[指南]第七章 法施工

1、第七章第七章 盾盾構(gòu)構(gòu)法施工法施工7-1 7-1 概述概述 盾構(gòu)盾構(gòu)（shield）是一個即可以支是一個即可以支承地層壓力又可以在地層中推進(jìn)的活承地層壓力又可以在地層中推進(jìn)的活動鋼筒結(jié)構(gòu)。動鋼筒結(jié)構(gòu)。 目前，日本制造的各種類型的盾構(gòu)目前，日本制造的各種類型的盾構(gòu)超過了超過了5000臺；加拿大的臺；加拿大的 lovat生產(chǎn)生產(chǎn)了了200多臺；其他還有德國等國家。我多臺；其他還有德國等國家。我國上海也已生產(chǎn)并使用了多臺盾構(gòu)。國上海也已生產(chǎn)并使用了多臺盾構(gòu)。7-1 7-1 概述概述 上中路隧道西接上中路，東連正在規(guī)劃上中路隧道西接上中路，東連正在規(guī)劃中的中環(huán)線快速路，全長中的中環(huán)線快速路，全長2.8

2、公里。建成公里。建成后隧道內(nèi)分設(shè)上下兩層雙向后隧道內(nèi)分設(shè)上下兩層雙向4車道，設(shè)計(jì)車道，設(shè)計(jì)通車時速達(dá)通車時速達(dá)80公里。隧道采用直徑為公里。隧道采用直徑為 14.87米的超大型泥水平衡盾構(gòu)掘進(jìn)施工，米的超大型泥水平衡盾構(gòu)掘進(jìn)施工，為目前世界之最。對于這項(xiàng)大型工程，為目前世界之最。對于這項(xiàng)大型工程，它對施工技術(shù)和組織管理等各個方面的它對施工技術(shù)和組織管理等各個方面的要求都極高，這是我國隧道界對隧道施要求都極高，這是我國隧道界對隧道施工技術(shù)發(fā)起的又一次挑戰(zhàn)。工技術(shù)發(fā)起的又一次挑戰(zhàn)。 7-1 7-1 概述概述 一、優(yōu)點(diǎn)一、優(yōu)點(diǎn) 1、施工安全；、施工安全； 2、掘進(jìn)速度快；、掘進(jìn)速度快； 3、不影響交

3、通與航運(yùn)；、不影響交通與航運(yùn)； 4、不受外界條件影響；、不受外界條件影響； 5、對周圍環(huán)境沒有干擾；、對周圍環(huán)境沒有干擾； 6、在松軟含水地層中施工具有優(yōu)越性。、在松軟含水地層中施工具有優(yōu)越性。7-1 7-1 概述概述 二、盾構(gòu)的型式二、盾構(gòu)的型式 1、急彎施工盾構(gòu)、急彎施工盾構(gòu) 2、多圓斷面盾構(gòu)、多圓斷面盾構(gòu) 3、方型盾構(gòu)、方型盾構(gòu) 4、大直徑盾構(gòu)、大直徑盾構(gòu) 5、特殊盾構(gòu)、特殊盾構(gòu) 6、自由斷面盾構(gòu)、自由斷面盾構(gòu) 7、球體盾構(gòu)、球體盾構(gòu)雙圓盾構(gòu)雙圓盾構(gòu)7-2 7-2 分類與構(gòu)造分類與構(gòu)造 盾構(gòu)是集隧道施工中的開挖、出土、盾構(gòu)是集隧道施工中的開挖、出土、支護(hù)、襯砌等多項(xiàng)作業(yè)于一體的聯(lián)合施工支

4、護(hù)、襯砌等多項(xiàng)作業(yè)于一體的聯(lián)合施工機(jī)械，其將隧道的施工過程形成了工廠化機(jī)械，其將隧道的施工過程形成了工廠化的流水性作業(yè)。的流水性作業(yè)。 一、分類一、分類 無論怎樣分類，對于盾構(gòu)來說其基本組成無論怎樣分類，對于盾構(gòu)來說其基本組成和功能都是相同的，不同的是盾構(gòu)越來越和功能都是相同的，不同的是盾構(gòu)越來越先進(jìn)、技術(shù)含量越來越高、性能越來越完先進(jìn)、技術(shù)含量越來越高、性能越來越完善，能夠在較大范圍內(nèi)滿足施工要求。善，能夠在較大范圍內(nèi)滿足施工要求。7-2 7-2 分類與構(gòu)造分類與構(gòu)造 （一）敞開型（一）敞開型 （二）密閉型（二）密閉型 1、水槍網(wǎng)格式、水槍網(wǎng)格式 2、局部氣壓平衡式、局部氣壓平衡式 3、泥水

5、加壓平衡式、泥水加壓平衡式 4、土壓平衡式、土壓平衡式7-2 7-2 分類與構(gòu)造分類與構(gòu)造 二、基本構(gòu)造二、基本構(gòu)造 盾構(gòu)可分為：刀盤、盾殼、驅(qū)動、盾構(gòu)可分為：刀盤、盾殼、驅(qū)動、出渣等幾部分出渣等幾部分 （一）刀盤（一）刀盤 開挖土體并攪拌泥土開挖土體并攪拌泥土 1、切割刀、切割刀 2、盤型滾刀、盤型滾刀 3、混合刀、混合刀盾構(gòu)基本構(gòu)造示意圖盾構(gòu)基本構(gòu)造示意圖7-2 7-2 分類與構(gòu)造分類與構(gòu)造 （二）盾殼（二）盾殼 功能是承受盾構(gòu)上部的土壓和水壓，并功能是承受盾構(gòu)上部的土壓和水壓，并作為盾構(gòu)主承系統(tǒng)和部件的安裝基礎(chǔ)。作為盾構(gòu)主承系統(tǒng)和部件的安裝基礎(chǔ)。 1、切口環(huán)、切口環(huán) 切口環(huán)與刀盤共同形成

6、渣土倉或氣壓室切口環(huán)與刀盤共同形成渣土倉或氣壓室以封閉開挖面，給地層提供支護(hù)以封閉開挖面，給地層提供支護(hù) 2、支承環(huán)、支承環(huán) 位于盾構(gòu)的中部，是盾殼的主體、是起位于盾構(gòu)的中部，是盾殼的主體、是起決定性作用的承力結(jié)構(gòu)決定性作用的承力結(jié)構(gòu)7-2 7-2 分類與構(gòu)造分類與構(gòu)造 3、盾尾、盾尾 由環(huán)狀外殼和安裝在內(nèi)側(cè)的密封由環(huán)狀外殼和安裝在內(nèi)側(cè)的密封結(jié)構(gòu)組成。起支撐隧道周邊、防止地結(jié)構(gòu)組成。起支撐隧道周邊、防止地下水與注漿材料擠入隧道內(nèi)；同時也下水與注漿材料擠入隧道內(nèi)；同時也是管片拼裝機(jī)的安裝基礎(chǔ)及空間。是管片拼裝機(jī)的安裝基礎(chǔ)及空間。 （三）刀盤驅(qū)動系統(tǒng)（三）刀盤驅(qū)動系統(tǒng) 由動力傳遞系統(tǒng)與動力系統(tǒng)兩部

7、由動力傳遞系統(tǒng)與動力系統(tǒng)兩部分組成。分組成。7-2 7-2 分類與構(gòu)造分類與構(gòu)造 1、動力傳遞系統(tǒng)：、動力傳遞系統(tǒng)： 主要由驅(qū)動齒輪、大齒圈、主軸承、減速主要由驅(qū)動齒輪、大齒圈、主軸承、減速箱等構(gòu)成。箱等構(gòu)成。 2、動力系統(tǒng)：、動力系統(tǒng)： 液壓：液壓馬達(dá)、液壓泵站、供電系統(tǒng)液壓：液壓馬達(dá)、液壓泵站、供電系統(tǒng) 電動：電動機(jī)、供電系統(tǒng)電動：電動機(jī)、供電系統(tǒng) 均安裝在與支承環(huán)相臨的切口環(huán)的圓形隔均安裝在與支承環(huán)相臨的切口環(huán)的圓形隔板上，并作均等布置。板上，并作均等布置。7-2 7-2 分類與構(gòu)造分類與構(gòu)造 3、刀盤驅(qū)動系統(tǒng)的作用、刀盤驅(qū)動系統(tǒng)的作用 是帶動刀盤旋轉(zhuǎn)，保證刀盤在不同的地是帶動刀盤旋轉(zhuǎn)，

8、保證刀盤在不同的地質(zhì)條件下采用不同的開挖模式時可以具質(zhì)條件下采用不同的開挖模式時可以具有不同的旋轉(zhuǎn)速度，并根據(jù)地層的變化有不同的旋轉(zhuǎn)速度，并根據(jù)地層的變化提供刀盤所需要的不同的切削扭矩。提供刀盤所需要的不同的切削扭矩。 （四）推進(jìn)系統(tǒng)（四）推進(jìn)系統(tǒng) 1、功能：、功能： 決定盾構(gòu)的推進(jìn)速度、刀盤每轉(zhuǎn)的切深、決定盾構(gòu)的推進(jìn)速度、刀盤每轉(zhuǎn)的切深、轉(zhuǎn)向、糾偏等重要技術(shù)參數(shù)。轉(zhuǎn)向、糾偏等重要技術(shù)參數(shù)。7-2 7-2 分類與構(gòu)造分類與構(gòu)造 2、組成、組成 由盾構(gòu)千斤頂、千斤頂支座、液壓泵、由盾構(gòu)千斤頂、千斤頂支座、液壓泵、驅(qū)動電機(jī)、操控部分、油冷卻部分與驅(qū)動電機(jī)、操控部分、油冷卻部分與輸油管路等構(gòu)成。輸油

9、管路等構(gòu)成。 盾構(gòu)千斤頂一般在盾構(gòu)千斤頂一般在2030臺之間；分臺之間；分前部推進(jìn)型、后部推進(jìn)型；前部推進(jìn)型、后部推進(jìn)型； 其行程依管片的寬度、管片的分塊、其行程依管片的寬度、管片的分塊、封頂塊的安裝方法而定。封頂塊的安裝方法而定。7-2 7-2 分類與構(gòu)造分類與構(gòu)造 （五）排渣系統(tǒng)（五）排渣系統(tǒng) 由螺旋輸送機(jī)和皮帶輸送機(jī)、運(yùn)渣車由螺旋輸送機(jī)和皮帶輸送機(jī)、運(yùn)渣車輛組成。輛組成。 1、皮帶輸送機(jī)與車輛：作用單一、皮帶輸送機(jī)與車輛：作用單一 2、螺旋輸送機(jī)：、螺旋輸送機(jī)： 一是把一是把 渣土向后部輸送，更為重要的渣土向后部輸送，更為重要的功能是通過調(diào)節(jié)其轉(zhuǎn)速控制出渣的速功能是通過調(diào)節(jié)其轉(zhuǎn)速控制出渣

10、的速度和出渣量，使排土量與刀盤切削的度和出渣量，使排土量與刀盤切削的土量保持平衡。土量保持平衡。盾構(gòu)隧道示意圖盾構(gòu)隧道示意圖7-2 7-2 分類與構(gòu)造分類與構(gòu)造 （六）管片拼裝機(jī)（六）管片拼裝機(jī) 分為回轉(zhuǎn)環(huán)式、空心軸式和齒輪齒條分為回轉(zhuǎn)環(huán)式、空心軸式和齒輪齒條等幾種心事形式。等幾種心事形式。 （七）背襯充填和超前注漿系統(tǒng)（七）背襯充填和超前注漿系統(tǒng) 1、背襯充填：、背襯充填： 同步注漿、及時注漿同步注漿、及時注漿 2、超前注漿：、超前注漿：拼裝機(jī)（環(huán)型）拼裝機(jī)（環(huán)型）拼裝后成環(huán)隧道拼裝后成環(huán)隧道7-2 7-2 分類與構(gòu)造分類與構(gòu)造 （八）后配套平臺拖車（八）后配套平臺拖車 長度一般在長度一般在3040m之間；既是運(yùn)渣車輛之間；既是運(yùn)渣車輛的停放處，又是各種輔助設(shè)備的安裝基架。的停放處，又是各種輔助設(shè)備的安裝基架。 （九）電器系統(tǒng)（九）電器系統(tǒng) （十）控制系統(tǒng)（十）控