盾构构造与操作维护 课件 模块一 项目2 盾构机选型及参数分析计算.pptx

1;目录;◆目前应用最广的是土压平衡盾构(土压平衡支护式)和泥水盾构(泥水支护式)两种机型。

;盾构的“模式”是指在一定“型”的基础上，根据特定的盾构施工环境，在确保开挖面稳定的前提下，盾构所采用的最有效的“出碴”方式。

“模式”是盾构的一种操作方式。

土压平衡盾构的“模式”可分为敞开式、半敞开式（加气模式）、闭胸式(土压平衡模式)三种。

泥水盾构的“模式”可分为泥水（加压）平衡模式(也称直接控制模式)和气压复合模式(也称间接控制模式）两种。

;土压平衡盾构的三种模式：敞开式、半敞开式（加气模式）、闭胸式(土压平衡模式)。;某些泥水盾构具有二种模式:即泥水（加压式）平衡模式和气压复合模式。;盾构的“型式”涉及盾构的“机型”和“工作模式”

盾构的“型”是在施工前决定的，而“模式”则是在施工过程中根据具体的施工环境由操作人员实时决策的。;◆盾构选型时主要遵循下列原则：

（1）应对工程地质、水文地质有较强的适应性，首先要满足施工安全的要求；

（2）安全适应性、技术先进性、经济性相统一，在安全可靠的情况下，考虑技术先进性和经济合理性；

（3）满足隧道外径、长度、埋深、施工场地、周围环境等条件；

（4）满足安全、质量、工期、造价及环保要求；

（5）后配套设备的能力与主机配套，满足生产能力与主机掘进速度相匹配，同时具有施工安全、结构简单、布置合理和易于维护保养的特点；

（6）盾构制造商的知名度、业绩、信誉和技术服务。

;根据以上原则，对盾构的型式及主要技术参数进行研究分析，以确保盾构法施工的安全、可靠，选择最佳的盾构施工方法和选择最适宜的盾构。

盾构选型是盾构法施工的关键环节，直接影响盾构隧道的施工安全、施工质量、施工工艺及施工成本，为保证工程的顺利完成，对盾构的选型工作应非常慎重。;◆盾构选型要针对不同的工程、不同的地质特点进行“量体裁衣”。盾构选型以工程地质、水文地质条件为主，综合考虑隧道的断面与线型、工期、环境及周围建筑物的保护等因素。

◆同时，参考国内外已有盾构工程实例及相关的盾构技术规范、???工规范及相关标准，对盾构类型、驱动方式、功能要求、主要技术参数，辅助设备的配置等进行研究。;（1）工程地质、水文地质条件。包括地层自稳定特性、地下水位、颗粒粒度分布、岩石强度、渗透系数、砾石直径等。

（2）隧道结构条件。包括隧道埋深、长度、横断面形状和尺寸、平纵断面线型、坡度、衬砌类型等。

（3）周围环境条件。包括地上及地下建筑物分布，地下管线埋深及分布，沿线河流、琥珀、海洋的分布，地表沉降及环境保护要求等。

（4）工程施工条件。包括工期要求、造价要求、施工场地条件、沿线交通情况、气候条件、水电供应情况等。

（5）需配合使用的辅助工法等。;;根据地质条件选择盾构机类型

砂质土类自立性能较差的地层，应使用闭胸式的盾构施工。

若为地下水较丰富且透水性较好的砂质土，应优先考虑泥水平衡盾构；

对粘性土，则可首先考虑土压平衡盾构。

砂砾和软岩等强度较高的地层自立性能较好，应考虑半机械式或敞开机械式盾构施工。

对软硬不均、或岩石强度较大的地层，应考虑复合式土压平衡盾构。岩石强度高时，应考虑选择布置滚刀的硬岩刀盘。

针对地下水条件，若其压力值较高（大于0.1MPa），优先考虑闭胸式的盾构，以保证工程安全，条件许可也可采用降水或气压等辅助方法。

对于砾径较小的地层，可以考虑各种盾构的使用。若砾径较大，除自立性能较好的地层可考虑采用手掘式或半机械式盾构外，－般应使用土压平衡盾构，若需采用泥水平衡盾构的话，须增加一个鳄式碎石机，在输出泥浆前，先将大石块粉碎。

相同条件下，盾构复杂，操作困难，造价高，反之，盾构简单，制造使用方便，造价低

;盾构选型主要解决三个问题：一是如何支护（稳得住）；二是如何开挖（掘得进）；三是如何排土（排得出）。因此，盾构选型步骤包括以下几方面。;根据详细的地质勘探资料，对盾构各主要功能部件进行选择和设计（如刀盘驱动形式，刀盘结构形式、开口率，刀具种类与配置，螺旋输送机的形式与尺寸，破碎机的布置与型式，送排泥管的直径等

根据地质条件等确定辅助工法和盾构的主要技术参数。盾构的主要技术参数在选型时应进行详细计算，主要包括刀盘直径，刀盘开口率，刀盘转速，刀盘扭矩，刀盘驱动功率，推力，掘进速度，螺旋输送机功率、直径、长度，送排泥管直径，送排泥泵功率等。;要求后配套设备与盾构掘进速度相匹配。

;地层渗透系数对于盾构的选型是一个很重要的因素。通常，当地层的渗透系数小于10-7m/s时，可以选用土压平衡盾构(土多、水少)；当地层的渗透系数在10-7m/s和10-4m/s之间时，既可以选用土压平衡盾构也可以选用泥水式盾构；当地层的透水系数大于10-4m/s时，宜选用泥水盾构。

若地层中以各种级配富水的砂层、砂砾层为主时，宜选用泥水盾构。（