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《地下工程作业》盾构技术特点、分类及适用范围

盾构技术特点、分类及适用范围

国培学员：S

1、盾构法

盾构法是暗挖隧道的专用机械在地面以下建造隧道的一种施工

方法。

2、盾构掘进机的特点：

盾构掘进机（简称盾构）是地面下暗挖施工隧道的专用工程机械，

具有一个可以移动的钢结构外壳(盾壳)，内装有开挖、排土、拼装和

推进等机械装置，可以进行开挖、支护、衬砌等多种作业一体化施工，

广泛应用于地铁、铁路、公路、市政、水电隧道工程建设。目前，在

欧美等工业发达国家使用盾构机进行施工的城市隧道占90%以上。

现代盾构掘进机集液压、机电控制、测控、计算机、材料等各类

技术于一体，属于技术密集型产品，其生产主要集中在日本、德国、

英国、美国、加拿大等少数发达国家，其中又以德国、美国、日本技

术最为先进。

盾构施工法与矿山法相比具有的特点是地层掘进、出土运输、衬

砌拼装、接缝防水和盾尾间隙注浆充填等主要作业都在盾构保护下进

行，工艺技术要求高、综合性强（土建、机械)。

3、盾构施工技术的优缺点：

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优点：

a）具有良好的隐蔽性；

b）掘进速度快且施工费用不受埋置深度大而影响；

c）适宜在不同颗粒条件下的土层中施工，尤其在松软含水地层

中修建埋深较大的长隧道往往具有技术和经济方面的优越性；

d）多车道的隧道可做到分期施工，分期运营，可减少一次性投

资。

缺点：

a）盾构施工是不可后退的；

b）盾构是一种价格昂贵、针对性很强的专用施工机械，对于每

一条用盾构法施工的隧道，必须根据施工隧道的断面大小、埋深条件、

地基围岩的基本条件进行设计、制造或改造，一般不能简单的倒用到

其它隧道工程中重复使用；

c）对隧道曲线半径过小或隧道顶部覆土太浅时，施工困难较大，

而且不够安全，特别是饱和含水松软土层，在隧道上方一定范围内地

表沉陷尚难完全防止，拼装衬砌时对衬砌整体防水技术要求很高。

4、盾构施工技术

先在隧道的一端建造竖井或基坑，以供盾构安装就位。盾构

从竖井或基坑的墙壁预留孔处出发，在地层中沿着设计轴线，向另一

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竖井或基坑的设计预留孔洞推进。盾构推进中所受到的地层阻力，通

过盾构千斤顶传至盾构尾部已拼装的预制衬砌、再传到竖井或基坑的

后靠壁上。

●盾构是进行土方开挖、正面支护和隧道衬砌结构安装的施工机

具

●盾构是一个既能支承地层压力，又能在地层中推进的钢筒结

●钢筒的前面设置各种支撑和挖土装置；钢筒的中段周圈内安装

顶进千斤顶；钢筒的尾部可安置数环隧道衬砌

●盾构每推进一环距离，就在盾尾支护下拼装一环衬砌，并及时

向盾尾后面的衬砌环外周的空隙中压注浆体，以防止隧道及地面下沉，

在盾构推进过程中不断从开挖面排出适量的土方。

5、盾构技术的发展

盾构作为一种安全、快速的隧道掘进技术，经历了四个发展阶段：

以布鲁诺尔（Brunel，1818)盾构为代表的初期盾构；

以机械式、气压式、网格式盾构代表的第二代盾构；

以闭胸式盾构为代表（泥水式、土压式）的第三代盾构；

以异型化、多功能、综合化为各自特色的第四代盾构。

6、盾构的分类：

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盾构机的机型种类很多。根据地层条件和具体施工方法的不同，

隧道盾构机可分为硬岩隧道掘进机(即TMB)、软岩隧道盾构机。而按

开挖面的闭合程度，可分为开敞式、半开敞式和封闭式。

全开敞式盾构：手掘式盾构、半机械式盾构、机械式盾构

半开敞式盾构：挤压式盾构、网格盾构

封闭式盾构：土压平衡盾构、泥水加压平衡盾构