土压平衡盾构施工简介

土压平衡盾构施工技术一、盾构施工法概述1.盾构施工程序。

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，因而是工艺技术要求高、综合性强的一类施工方法。

其主要施工程序为：建造盾构工作井；盾构机安装就位；出洞口土体加固处理；初推段盾构掘进施工；隧道正常连续掘进施工；盾构接收井洞口的土体加固处理；盾构进入接收井解体吊出。

2.盾构施工优点。

盾构施工与矿山法施工具有以下优点：地面作业少，隐蔽性好，因噪音、振动引起的环境影响小；自动化程度高、劳动强度低、施工速度快；因隧道衬砌属工厂预制，质量有保证；穿越地面建筑群和地下管线密集的区域时，周围可不受施工影响；穿越河底或海底时，隧道施工不影响航道，也完全不受气候影响；对于地质复杂、含水量大、围岩软弱的地层可确保施工安全；在费用和技术难度上不受覆土深度影响。

二、盾构推进隧道施工1. 掘进原理。

盾构在粉质粘土、粉质砂土和砂质粉土等粘性土层中掘进施工时，由刀盘旋转切削下来的土体进入密封土仓后，可对开挖面地层形成被动土压力，与开挖面上的主动土压力相抗衡。

使开挖面的土层处于稳定状态。

当盾构推进时，启动螺旋输送器排土，使排土量等于开挖量，即可使开挖面地层始终处于稳定。

排土量一般通过调节螺旋输送器转速和出土口装置予以控制。

当地层含砂量超过某一限度时，因土的摩阻力大、渗透系数高、地下水丰富等原因，泥土塑流性将明显变差，密封仓内的土体可因固结作用而被压密，导致渣土难于排出，甚至形成泥饼而无法推进，而且单靠切削土提供的被动土压力，常不足以抵抗开挖面的水土压力。

出现这种状况时，可向密封仓内注入水、泡沫、膨润土等，同时进行搅拌，以期适当改善仓内土体的塑流性，顺利排土。

2.轴线控制。

盾构轴线的控制是盾构推进施工的一项关键技术，怎样控制盾构能在已定空间轴线的允许偏差范围内是必须掌握的技术，在实际施工中盾构推进轴线控制不可能是理想的状况，轴线控制不佳状况除地质不均匀引起的正面阻力不均匀及隧道的平面和竖曲线要求外，往往是产生于人为因素，这是指施工不精心及对轴线控制操作技术水平不够两个原因，而后者占多数。

土压平衡盾构机工作原理土压平衡盾构机是一种用于地下隧道施工的机械设备，它能够在不破坏地表的情况下进行隧道的开挖和支护。

相比传统的开挖方法，土压平衡盾构机具有施工安全、施工速度快、对周围环境的影响小等优点。

它的工作原理是利用盾构机的推进装置和掘进装置相互配合，通过对土壤的剥离和推进来实现隧道的开挖。

土压平衡盾构机主要由盾构体、推进装置、掘进装置和支护装置等部分组成。

工作时，盾构机首先进入工作区域，并进行钻孔和张拉导管的工作。

然后，开始进行掘进作业。

掘进装置首先钻入土壤中，然后通过旋转刀盘对土壤进行切削。

切削后的土层由盾构体上的切削腔集中导入盾构机内部。

此时，通过压泥管将过高的压力排出。

在土压平衡盾构机的施工过程中，土壤中压力是非常重要的，它能够确保隧道工作面保持稳定，并防止隧道塌陷。

土壤压力的平衡是软弱地层盾构施工中的关键，其中包括孔前土压力平衡、孔内土压力平衡和孔后土压力平衡。

在孔前土压力平衡过程中，当推进装置推进一定距离后，需要通过注浆或人工通过导管来向掘进面施加压力，使前方土层形成一定的土壤压力，以防止隧道的塌陷。

而在孔内土压力平衡过程中，盾构机夹持住已经掘进的管片，并通过向管片内注浆来施加一定的内部土压力，以抵抗外部土壤的压力，确保隧道工作面的稳定。

最后，在孔后土压力平衡过程中，盾构机通过推进土层，并及时排除剥离的土壤，使工作面后面的土层得到有效支撑，以防止隧道工作面后退。

土压平衡盾构机还包括封闭空腔和气压平衡系统。

封闭空腔是指隧道后方的可供施工人员和设备出入的空间。

通过保持封闭空腔内的空气压力略高于周围大气压力，可以防止地下水渗入和土壤坍塌。

气压平衡系统则是通过控制封闭空腔内空气的压力和流动方向，来保持稳定的工作环境，并降低地下水渗入的风险。

综上所述，土压平衡盾构机通过盾构体、推进装置、掘进装置和支护装置等部分的相互配合，以及土壤压力的平衡控制，实现了地下隧道的安全快速施工。

它的工作原理在于控制土壤压力，保持工作面的稳定，同时通过封闭空腔和气压平衡系统，确保施工环境的安全和可控。

土压平衡式盾构
土压平衡式盾构又称之为削土密闭式或泥土加压式盾构，这种盾构技术是在局部气压盾构和泥水加压式盾构的基础上发展起来的。

该盾构前端有一个全断面切削刀盘，在盾构中心或下部有长筒形螺旋运输机的进土口，其出口在密封舱外。

其施工原理为，为了保证施工面的稳定性，在密闭的切削刀盘内部留有一定的泥土，泥土产生部分土压力，用以平衡工作面处，由于原有土体被挖出而产生的主动土压力。

特点
（1）施工过程中基本不使用土体加固等辅助施工措施，节省技术措施费，并对环境无污染；
（2）根据土压变化调整出土和盾构推进速度，易于达到工作面稳定，
减少了地面变形；
（3）对掘进土量和排土量能形成自动控制管理，机械自动化程度高，施工速度快。

工艺流程
施工准备 生产（活动）设施 三通一平 盾构就位 隧道完成
后盾支撑布置 盾构进洞
盾构安装调试 基座安装 盾构基座安置 贯通测量
隧道端头封墙
拆吊盾构 竣工 盾构出洞 出洞（防水）装置
土体加固 盾构推进
测量
轴线控制 盾尾油脂压注 注浆
送浆 拌浆 出土 土厢运出 开启螺旋输送机和出土口
管片拼装 管片运输 成环测量。

土压平衡盾构机概念
土压平衡盾构机是一种用于在土中进行隧道挖掘的工程机械设备。

它是盾构机的一种类型，主要用于地下隧道工程的施工。

土压平衡盾构机的工作原理是通过在盾构机前端设置推进挡土板，来平衡土层的压力，防止土压力过大造成隧道坍塌。

盾构机的前端还配备有刀盘，通过旋转切割土层，并将土层运输到后方的输送系统中。

土压平衡盾构机主要由推进装置、刀盘、导向系统、控制系统和输送系统等组成。

推进装置可以通过液压驱动，推进盾构机前进。

刀盘上的刀片可以根据土层类型进行更换，以实现最佳切割效果。

导向系统用于保持盾构机的方向稳定，控制系统则用于操作盾构机的运行。

输送系统负责将挖出的土层从隧道中运输出来。

土压平衡盾构机在隧道施工中具有高效、安全、低风险等特点。

它可以适应各种土层类型的挖掘，并且由于使用了土压平衡技术，可以最大程度地保护隧道周围的土体，减少地表沉降和其他地质灾害的风险。

同时，土压平衡盾构机还可以进行人工开挖和管片施工等工作，是一种多功能、高效的隧道施工设备。

土压平衡盾构机工作原理
土压平衡盾构机是一种用于地下隧道施工的机械设备，主要通过施加土压力来平衡施工工作面前方的土压力，保持工作面的稳定。

具体的工作原理如下：
1. 盾构机由盾构壳体、刀盘、密封门、推进系统、护盾螺旋输送机等组成。

2. 盾构机首先将自身移到施工段的尾端，并固定在隧道壁上。

3. 利用螺旋输送机将前方挖掘的土层推送到密封门后方，并将土层通过施工段的输送管道运出。

4. 盾构机通过液压缸向前推进一定距离，使刀盘在前方继续挖掘土层。

同时，通过调节液压缸的伸缩长度，控制挖掘过程中的土压力。

土壤的土压力抵消了盾构机的推进力，实现土压平衡。

5. 在盾构机推进的同时，隧道壁采取防护措施，如设置衬砌或喷射混凝土，以保持施工现场的稳定。

6. 通过不断向前推进和挖掘土层，盾构机逐渐完成了整个隧道的挖掘和推进作业。

这种工作原理可以保证隧道工作面的稳定，并避免地面塌陷等安全问题的发生。

同时，土压平衡盾构机还可以充分利用挖掘的土层作为支撑，减少了对其他支撑结构的依赖，提高了施工效率。

土压平衡盾构在现代城市建设中，隧道施工技术一直是一个备受关注的话题。

土压平衡盾构作为隧道施工中的重要技术手段，被广泛运用于地铁、隧道、水利工程等领域。

本文将介绍土压平衡盾构的工作原理、施工流程、应用领域以及发展趋势。

工作原理土压平衡盾构是一种通过对盾构机内部进行适当压力控制，使土体在掌握平衡条件下对盾构机的推进方向施加支护压力的施工方法。

其主要工作原理如下：1.土压平衡控制：通过盾构机内设的控制系统，对注入的压浆进行控制，使得盾构机内外的土压力保持平衡，避免挤压或塌陷的发生。

2.推力控制：由盾构机的主推进液压缸提供推力，推动盾构机朝着设计方向推进，同时根据隧道的地质条件，调整推进速度和力度，保证施工安全。

3.土体支护：在盾构机推进的同时，通过盾构机后部的支护系统提供对土体的支撑和加固，防止隧道倒塌。

施工流程土压平衡盾构施工流程一般包括以下几个步骤：1.现场勘察：对隧道工程的地质条件、地下管线等情况进行详细调查和勘察，了解地层情况，为后续施工提供数据支持。

2.盾构机铺设：将盾构机按照设计要求铺设在施工现场，进行机器调试和检验。

3.推进施工：启动盾构机，根据设计要求控制推进速度和土压平衡，逐步推进隧道施工。

4.土体处理：处理盾构机后部土体的排出和支护，防止土体坍塌，同时保护环境。

5.隧道验收：完成隧道的整体施工后，进行验收，确保施工质量和安全。

应用领域土压平衡盾构技术在地铁、铁路、公路、水利等领域均有广泛应用，其主要应用包括：•地铁隧道：土压平衡盾构在地铁隧道的施工中应用广泛，能够适应不同地质条件，提高施工效率和质量。

•水利工程：在水利隧道、排水管道等工程中，土压平衡盾构可以有效应对复杂的地下水文条件，保证施工安全。

•公路隧道：对于公路隧道的施工，土压平衡盾构可以减少交通影响，提高工程质量。

发展趋势随着城市化进程的不断加快，土压平衡盾构技术在隧道施工中将继续发挥重要作用，并呈现出以下几个发展趋势：•智能化：随着技术的不断发展，土压平衡盾构将趋向智能化，实现自动化控制和监测，提高施工效率和安全性。

第一节盾构施工概况一．盾构法基本概念盾构法是在地面下暗挖隧道的一种施工方法。

当代城市建筑、公用设施和各种交通日益繁杂，市区明挖隧道施工，对城市生活的干扰问题日趋严重，特别在市区中心遇到隧道埋深较大，地质复杂的情况，若用明挖法建造隧道则很难实现。

在这种条件下采用盾构法对城市地下铁道、上下水道、电力通讯、市政公用设施等各种隧道建设具有明显优点。

此外，在建造穿越水域、沼泽地和山地的公路和铁路隧道或水工隧道中，盾构法也往往因它在特定条件下的经济合理性及技术方面的优势而得到采用。

盾构法施工的概貌如图1所示。

构成盾构法施工的主要内容是：先在隧道某段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开孔处出发，在地层中沿着设计轴线，向另一竖井或基坑的设计孔洞推进。

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隧道衬砌结构，再传到竖井或基坑的后靠壁上，盾构是这种施工方法中最主要的独特的施工机具。

它是一个能支承地层压力而又能在地层中推进的圆形或矩形或马蹄形等特殊形状的钢筒结构，在钢筒的前面设置各种类型的支撑和开挖土体的装置，在钢筒中段周圈内面安装顶进所需的千斤顶，钢筒尾部是具有一定空间的壳体，在盾尾内可以拼装一至二环预制的隧道衬砌环。

盾构每推进一环距离，就在盾尾支护下拼装一环衬砌，并及时向紧靠盾尾后面的开挖坑道周边与衬砌环外周之间的空隙中压注足够的浆体，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。

使用盾构法，往往需要根据穿越土层的工程地质水文地质特点辅以其他施工技术措施。

主要有：1．疏干掘进土层中地下水的措施；2．稳定地层、防止隧道及地面沉陷的土壤加固措施；3．隧道衬砌的防水堵漏技术；4．配合施工的监测技术；5．气压施工中的劳动防护措施；6．开挖土方的运输及处理方法等。

图1 盾构施工概貌1－盾构；2－盾构千斤顶；3－盾构正面网格；4－出土转盘；5－出土皮带运输机；6－管片拼装机；7－管片；8－压浆泵；9－压浆孔；10－出土机；11－由管片组成的隧道衬砌结构；12－在盾尾空隙的压浆；13－后盾管片；14－竖井。

加泥式土压平衡盾构施工技术中铁十六局盾构工程项目经理部内容提要：本文详细介绍了土压平衡盾构机组成、工作原理，并结合深圳地铁7标段盾构隧道的施工，重点对盾构隧道的主要施工过程和关键工艺技术进行总结和分析。

关键词：土压平衡盾构施工技术一、盾构施工法概述及盾构机的选型1．1盾构施工法概述盾构施工法于19世纪初在英国开始使用，经过反复摸索，在近30～40年间取得了飞速发展，现在，该施工法已同矿山法一起成为城市隧道施工的两大主要施工方法。

20世纪90年代该项技术被引进我国，主要集中应用盾构技术来进行上、下水道、电力通讯隧道、人防工事、地铁隧道等施工。

目前在上海、广州、深圳、南京等城市已经开始采用盾构法来施工地铁隧道，盾构法在国内逐渐开始发展普及。

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，因而是工艺技术要求高、综合性强的一类施工方法。

其主要施工程序为：1、建造盾构工作井2、盾构机安装就位3、出洞口土体加固处理4、初推段盾构掘进施工5、隧道正常连续掘进施工6、盾构接收井洞口的土体加固处理7、盾构进入接收井解体吊出盾构施工与矿山法施工具有以下优点：1、地面作业少，隐蔽性好，因噪音、振动引起的环境影响小；2、自动化程度高、劳动强度低、施工速度快；3、因隧道衬砌属工厂预制，质量有保证；4、穿越地面建筑群和地下管线密集的区域时，周围可不受施工影响；5、穿越河底或海底时，隧道施工不影响航道，也完全不受气候影响；6、对于地质复杂、含水量大、围岩软弱的地层可确保施工安全；7、在费用和技术难度上不受覆土深度影响。

盾构法施工也存在一些缺点：1、一次性投入大，施工设备费用较高；2、覆土较浅时，地表沉降较难控制；3、用于施作小曲率半径（R＜20D）隧道时掘进较困难。

1．2盾构机的选型盾构施工法大体上分为开放式和封闭式两种。

开放式就是没有隔墙而工作面开放的盾构，考虑到确保工作面稳定、高压气下的作业环境等问题，目前已基本上不再采用这个方法。