盾构机常用材料基础知识

科普盾构知识点总结一、盾构机的分类及工作原理：1.盾构机的分类：盾构机主要分为普通盾构机和土压平衡盾构机两种类型。

根据不同的地质条件和工程要求，选择合适类型的盾构机是非常重要的。

（1）普通盾构机：普通盾构机是最常见的盾构机类型，适用于地质较好的地质条件，一般用于软土层、砂质土层和松散砂岩等地层的隧道开挖。

它的工作原理是通过施加液压推进力，推动盾构机前进并进行土层的开挖，然后在推进的同时进行隧道衬砌的施工，最后形成一个完整的隧道结构。

（2）土压平衡盾构机：土压平衡盾构机适用于地质较差的地质条件，例如黏土、软弱砂岩和黏壤等地层。

它的工作原理是通过施加与地层土压相平衡的土压平衡力，防止地下水和土层的涌入，从而保证安全稳定地进行隧道开挖。

土压平衡盾构机在处理软弱地层时具有较大的优势，可以有效避免地面沉降和地下水涌入等问题。

2.盾构机的工作原理：盾构机的工作原理主要包括土层开挖、隧道衬砌和推进三个阶段。

（1）土层开挖：盾构机在进行隧道开挖时，首先需要进行土层的开挖工作。

它通过刀具和刀盘对地层进行切割和掘进，将土层从隧道工作面上切削下来，并通过输送设备将土层带至隧道后部的料斗中。

在这个过程中，盾构机需要施加一定的推进力以克服土层的阻力，并同时进行隧道衬砌施工，确保隧道结构的稳定和安全。

（2）隧道衬砌：隧道衬砌是盾构机工作中非常重要的一个环节，它直接影响到隧道的质量和安全性。

在盾构机进行土层开挖的同时，需要同时进行隧道衬砌的施工，一般采用预制节段和喷射混凝土两种方式。

预制节段是通过现场浇筑或预制成形的隧道衬砌节段，用于保护地下结构和确保隧道的稳定。

（3）推进：在进行土层开挖和隧道衬砌之后，盾构机需要进行推进工作，将盾构机推向下一工作环节。

推进是盾构机工作的重要环节，通过施加一定的推进力，盾构机可以快速地前进，并在此过程中进行土层开挖和隧道衬砌工作，最终完成整个隧道结构的施工。

二、盾构机的主要构成和关键部件：1.主要构成：（1）盾构机主要由刀盘、主机、推进系统、控制系统、料斗、隧道衬砌系统以及供电和供水系统等组成。

盾构机的基本知识⼀、盾构机基本知识1.1盾构机的基本概念盾构(英⽂为Shield)词的含义在⼟⽊⼯程领域中为遮盖物、保护物。

这⾥把外形与隧道横截⾯相同,但尺⼨⽐隧道外形稍⼤的钢筒或框架压⼊地中构成保护掘削机的外壳。

该外壳及壳内各种作业机械、作业空间的组合体称为盾构机。

盾构是⼀种既能⽀承地层的压⼒、⼜能在地层中掘进的施⼯机具。

1.2盾构机起源1818年英国⼯程师布鲁涅尔发明了盾构施⼯⽅法，并取得了专利。

⽤于泰晤⼠河隧道施⼯。

其后英美法相继进⾏的盾构的研究和应⽤。

⼆⼗世纪初⽇本引进盾构，盾构在⽇本迅速发展和应⽤与创新。

现在盾构主要⽣产国有⽇、德、美、英、法、加拿⼤等国家。

1.3盾构的施⼯过程及原理(1) 建造坚井( 盾构出发竖井和接收竖井)。

(2) 把盾构主机和配件分批吊⼊始发竖井中,并在预定迸发掘进位置上组装成整机,随后调试其性能使之达到设计要求。

(3) 盾构从竖井或基坑墙壁上的开⼝(洞门) ( 可⼈⼯开⼝,也可由盾构⼑盘直接掘削)处始发,沿隧道的设计轴线掘进。

(4) 盾构掘进到达预定终点的竖井时,盾构进⼊该竖井,掘进结束。

随后检修盾构或解体盾构运出。

盾构机的掘进是靠盾构前部的旋转掘削⼑盘掘削⼟体(这⾥把⼑盘掘削的地层⾯称为掘削⾯),掘削⼟体过程中必须始终维持掘削⾯的稳定〔即保证掘削⾯上的⼟体不出现明塌。

为满⾜这个要求必须保证⼑盘后⾯⼟舱内⼟体对地层的反作⽤压⼒(称为被动⼟压) ≥地层的⼟压(称为主动⼟压 )〕;靠舱内的出⼟器械( 螺旋输送机或者吸泥泵)出⼟;靠中部的推进千⽄顶推进盾构前进;由后部的拼装机拼装成环(也称隧道衬砌 );随后再由尾部的背后注浆系统、向衬砌与地层问品的缝隙中注⼊填充浆液,以便防⽌隧道和地⾯的下沉。

1.泥⼟压必须可以对抗掘削上地层的⼟压和⽔压2.必须可以利⽤螺旋输送机等排⼟机构，调节排⼟量3.对必须混⼊添加材的⼟质⽽⾔，注⼊的添加材必须可使泥⼟(混⼊添加材的掘削⼟)的塑流性和抗渗性提⾼到满⾜掘削⾯稳定要求的⽔准。

盾构机常用材料基础知识目录一、概述 (1)1. 盾构机简介 (2)2. 盾构机的工作原理 (2)二、盾构机主要结构部件及材料 (3)三、盾构机常用辅助材料 (4)1. 油脂类 (6)2. 粘结剂及密封胶 (7)3. 防水材料 (8)四、盾构机材料选择及应用 (9)1. 材料选择原则 (11)2. 不同地层及环境下的材料选择 (11)五、盾构机维护及保养材料 (13)1. 维护及保养项目 (14)2. 常用维护及保养材料 (15)六、结论 (16)一、概述盾构机是一种用于地下隧道施工的机械设备，其主要功能是在地下挖掘出一定尺寸的圆形隧道。

盾构机的性能和使用寿命在很大程度上取决于所使用的材料，本文档将对盾构机常用的材料进行简要介绍，以帮助读者了解这些材料的基础知识。

盾构机所用材料主要包括以下几类：钢材、混凝土、密封材料、润滑剂等。

这些材料在盾构机的不同部位发挥着各自的作用，共同保证盾构机的正常运行和高效施工。

钢材：钢材是盾构机的主要结构材料，具有较高的强度和刚性，能够承受地下土壤的压力。

常见的钢材有Q345C、QQ700等。

钢材还可用于制造盾构机的刀盘、驱动系统等部件。

混凝土：混凝土是盾构机的主要衬砌材料，具有良好的抗渗性和耐久性，能够保护地下水资源和地层结构。

根据不同的工程需求，混凝土可以分为普通混凝土、高强度混凝土、自密实混凝土等多种类型。

密封材料：密封材料主要用于盾构机的管道接口、刀盘与土层的连接处等关键部位，以防止地下水渗漏和空气进入。

常见的密封材料有橡胶密封条、聚氨酯泡沫等。

润滑剂：润滑剂主要用于盾构机的旋转部件，如刀盘、驱动系统等，以降低摩擦系数，延长设备寿命。

常见的润滑剂有矿物油、合成油、水溶性润滑剂等。

盾构机所用材料的选择和使用直接影响到设备的性能和使用寿命。

在使用盾构机时，应根据工程特点和需求选择合适的材料，并严格按照相关标准进行施工。

1. 盾构机简介盾构机的设计需要适应地下高强度和高磨损的环境，因此其材料选择至关重要。

盾构工程相关知识点总结盾构机类型根据不同的施工方式和用途，盾构机可以分为多种类型。

根据盾构机的推进方式可以分为土压平衡式盾构机、泥水平衡盾构机、泥水混合盾构机和开式盾构机。

土压平衡盾构机通过控制泥浆压力来平衡地下水压力和土层压力，实现推进施工。

泥水平衡盾构机则是通过注入泥浆来平衡土层和洞内水压，提高施工的稳定性。

泥水混合盾构机兼顾了土压平衡和泥水平衡的特点，适用于各种地质条件。

开式盾构机则将施工区和洞内环境连通，易于取土和排泥，适用于稳定的地质情况。

此外，根据盾构机的用途可以分为盾构隧道机、盾构管道机等不同类型。

盾构隧道机主要用于地铁、交通隧道等地下空间的构筑，而盾构管道机主要用于城市地下管道的施工。

施工过程盾构工程的施工过程主要包括勘察设计、隧道掘进、衬砌安装和隧道竣工验收等几个阶段。

在勘察设计阶段，需要对地质、水文、气候等情况进行详细调查，确定盾构机的类型、施工方式和线路布置等信息。

隧道掘进阶段是盾构工程中最为关键的环节，盾构机在地下进行推进施工，将土层挖掘出来并同时进行支护。

衬砌安装阶段是在隧道已经挖掘完成后，进行衬砌材料的安装和固定，以确保隧道的结构稳定。

隧道竣工验收阶段是对隧道施工过程进行总结和验收，确保隧道的施工质量和运行安全。

盾构工程的优点盾构工程具有施工速度快、环境影响小、施工安全性高等优点。

由于盾构机是一种机械化的施工设备，它可以在地下进行连续不断的作业，从而大大提高了施工效率。

此外，盾构机对地表环境的影响较小，减少了对周围生态环境的破坏。

盾构工程的施工安全性较高，由于盾构机可以全封闭地在地下完成作业，减少了施工过程中对工人的伤害风险。

应用领域盾构工程广泛应用于地铁、城市轨道交通、城市供水管网等领域。

随着城市化进程的加速，城市地下空间的需求不断增加，盾构工程在城市基础设施建设领域将会得到更加广泛的应用。

同时，盾构工程也逐渐应用于超大型工程领域，例如海底隧道、跨海大桥等领域。

总结盾构工程作为一种现代化的地下工程施工方法，在城市基础设施建设中具有非常重要的作用。

盾构业务知识点总结一、盾构机的原理结构1. 盾构机的定义盾构机是一种在地下工程中使用的掘进机器，它具有推进力、保护构造、输送系统、掘进系统、机械系统和电气系统等组成部分。

2. 盾构机的分类（1）按掘进方式不同分类：盾构机可以分为土压平衡盾构机和泥水平衡盾构机。

（2）按结构形式分类：盾构机可以分为开式盾构机和封闭式盾构机。

3. 盾构机的构成盾构机通常由刀盘系统、支撑系统、前推系统、土压平衡系统、主控系统、电气系统、泥浆循环系统等部分组成。

4. 盾构机的工作原理在盾构机的工作过程中，刀盘负责切割地层，同时利用推进液体和地层的土压平衡原理，实现盾构机的前进。

同时，通过土压平衡和泥水平衡原理，保证施工现场的安全和稳定。

二、盾构机的施工工艺1. 盾构机的施工准备工作盾构机的施工前需要进行施工现场的勘察、地质勘探、地下管线的排查等工作，合理规划施工的工艺路线和方案，确定盾构机的开挖方式和施工工期。

2. 盾构机的开挖工艺在盾构机的开挖过程中需要根据地层的情况合理选择刀盘的刀具和速度，并根据地质情况对盾构机进行监测和控制，确保施工的安全和质量。

3. 盾构机的支护工艺在盾构机的施工过程中，需要对已开挖的地层进行支护，在深埋地下隧道工程中，要确保施工过程中的土压平衡和泥水平衡，保证施工现场的安全和稳定。

4. 盾构机的土压平衡和泥水平衡工艺在盾构机的施工过程中，需要根据地下地质条件合理控制土压平衡和泥水平衡，避免盾构机在施工过程中遭受外界地压和液压影响，保证施工的稳定和高效。

5. 盾构机的后续工程在盾构机施工完成后，还需要进行隧道的衬砌和管道的敷设等后续工程，保证地下隧道的使用安全和通行畅顺。

三、盾构机的机械设备保养1. 盾构机的日常检查在盾构机使用过程中，需要对各个部位进行日常的检查，包括机械系统、电气系统、液压系统等，确保设备的正常运行和施工的高效进行。

2. 盾构机的故障排除在盾构机使用过程中，可能会出现各种故障和问题，需要及时对设备进行维修和排除故障，保证设备的持续运行和施工的顺利进行。

盾构知识点总结一、盾构的基本原理盾构机是一种专门设计用于地下隧道开挖的设备，它通常由推进系统、掘进系统、土压平衡系统、注浆系统、排土系统、控制系统等组成。

盾构机的基本原理是通过在地下挖掘同时安装隧道衬砌或其他结构物，从而实现地下隧道的开挖和建设。

在工程现场，盾构机通常通过液压系统驱动，利用刀盘或刀盘刀具对地下土壤进行切削，然后将挖掘的土壤通过土压平衡或压力泥浆的方式排出隧道外。

隧道衬砌则通过推进系统安装到地下的开挖部位，从而形成完整的隧道结构。

二、盾构的分类盾构机可以根据其工作原理、结构特点以及适用范围等不同进行分类。

常见的盾构分类有以下几种：1. 按照工作原理分类：盾构机主要分为开式盾构机和闭式盾构机两种。

开式盾构是指在整个开挖过程中，土壤和水可以随着刀盘的转动自由流动，不需要采取特殊措施排出，一般用于稳定的土质条件下的隧道开挖。

闭式盾构则是指在开挖过程中通过压力泥浆或土压平衡的方式来控制土壤流动，适用于不稳定的土质条件下的隧道开挖。

2. 按照结构特点分类：盾构机可以分为硬岩盾构和软土盾构两种。

硬岩盾构主要适用于坚硬岩石层下的隧道开挖，其刀盘一般采用碳化钎头等硬质合金材料制成；软土盾构则适用于松软土质条件下的隧道开挖，其刀盘一般采用刀片、刀架等结构较为复杂的装置。

3. 按照适用范围分类：盾构机可以分为地铁盾构、道路盾构、排水管道盾构等不同种类，针对具体的工程需求进行设计和定制。

三、盾构的优点在地下隧道建设中，盾构机具有以下几大优点：1. 高效性：盾构机可以实现连续不间断的隧道开挖和衬砌施工，大大提高了开挖速度和工程进度。

2. 精准性：盾构机的开挖过程受到严格的控制和监测，可以保证隧道的准确尺寸和优质质量。

3. 安全性：盾构机工作过程中不会对地表造成破坏，减少了施工对周边环境和建筑物的影响，同时也降低了工人的工作风险。

4. 环保性：盾构机在工作过程中可以控制和处理排出的土壤和水，减少了对环境的污染，有利于城市生态环境的保护。

盾构方面知识点总结盾构机的构成及工作原理盾构机主要由刀盘、推进系统、控制系统、密封系统和排土系统等部分组成。

刀盘是盾构机的核心部件，是通过刀具切割和破碎地层，然后由刀盘后部的输送器将碎屑带到装有输送带的隧道管片的对接部。

同时，盾构机通过推进系统来推动刀盘向前进。

控制系统则用于实现盾构机的各项操作控制，密封系统主要用于防止地下水和泥浆涌入隧道施工工作面，最后排土系统则用来清理工作面的碎屑，保持工作面的畅通。

盾构机的工作原理是利用刀盘破碎地层，通过推进系统使盾构机向前推进，同时完成管片的组装和推送工作，最后通过排土系统将碎屑运出隧道。

盾构机的类型及应用领域盾构机根据其结构和应用范围的不同可以分为多种类型，主要包括土压式盾构机、泥水平衡盾构机、泥水盾构机、岩石盾构机等。

不同类型的盾构机适用于不同地质条件和工程要求。

盾构机主要应用在地铁、水利工程、道路、城市下水道、矿井和隧道等工程中。

在大城市地下地铁施工中，盾构机的使用已经成为一种主流的施工方法，其施工效率和质量远优于传统的开挖法。

此外，在城市地下综合管廊的建设中，盾构机也扮演了非常重要的角色。

盾构机的技术特点盾构机具有施工速度快、施工精度高、环保性好、对周边环境影响小等特点。

相比传统的开挖法，盾构机在地下隧道和管道施工中具有更为突出的优势。

盾构机在地下施工中有着较高的施工精度，可以满足工程对管道或隧道直径和轮廓形状的精确要求。

在城市地下施工中，盾构机的使用不会对地表和周边建筑造成破坏，对城市环境的影响非常小。

盾构机在施工过程中还能有效控制地下水位，减少因挖掘而引发地下水问题。

盾构机的发展趋势随着城市化进程和交通设施的不断完善，对地下空间的利用需求越来越大。

盾构机作为一种高效的地下隧道和管道施工装备，将会得到更为广泛的应用。

盾构机在技术上将会继续追求更为智能化、自动化和信息化，并且在适应各种地质条件和工程要求方面会持续进行改进。

未来盾构机发展的趋势应该是向更大规模、更深埋及；更自动化、人机协作更加密切；工程和调研相互融合的发展方向演变，这些都要求盾构机的技术水平有进一步的提高和创新。

盾构工程施工材料盾构工程是一种用于隧道建设的技术，它使用盾构机进行土体的挖掘和支护。

盾构工程施工中需要使用多种材料，包括隧道衬砌材料、土体改良材料、支撑结构材料和施工辅助材料等。

隧道衬砌材料是盾构工程中最重要的材料之一。

它用于构成隧道的主体结构，起到保护和支撑隧道的作用。

隧道衬砌材料主要包括混凝土和钢筋。

混凝土用于构成衬砌的实体部分，具有良好的抗压和抗渗性能。

钢筋用于增强衬砌的抗拉强度，提高其承载能力。

土体改良材料是盾构工程施工中必不可少的材料。

由于盾构机在挖掘过程中会对土体产生扰动，导致土体稳定性下降，因此需要使用土体改良材料来提高土体的稳定性和流动性。

常用的土体改良材料有泡沫、泥浆和聚合物等。

泡沫和泥浆用于降低土体的密度，提高其流动性，便于盾构机挖掘。

聚合物用于增强土体的强度和粘聚性，提高其稳定性。

支撑结构材料是盾构工程施工中用于支撑和固定隧道衬砌的材料。

常用的支撑结构材料有锚杆、钢支架和注浆管等。

锚杆用于固定隧道衬砌，提高其稳定性。

钢支架用于支撑和固定隧道衬砌，承受土体的压力。

注浆管用于向土体中注入水泥浆或其他改良材料，提高土体的稳定性。

施工辅助材料是盾构工程施工中用于辅助施工和提高施工效率的材料。

常用的施工辅助材料有导管、注浆管和测量仪器等。

导管用于引导盾构机前进的方向，确保隧道轴线的准确性。

注浆管用于向土体中注入改良材料，提高土体的稳定性。

测量仪器用于测量和监测隧道的位置和姿态，确保隧道的准确性和质量。

综上所述，盾构工程施工中需要使用多种材料，包括隧道衬砌材料、土体改良材料、支撑结构材料和施工辅助材料等。

这些材料的选择和使用对盾构工程的顺利进行和施工质量具有重要意义。

因此，在盾构工程施工过程中，施工方需要根据工程的具体情况和地质条件，合理选择和使用各种材料，确保工程的顺利进行和施工质量。

盾构机的构造
盾构机的构造
一、盾构的外形和材料
1.盾构的外形
盾构的外形就是指盾构的断面形状，有圆形、双圆、三圆、矩形、马蹄形、半圆形或与隧道断面相似的特殊形状等。

2.制造盾构的材料
盾构主要用钢板（单层厚板或多层薄板）制成，钢板一般用A3钢。

钢板间连接可采用焊接和铆接两种方法，大型盾构考虑到水平运输和垂直吊装的困难，可制成分体式，到现场进行就位拼装，部件的连接一般采用定位销定位，高强度螺栓联接，最后焊接成型。

二、盾构的基本构造
（一）盾壳
盾构的壳体由切口环、支撑环和盾尾三部分构成，外壳采用钢板焊接成整体，如图所示。

1.切口环部分
它位于盾构的最前端，用于开挖和挡土，施工时切入地层并掩护开挖作业。

切口环前端设有刃口，以减少切土时对地层的扰动。

切口环的长度主要取决于支撑、。

序号位 置 适应 工作 条件项目名称 地层土质种类 最小转弯曲线半径 最大坡度 总长 总重 开挖直径 前盾外径 中盾外径 尾盾外径 前盾盾壳厚度 中盾盾壳厚度 粘土、泥浆、砂土 水平 R﹦150 ㎜ 3﹪ 8680 ㎜参数1约 330T（包括后配套） Φ6370 ㎜ Φ6340 ㎜ Φ6340 ㎜ Φ6340 ㎜ 40 ㎜ 40 ㎜ 40 ㎜ 30 ㎜ 约 792.2KW 0～6。

0 ㎝∕min 37730KN 钢丝刷式 3 段 数量和位置（土仓内 4 个、螺旋机 1 个） 数量和位置（推进油缸压力 4 个、总压力 1 个） 计算寿命为三排圆柱滚子轴承 23122 小时（根据埋 深不同寿命取松弛土 2 倍的盾构机直径） 刀 盘 密 封 0.8Mpa, 铰 接 密 封 0.8Mpa, 盾 尾 密 封 0.4Mpa 刀盘密封 1MPa,铰接密封 1Mpa,盾尾密封 0.7Mpa 59.380 ㎜ 辐条加面板式 变频电机驱动（变频调速控制） 。

盾 构 2 整 体尾盾盾壳厚度 盾尾间隙 装备总功率 最大掘进速度 最大推力 盾尾密封 土压传感器 液压传感器 主轴承寿命 最大工作压力（bar） 最大设计压力（bar） 包括后配套总长 型式 驱动形式 主驱动最大承压能力（bar） 开挖、超挖直径[mm]3刀 盘开挖Φ6360.超挖直径Φ6590(超挖直径理解为超挖 刀全伸 125 ㎜时挖掘直径) 采用 0.25rpm ～1．3 rpm 、5 极变速 5147HN－m(100％) 6176KN－M(120％) a﹦20。

2（(100％)。

a﹦24。

2(120％) 55×8﹦440kW最大转速 扭矩 脱困扭矩 扭矩系数 驱动功率序号位 置项目名称 刀盘开口率 超挖刀型式 最大超挖量 超挖刀数量 刀盘对复合地层的适应性 刀间距的布置 中心刀的类型 滚刀的数量及轴向转动力矩 各种刀具高差设置 型式 最大行程差 垂直、水平 最大转角 垂直、水平 数量 40％ 液压油缸驱动式 125 ㎜参数超挖刀配备有 2 套(其中一套为预备用)。