盾构选型

盾构选型盾构选型包括盾构机选型与衬砌选型两个方面。

1.盾构的种类与选型盾构机是一种用钢板作成圆筒形结构的活动支撑,是通过软弱、含水地层,特别在海底、河底、城市内修建隧道的一种施工机械。

在盾构的支护下,可安全地进行掘进和衬砌。

盾构施工法是使用盾构机在地下掘进,边防止开挖面土砂崩塌边在机内安全地进行开挖作业和衬砌作业从而构筑成隧道的施工方法。

因此,盾构施工法是由稳定开挖面、盾构机挖掘和衬砌三大要素组成。

一般地,按开挖面与作业室之间隔墙构造可分为敞式、半开敞式及密封式三种。

密封式又可分为泥水加压式盾构和土压平衡式盾构。

泥水加压式盾构,是在切削刀盘后方设隔墙将盾构封闭起来,压力泥水送入此隔墙与掌子面之间的所谓泥水室,用泥水压力形成承压面,以抵抗地层水压,防止开挖面的塌方。

用切削刀盘进行开挖,切削下来的砂土经搅拌机搅拌成泥浆,由泥浆泵经排泥管道抽出,输送到地面泥水处理场。

一面切削,一面用千斤顶向前推进盾体,至一个衬砌管片宽度时,用盾尾拼装机进行管片安装。

泥水加压盾构有盾尾的漏水以及难以确认开挖面状态及刀具磨耗等确点,还需要较大的泥水处理场地。

泥水加压盾构对于不稳定的软弱地层或地下水位高,含水砂层,粘土以及冲积层以及洪积层等流动性高的土质,使用效果较好。

泥水加压平衡盾构具有土层适应性强、对周围土体影响小、施工机械化程度高等优点。

根据日本的实践,在砂层中进行大断面、长距离推进的盾构机,大多采用泥水加压式盾构机。

实践证明,掘进断面越大,用泥水加压式盾构机的效果越好。

泥水加压式盾构机除在控制开挖面稳定以减少地面沉降方面较为有利外,还在减少刀头磨损、适应长距离推进方面显示出优越性。

土压平衡盾构是在切削刀架及螺旋输送机内部充填的土砂所产生的压力与开挖面的土压保持平衡。

施工中一边掘进,一边控制推进千斤顶推力、推进速度、刀盘和螺旋输送机回转扭矩、速度以及闸门千斤顶的开口度,使之不断与开挖面的土压保持平衡。

有软稠度的粘质粉土和粉砂是最适合使用土压平衡式盾构机的土层。

盾构选型的原则
盾构选型的原则主要包括以下几点：
1. 管道要求：根据盾构隧道的设计要求和工程环境的条件，选择合适的盾构机型。

包括盾构机的直径范围和适应的地质环境，如软土、硬岩、岩溶地带等。

2. 地质条件：根据隧道地质条件的复杂性和预测精度，选择适应的盾构机型。

较复杂和不可预知的地质条件一般需要选择具有灵活性的盾构机型，能够根据地质环境的变化进行调整。

3. 施工效率：根据工程进度和施工期限，选择具有高效率和高生产率的盾构机型。

例如，对于大型隧道工程和紧迫的工期要求，可以选择大口径、大推力和高性能的盾构机。

4. 经济性：盾构机的选型应考虑施工成本和机械投资之间的平衡。

应选择具有较低工程成本和维护成本的盾构机，同时能够满足工程质量和效益要求。

5. 技术可行性：在选择盾构机型时需要考虑施工技术的成熟度和可靠性。

应选择经过验证并在类似工程中取得成功的盾构机型，以降低施工风险。

6. 环境保护：在盾构选型中需要考虑对环境的影响，选择符合环保要求和节能减排的盾构机，降低施工对周围环境的影响。

总的原则是根据具体项目要求，综合考虑工程地质、施工进度、经济性和环保要求等因素，选择最适合的盾构机型进行施工。

盾构选型与配置要求一、引言盾构机是一种用于地下隧道施工的机械设备，通过推进和控制盾体实现地下隧道的开挖和衬砌。

盾构机的选型与配置要求是保证工程施工顺利进行的关键。

本文将从盾构机选型与配置背景、盾构机选型要求、盾构机配置要求、技术要求等方面进行分析。

二、盾构机选型与配置背景随着城市化进程的加快和交通网络的不断扩展，地下隧道建设的需求逐渐增加，盾构机作为地下隧道施工主要设备之一，承担着巨大的施工任务。

在盾构机选型与配置时，需要考虑工程的具体需求，包括隧道的长度、直径、土层情况、地质条件等，以及施工周期、施工速度要求等因素。

三、盾构机选型要求1.适应地质条件：盾构机选型时需要根据地质条件选择合适的机型。

地质条件复杂的地区，如软黏土层、水下隧道等，需要采用具有较强适应性的盾构机。

2.考虑工程参数：盾构机选型要考虑隧道的直径、长度、弯曲半径等工程参数，选用合适的机型。

一般情况下，隧道直径较小的可以选择小型盾构机，隧道直径较大的可以选择大型盾构机。

3.考虑施工速度要求：盾构机选型时需要考虑施工周期和施工速度要求。

如果施工周期较紧迫，需要选择具有较高推进速度和装备配置的盾构机。

四、盾构机配置要求1.推进系统：盾构机的推进系统是保证施工进度的关键，需要配置具有较高推进力和推进速度的系统。

推进系统的配置要充分考虑地质条件、隧道直径等因素。

2.壁厚控制系统：盾构机的壁厚控制系统需要精确控制衬砌的厚度，以保证隧道的结构安全。

配置的壁厚控制系统要具备高精度和稳定性。

3.螺旋输送系统：盾构机的螺旋输送系统负责将挖出的土方料送出隧道，需要配置高效稳定的螺旋输送系统，以保证施工的连续性和效率。

五、技术要求1.控制系统：盾构机的控制系统需要具备高精度、高稳定性，并能保持与其他系统的协调工作。

控制系统的配置要根据盾构机的使用特点和需求进行选择。

2.故障诊断系统：盾构机的故障诊断系统可以及时发现和解决机械故障，提高施工的效率和安全性。

盾构的种类及选型第四章盾构的种类及选型4.1 盾构机的种类盾构的分类方法较多，可按盾构切削断面的形状；盾构自身构造的特征、尺寸的大小、功能；挖掘土体的方式；掘削面的挡土形式；稳定掘削面的加压方式；施工方法；适用土质的状况等多种方式分类。

见表4.1。

1. 按挖掘土体的方式分类按挖掘土体的方式，盾构可分手掘式盾构、半机械式盾构及机械式盾构三种。

①手掘式盾构：即掘削和出土均靠人工操作进行的方式。

②半机械盾构：即大部分掘削和出土作业由机械装置完成，但另一部分仍靠人工完成。

③机械式盾构：即掘削和出土等作业均由机械装备完成。

2. 按掘削面的挡土形式分类按掘削面的挡土形式，盾构可分为开放式、部分开放式、封闭式三种。

①开放式：即掘削面敞开，并可直接看到掘削面的掘削方式。

②部分开放式：即掘削面不完全敞开，而是部分敞开的掘削方式。

③封闭式：即掘削面封闭不能直接看到掘削面，而是靠各种装置间接地掌握掘削面的方式。

3. 按加压稳定掘削面的形式分类按加压稳定掘削面的形式，盾构可分为压气式、泥水加压式，削土加压式，加水式，加泥式，泥浆式六种。

①压气式：即向掘削面施加压缩空气，用该气压稳定掘削面。

②泥水加压式：即用外加泥水向掘削面加压稳定掘削面。

③削土加压式（也称土压平衡式）：即用掘削下来的土体的土压稳定掘削面。

④加水式：即向掘削面注入高压水，通过该水压稳定掘削面。

3⑤泥浆式：即向掘削面注入高浓度泥浆（?＝1.4g/cm）靠泥浆压力稳定掘削面。

⑥加泥式：即向掘削面注入润滑性泥土，使之与掘削下来的砂卵混合，由该混合泥土对掘削面加压稳定掘削面。

4. 组合分类法这种分类方式是把2、3两种分类方式组合起来命名分类的方法（见表4.2）。

这种分类法目前使用较为普遍，是隧道标准规范盾构篇中推荐的分类法。

这种方式的实质是看盾构机中是否存在分隔掘削面和作业舱的隔板。

全开放式盾构不设隔板，其特点是掘削面敞开。

掘削土体的形式可为手掘式、半机械式、机械式三种。

盾构机选型的方法和步骤盾构机是隧道施工中的重要设备，正确的选型对于工程的顺利实施至关重要。

以下为盾构机选型的方法和步骤：1.确定隧道类型首先需要确定隧道工程的类型。

根据隧道的设计要求，可以分为交通隧道、水利隧道、市政隧道等。

不同类型的隧道对盾构机的需求和性能要求不同。

2.确定隧道尺寸根据隧道的设计要求，需要确定隧道的尺寸。

这包括隧道的直径、长度以及曲率半径等。

盾构机的尺寸必须与隧道尺寸相匹配，以满足施工要求。

3.确定地质条件地质条件是选择盾构机的重要因素之一。

需要对工程场地的地质条件进行详细勘察和分析，包括土质类型、地下水位、岩石强度等。

根据地质条件，选择适合的盾构机和刀具。

4.确定推进速度推进速度是盾构机的重要参数之一。

需要根据隧道施工的要求和盾构机的性能，确定合适的推进速度。

推进速度过快可能导致盾构机控制难度增加，过慢则可能影响施工效率。

5.确定出土方式盾构机在挖掘过程中需要将土石运出隧道。

根据工程需要和场地条件，可以选择不同的出土方式，如机械出土、水力出土等。

选择合适的出土方式有助于提高施工效率和质量。

6.确定控制系统控制系统是盾构机的核心部分之一。

需要根据盾构机的性能和施工要求，选择合适的控制系统。

控制系统应具有稳定性、可靠性和灵活性等特点，能够实现对盾构机的精确控制。

7.确定辅助系统辅助系统是盾构机的重要组成部分，包括注浆系统、通风系统、照明系统等。

需要根据隧道施工的要求和场地条件，选择合适的辅助系统，以提高施工效率和质量。

8.确定刀具和盾构材料最后需要确定盾构机的刀具和材料。

刀具的类型和数量应根据地质条件和隧道尺寸来确定。

同时，盾构机的材料也应根据工程需要和场地条件进行选择，如钢铁、合金等。

综上所述，盾构机的选型需要综合考虑隧道类型、尺寸、地质条件、推进速度、出土方式、控制系统、辅助系统和刀具及盾构材料等多个方面因素。

只有在全面了解并分析这些因素后，才能选择出最适合工程需求的盾构机，从而确保隧道施工的顺利进行和质量要求的达成。

盾构施工技术概述及盾构机选型盾构施工技术是一种无顶开挖技术，在地下隧道施工中得到广泛应用。

它以盾构机为核心设备，通过推进机械和描摹设备以及支护设备，实现隧道的同步推进和支护作业。

盾构施工技术能够高效快捷地完成地下隧道的开挖工作，具有施工效率高、质量稳定、环境影响小等优点。

盾构机选型是盾构施工中关键的决策工作之一、盾构机的选型要考虑隧道工程的地质条件、隧道的断面形状、施工环境和技术要求等因素。

常见的盾构机选型包括土压平衡机、硬岩盾构机、泥水平衡盾构机和混合盾构机等。

土压平衡机适用于粉土、软土和含水层地质条件下的隧道工程。

该机种通过在掘进过程中平衡土压，避免地面沉降和地表破裂，保护周边环境的安全。

土压平衡机能够经受较高的水压，并能处理较大的土体水含量。

硬岩盾构机适用于硬岩地层的隧道工程。

硬岩盾构机通过机械力破碎岩石，利用刀盘和剥离装置将岩石碎片排出盾构机外，完成隧道的掘进工作。

硬岩盾构机具有破碎能力强、掘进速度快和适应性强等优点。

泥水平衡盾构机适用于高含水地层和软稀土地层的隧道工程。

泥水平衡盾构机通过在掘进过程中保持隧道内部的水压平衡，避免隧道坍塌和地层涌水情况发生。

泥水平衡盾构机能够控制地下水位，保护周边建筑和地下设施的安全。

混合盾构机是结合了土压平衡机和硬岩盾构机的优点，适用于复杂的地质条件下的隧道工程。

混合盾构机能够适应各种地质条件，并能根据不同地层的情况进行灵活调整和切换作业模式。

综上所述，盾构施工技术在地下隧道工程中具有重要地位和广泛应用。

盾构机的选型要根据隧道工程的具体情况进行合理选择，以确保施工的高效性和安全性。

盾构选型及参数计算⽅法盾构选型及参数计算⽅法1.1、序⾔盾构是⼀种专门⽤于隧道⼯程的⼤型⾼科技综合施⼯设备，它具有⼀个可以移动的钢结构外壳（盾壳），盾构内装有开挖、排⼟、拼装和推进等机械装置，进⾏⼟层开挖、碴⼟排运、衬砌拼装和盾构推进等系列操作，使隧道结构施⼯⼀次完成。

它具有开挖快、优质、安全、经济、有利于环境保护和降低劳动强度的优点，从松散软⼟、淤泥到硬岩都可应⽤，在相同条件下，其掘进速度为常规钻爆法的4～10倍。

较长地下⼯程的⼯期对经济效益和⽣态环境等⽅⾯有着重⼤影响，⽽且隧道⼯程掘进⼯作⾯⼜常常受到很多限制，⾯对进度、安全、环保、效益等这些问题，使⽤盾构机⽆疑是最好的选择。

些外，对修建穿越江、湖、海底和沼泽地域隧道，采⽤盾构法施⼯，也具有⼗分明显的技术和经济优势。

采⽤盾构法施⼯，盾构的选型及配置是隧道施⼯中关键环节之⼀，盾构选型应根据⼯程地质⽔⽂情况、⼯期、经济性、环境保护、安全等综合考虑。

盾构的选型及配置是⼀种综合性技术，涉及地质、⼯程、机械、电⽓及控制等⽅⾯。

1.2盾构机选型主要原则1.2.1盾构的选型依据盾构选型主要应考虑以下⼏个因素：1）⼯程地质、⽔⽂条件及施⼯场地⼤⼩。

2）业主招标⽂件中的要求。

3）管⽚设计尺⼨与分块⾓度。

4）盾构的先进性、适应性与经济性。

5）盾构机⼚家的信誉与业绩。

6）盾构机能否按期到达现场。

1.2.2 盾构的型式1）敞开式型盾构敞开式型盾构是指盾构内施⼯⼈员可以直接和开挖⾯⼟层接触，对开挖⾯⼯况进⾏观察，直接排除开挖⾯发⽣的故障。

这种盾构适⽤于能⾃⽴和较稳定的⼟层施⼯，对不稳定的⼟层⼀般要辅以⽓压或降⽔，使⼟层保持稳定，以防⽌开挖⾯坍塌。

有⼈⼯开挖盾构、半机械开挖盾构、机械开挖盾构。

2）部分敞开式型盾构部分敞开式型盾构是在盾构切⼝环在正⾯安装挤压胸板或⽹格切削装置，⽀护开挖⾯⼟层，即形成挤压盾构或⽹格盾构，施⼯⼈员可以直接观察开挖⾯⼟层⼯况，开挖⼟体通过⽹格孔或挤压胸板闸门进⼊盾构。

【考点】盾构机选型要点一、盾构类型与适用条件（一）盾构类型（1）按支护地层的形式分类，主要分为自然支护式、机械支护式、压缩空气支护式、泥浆支护式、土压平衡支护式5种类型（见图1K413031-1）。

（2）按开挖面是否封闭划分，可分为密闭式和敞开式两类。

按平衡开挖面土压与水压的原理不同，密闭式盾构又可分为土压式（常用泥土压式）和泥水式两种。

敞开式盾构按开挖方式划分，可分为手掘式、半机械挖掘式和机械挖掘式三种（见图1K413031-2）。

（3）按盾构的断面形状划分，有圆形和异型盾构两类，其中异型盾构主要有多圆形、马蹄形、类矩形和矩形，目前在国内轨道交通建设中，已有双圆马蹄形、矩形和类矩形盾构应用。

（二）盾构机的刀盘配置盾构的刀盘主要由刀盘体、刀具、磨损检测器、搅拌棒、泡沫及膨润土管路等零部件组成。

刀盘体由钢结构焊接而成，刀具可分为：滚刀、切刀、边缘刮刀、仿形刀、保径刀、先行刀、中心刀等。

刀盘是机械化盾构的掘削部件，刀盘结构应根据地质适应性的要求进行设计，以适合围岩条件，并保证开挖面稳定的前提下，提高掘进速度。

刀盘设计时，应充分考虑刀盘的结构形式、支承方式、开口率、开口大小和分布、刀具的布置等因素。

刀盘具有三大功能:（1）开挖功能。

刀盘旋转时，刀具切削隧道开挖面的土体，对开挖面的岩土层进行开挖，开挖后的渣土通过刀盘的开口进入土仓。

（2）稳定功能。

支撑开挖面，具有稳定开挖面的功能。

（3）搅拌功能。

对于土压平衡盾构，刀盘对土仓内的渣土进行搅拌，使渣土具有一定的塑性、流动性并在一定程度上避免形成“泥饼”的作用。

盾构的刀盘结构形式与工程地质情况有着密切的关系，不同的地层应采用不同的刀盘结构形式：土压平衡盾构的刀盘有两种形式——面板式和辐条式。

（1）面板式刀盘开口率相对较小，面板直接支撑面，有挡土功能，有利于切削面稳定，但在开挖黏土层时，易发生黏土粘附面板表面影响开挖效率的情况，防止措施是注入改良材料等。

（2）辐条式刀盘开口率大，土砂流动顺畅，不易堵塞，土仓压力能有效作用于开挖面，但一般不能安装滚刀，且中途换刀安全性较差。

盾构机选型标准(总5页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--1、盾构机选型依据地铁区间，线路总长：隧道埋深9～13米。

隧道洞身大部分处于残积层中，局部地段穿越花岗岩、辉绿岩全、强风化带或断层破碎带，结构松散，易软化、变形，产生坍塌。

花岗岩层面起伏大，存在差异风化现象。

地下水按赋存条件分为第四系孔隙潜水和基岩裂隙水，砂层中具承压性。

主要补给来源为大气降水。

地下水埋深～米。

盾构隧道内径：5400mm，管片厚度：300mm，隧道外径：6000mm。

标准管片宽度：1200mm，分块数：6块。

本盾构隧道区间采用两台盾构机。

盾构机由站西端下井始发，推进至站东站起吊出井。

隧道地质情况、工程要求、环境保护要求、经济比较、地面施工场地大小等因素是盾构选型的基本依据。

根据国内外盾构施工经验与实例，我们认为，盾构机的选型必须满足以下几个要求：必须确保开挖空间的安全和稳定支护；保证隧道土体开挖顺利；保证永久隧道衬砌的安装质量；保证隧道开挖碴土的清除；确保盾构机械的作业可靠性和作业效率；保证地面沉降量在要求范围内；满足施工场地及环保要求。

2、不同开挖模式的工作原理盾构机的型式与工作特点目前世界上流行的盾构机按开挖模式主要可以分为两大类：敞开式与密闭式。

敞开式指盾构机的开挖面与机内的工作室间无隔板或隔板的某处设置可调节开口面积的出土口。

开挖面基本依靠开挖土体的自立保持稳定。

敞开式适用于地层条件简单、自立性好且无地下水的地层。

密闭式盾构机是在盾构机的开挖面与机内的工作室间设置隔板，刀盘旋转将开挖下来的碴土送入开挖面和隔板间的刀盘腔内，由泥水压力或土压或气压提供足以使开挖面保持稳定的压力。

密闭式盾构机适用于地层变化复杂、自立条件较差、地下水较丰富的地层，因为采用密闭式掘进可以有效地保证开挖面的自立与稳定，保证施工安全。

密闭式盾构机主要分为泥水平衡式、土压平衡式两类，代表了不同的出土方式和不同工作面土体平衡方式的特点，但适用地质与范围有一定的区别。