隧道其它施工方法—盾构法（隧道工程施工课件）.pptx

从它的定义可以看出：盾构施工法由稳定开挖面、盾构机挖掘和衬砌三大部分组成。

在闹市区或软弱地层中，盾构法是修建地铁的主要施工方法之一。

使用的主要机械就是盾构机。;;;;;;;;(2)土压平衡式盾构

前端是全断面切削刀盘；

后面有贮留切削土体的密封舱；

在中心处或下方装有长筒形的螺旋输送机；

在密封舱和螺旋输送机，以及在盾壳四周装设的土压传感装置；

还可装设塑流化材料的注入设备——改善切削土体流动性。;①刀盘：用于切削土体，同时将切削下来的土体搅拌混合，以改善切削土体的流动性。

根据围岩条件，切削刀盘可以是花板型的、辐条型的和砾石破碎型。在刀盘上装有切削刀具。

根据盾构直径的大小，刀盘的主轴可以采用中空轴式、中间支承式和周边支承式。;盾构机刀盘(花板型）;盾构机刀盘(辐条型）;盾构机刀盘(砾石破碎型）;盾构机刀盘(辐条型）;;②密封舱：用于存贮被刀盘切削下来的土体，并加以搅拌使其成为不透水的，具有适当流动性的塑流体，使其能及时充满密封舱和螺旋输送机的全部空间，对开挖面实行密封，以维持开挖面的稳定性，同时，也便于将其排出。;③螺旋输送机：用来将密封舱内的塑流状土体排出盾构外，并在排土过程中，利用螺旋叶片与土体间的摩擦和土体阻塞所产生的压力损失，使螺旋输送机排土口的泥土压力降至一个大气压力，使其不发生喷漏现象。;④塑流化材料注入器：用来向密封舱、刀盘和螺旋输送机内注入塑流化添加剂(泥浆材料、化学发泡剂两类)。

碴土的塑流性常用螺旋输送机的排土率K来定量判定：;加注泡沫;⑤土压传感器：用于测量密封舱和螺旋输送机内的土压力，密封仓内土压力是判定开挖面是否稳定的依据，螺旋输送机内的土压力用来判断螺旋输送机的排土状态，如喷涌、固结、阻塞等。;;控制盾构推进过程中开挖面的稳定，可以用以下两种方法来实现：

一是控制螺旋输送机排土量(调节其转速)；

二是调节盾构千斤顶的推进速度和螺旋输送机转速，直接控制密封舱内的土压力P。

不使开挖面产生影响的渣土压力P的波动范围（即???合理的P值）

主动土压力+地下水压力P被动土压力+地下水压力

对于花板型刀盘，若刀盘面板开口率为x，刀盘上和密封舱内的碴土压力分别为P1和P2，

主动土压力+地下水压力＜P1(1-x)+P2x＜被动土压力＋地下水压力;;(3)泥水加压式盾构

泥水加压式盾构的总体构造与土压平衡式盾构相似，仅支护开挖面方法和排碴方式有所不同。;?支护开挖面方法：密封舱内充满特殊配制的压力泥浆，刀盘(花板型)浸没在泥浆中工作。通常是泥浆压力和刀盘面板共同对开挖面支护，泥浆压力主要是在掘进中起支护作用，刀盘面板主要是在停止掘进时起支护作用。

?排碴方式：刀盘切削下的碴土在密封舱内与泥浆混合后，用排泥泵及管道输送至地面处理，处理后的泥浆再由供泥泵和管道送回盾构重复使用。

所以，采用泥水加压式盾构时，还需配备一套泥浆处理系统。;泥水加压式盾构泥浆压力控制方式分为直接控制型(日本型)和间接控制型(德国型)。

①直接控制型

盾构的泥浆压力控制由一套自动控制泥浆平衡的装置来实现。;②间接控制型(德国型)

盾构泥浆压力控制由空气和泥水双重系统实现。;(二)盾构的组成

从纵向可将盾构分为：切口环、支承环和盾尾。

切口环：是盾构的前导部分，在其内部和前方可以设置各种类型的开挖和支撑地层的装置；

支承环：是盾构的主要承载结构，沿其内周边均匀地安装有推进盾构前进的千斤顶，以及开挖机械的驱动装置和排土装置；

盾尾：主要是进行衬砌作业的场所，其内部设置衬砌拼装机，尾部有盾尾密封刷、同步注浆管和盾尾密封油膏注入管等。;(三)盾构尺寸

盾构外径:取决于管片衬砌外径、保证管片拼装方便的裕量、曲线施工以及修正盾构蛇行时的间隙量、盾尾壳体的厚度等因素，一般可用下式计算：;盾构长度:应根据围岩条件、隧道平面形状、开挖方法、运转操作、衬砌型式等条件确定，一般按下式计算：;(一)选型依据

;(一)选型依据

;(一)选型依据

;(二)选型方法;;;;式中μ——地层与钢板的摩擦系数；

D、L——盾构的直径和长度；

P0——盾构拱顶处的匀布围岩竖向压力，一般按全土柱计算，深埋情况下也可按泰沙基公式计算；

——盾构底部的匀布反力，，W为盾构重量；

P1——盾构拱顶处的侧向水、土压力；