，隧道断面直径达8.8m,采用的是土压盾构工法。

(2)盾构多样化。出现了矩形、椭圆形、多园搭接形等多种异圆断面盾构。(3)施工自动化。盾构掘进中和方向、姿态自动控制系统，施工信息化、

自动化的管理系统及施工故障自诊断系统。

盾构法隧道的发展历史

屑啊法隧道施工发展更

当前是泥水盾构、土压盾构技术的普及与推广时期，但有些技术细节还有待完善及改进。

多种特种盾构的相继问世，大大地扩展了盾构工法的应用范围，使用盾构工法的前暴更加宽广。但由于这这些特种工法问世时

间不长，施工实例还不够多，有些细节仍有待改进。

近年来交通工程、下水道工程、共同沟工程存在大直径盾构隧

道的构建需求，所以大直径、长距离、高速施工等施工措施、

施工设备的研发与成功应用也较为迫切。

盾构法隧道的技术现状

肩构法隧道施工发展奥

盾构法隧道的基本原理及特点

》盾构法隧道的基本原理是用一件有形钢质组件沿隧道设计

轴线开挖土体而向前推进。

》盾构由通用机构与专用机构组成。通用机构一般由外壳、掘土机构、推进机构、挡土机构、管片组装机构、附属机构等组成。专用机构因机种而异，如对于土压盾构而言，专用机构即为排土机构、搅拌机构、添加材注入装置；而

对于泥水盾构而言，专用机构系指送排泥机构、搅拌机构。

盾构法隧道的基本原理及特点

外壳

设置盾构外壳的目的是保护掘削、排土、推进、做衬等所有作业设备、装置的要全，故整个外壳用钢板制作，并用环形梁加固支承。一台盾构机的外壳沿纵向从前到后分为前、中、后三段，通常又将这主段称为切口、支承、盾尾三部分。

盾构法隧道基本原理及特点

切口

该部位装有掘削机械和挡土设备，故又称掘削挡土部。

支承

支承部即盾构的单央部位，是盾构的主俸构造部。因为要支承盾构的全部荷载，所以该部位的前言和后方均设有环状梁和支柱，由梁和柱支承其全部荷载。

盾尾

盾尾部即盾构的后部。盾尾部为管片拼装空间，该空间内装有拼装管片

的举重臂。为了防止周围地层的土、地下水及背后注入的填充浆液窜入该部

位，物设置尾封装置。

盾构法隧道基本原理及特点

尾封

盾尾密封是为了防止周围地层的土砂、地下水、背后注入浆液、开挖面上的泥水、泥土从盾尾间隙流向盾构而设置的封装措施。尾封通常使用钢丝刷、尿烷橡胶或者两者的组合。尾封的示意图如上图所示。另外