盾构法优缺点

盾构法隧道基本原理及特点1．盾构法隧道基本原理盾构法隧道的基本原理是用一件有形的钢质组件沿隧道设计轴线开挖土体而向前推进。

这个钢质组件在初步或最终隧道衬砌建成前，主要起防护开挖出的土体、保证作业人员和机械设备安全的作用，这个钢质组件被简称为盾构。

盾构另一个作用是能够承受来自地层的压力，防治地下水或流沙的入侵。

隧道拱内圈的空洞由盾构本体防护，同时还需要其他辅助措施对工作面进行支护。

盾构法隧道主要有以下几种支护土体方法和与之相匹配的盾构类型，见图1，各种类型盾构掘进机的支护面板见图2。

几种支护土体方法和与之相匹配的盾构类型各种类型盾构掘进机的支护面板2．盾构法隧道优缺点盾构法隧道优点：（1）在盾构支护下进行地下工程暗挖施工，不受地面交通、河道、航运、潮汐、季节、气候等条件的影响，能较经济合理地保证隧道安全施工；盾构法隧道施工不受地面自然条件的影响（2）盾构的推进、出土、衬砌拼装等可实行自动化、智能化和施工远程控制信息化，掘进速度较快，施工劳动强度较低；盾构法隧道机械化、自动化高（3）地面人文自然景观受到良好的保护，周围环境不受盾构施工干扰；在松软地层中，开挖埋置深度较大的长距离、大直径速度，具有经济、技术、安全、军事等方面的优越性。

盾构法隧道能保护地面人文自然，经济效益明显盾构法隧道缺点：（1）盾构机械造价较昂贵，隧道的衬砌、运输、拼装、机械安装等工艺较复杂；在饱和含水的松软地层中施工，地表沉陷风险极大；（2）需要设备制造、气压设备供应、衬砌管片预制、衬砌结构防水及堵漏、施工测量、场地布置、盾构转移等施工技术的配合，系统工程协调难；（3）建造短于750m的隧道没有经济性；对隧道曲线半径过小或隧道埋深较浅时，施工难度大。

盾构法施工的优缺点盾构法是暗挖法施工中的一种全机械化施工方法。

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盾构法施工的优缺点盾构法优点1、安全开挖和衬砌，掘进速度快;2、盾构的推进、出土、拼装衬砌等全过程可实现自动化作业，施工劳动强度低。

3、不影响地面交通与设施，同时不影响地下管线等设施;4、穿越河道时不影响航运，施工中不受季节、风雨等气候条件影响，施工中没有噪音和扰动;5、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。

盾构法缺点1、断面尺寸多变的区段适应能力差;2、新型盾构购置费昂贵，对施工区段短的工程不太经济。

盾构法施工的优缺点盾构法的主要优点① 除竖井施工外，施工作业均在地下进行，噪音、振动引1/ 3起的公害小，既不影响地面交通，又可减少对附近居民的噪音和振动影响。

② 盾构推进、出土、拼装衬砌等主要工序循环进行，施工易于管理，施工人员也较少，劳动强度低，生产效率高。

③ 土方量外运较少。

④ 穿越河道时不影响航运。

⑤ 施工不受风雨等气候条件影响。

⑥ 隧道的施工费用不受覆土量多少影响，适宜于建造覆土较深的隧道。

在土质差水位高的地方建设埋深较大的隧道，盾构法有较好的技术经济优越性。

⑦ 当隧道穿过河底或其他建筑物时，不影响施工。

⑧ 只要设法使盾构的开挖面稳定，则隧道越深、地基越差、土中影响施工的埋设物等越多，与明挖法相比，经济上、施工进度上越有利。

盾构法存在的不足① 当隧道曲线半径过小时，施工较为困难。

② 在陆地建造隧道时，如隧道覆土太浅，开挖面稳定甚为困难，甚至不能施工，而在水下时，如覆土太浅则盾构法施工不够安全，要确保一定厚度的覆土。

③ 竖井中长期有噪声和振动，要有解决的措施。

④ 盾构施工中采用全气压方法以疏干和稳定地层时，对劳2/ 3动保护要求较高，施工条件差。

⑤ 盾构法隧道上方一定范围内的地表沉陷尚难完全防止，特别在饱和含水松软的土层中，要采取严密的技术措施才能把沉陷限制在很小的限度内，目前还不能完全防止以盾构正上方为中心土层的地表沉降。

盾构法和顶管法的异同点
盾构法和顶管法都是隧道建造中常用的技术，它们各自具有特点和优缺点。

盾构法是一种通过推进盾构机在地下挖掘隧道的方法，适用于长跨度和高地下埋深的情况。

而顶管法则是一种通过推进顶管来构建隧道的技术，适用于短跨度和浅地下埋深的情况。

在施工过程中，盾构法需要准确的地质勘探和施工计划，以保证隧道的安全和质量。

而顶管法则相对简单，适用于紧急或临时情况下的隧道建造。

然而，顶管法的施工周期较长，而且需要大量的人力和设备。

在实际应用中，盾构法适用于地铁、隧道等大型工程，而顶管法则适用于短距离管道建设等小型工程。

总的来说，盾构法和顶管法都是有效的隧道建造技术，具有各自的特点和优势，在不同的情况下可以选择不同的方法进行施工。

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浅谈盾构法施工常见质量缺陷及原因分析天津市地下铁道集团有限公司，天津300051摘要：本文总结阐述了盾构法在施工过程中经常遇到的一些质量缺陷，包括隧道渗漏、管片裂纹、管片破损、管片扭转、隧道轴线偏差和地表沉降与隆起，分析了上述质量缺陷产生的原因，提出了预防和处理上述质量缺陷的方法，为隧道盾构法施工提供了合理的建议，便于有预见性的进行管控。

关键词：盾构；质量缺陷；原因；管片引言盾构法(Shield Method)是暗挖法施工中的一种全机械化施工方法，它是将盾构机械在地中推进，通过盾构外壳和管片支承四周围岩防止发生往隧道内的坍塌，同时在开挖面前方用切削装置进行土体开挖，通过出土机械运出洞外，靠千斤顶在后部加压顶进，并拼装预制混凝土管片，形成隧道结构的一种机械化施工方法[1]。

盾构法的施工原则就是尽可能在不扰动围岩的前提下完成施工，从而最大限度地减少对地面建筑物及地下埋设物的影响[1]。

使用盾构法施工有许多优点：除竖井施工外，施工作业均在地下进行，既不影响地面交通，又可减少对附近居民的噪声和振动影响；盾构推进、出土、拼装衬砌等主要工序循环进行，施工易于管理，施工人员也比较少；土方量少；穿越河道时不影响航运；施工不受风雨等气候条件的影响；在地质条件差、地下水位高的地方建设埋深较大的隧道，盾构法有较高的技术经济优越性[2]。

在城市市区建筑公用设施密集，交通繁忙，明挖隧道施工对城市生活干扰严重，特别在市中心，若隧道埋深较大，且地质条件复杂时，用明挖法建造隧道很难实现，而盾构法施工却具有明显的优点。

但施工中的一些质量缺陷问题需要引起重视和及时处理[3,4,5]，如衬砌环的渗漏、裂纹、错台、破损、扭转以及隧道轴线偏差和地表沉降与隆起等，本文对上述问题产生的原因进行了分析，并提出了预防和处理上述问题的方法与建议。

1隧道渗漏盾构法隧道施工中衬砌环的渗漏现象在目前施工中普遍存在[6]，造成渗漏现象的原因有很多，其中主要原因归纳有以下几点：1. 管片的自身防水效果不佳。

地下工程施工的典型方法及其优缺点说到地下工程，大家可能会立马联想到那些高楼大厦下埋着的管道、电缆，或者是深不见底的地铁隧道。

你可能会想，哇，那些地下施工一定特别艰难、特别复杂，确实，做这些活儿的工程师们个个都像是“地下工作者”，神秘又辛苦。

不过，地下工程施工其实也有几种常见的施工方法，每种方法各有各的优缺点，今天就跟你聊聊，看看它们到底咋个运作的，值不值得咱们投资。

首先说说最常见的那种——盾构法。

这种方法呢，听名字就知道，像个大盾牌一样，能够保护施工人员免受地下各种危险的影响。

施工时，盾构机就像个巨大无比的“地下巨兽”，它的刀盘一转动，土壤就被掘开，挖出的土被送到机器外面。

你能想象那场景吗？一台庞然大物在地下不慌不忙地推进，前进的路上就像是在慢慢切割蛋糕一样，土层一层层被切开。

盾构法的优点是什么呢？安全性高，毕竟机器都在作业，工人基本上远离危险。

而且这种方法特别适合在城市密集区施工，不会打扰到地面上的交通和居民，噪音也相对较小，简直是“低调奢华有内涵”。

但是，盾构法也有它的短板，最典型的就是施工速度相对较慢，尤其是当地下土质比较复杂时，盾构机可能会被卡住，进度就拖了下来。

而且盾构机本身成本也挺高，动辄几百万的机器和人工费，让很多项目经理头疼不已。

再来说说明挖法，顾名思义，这就是靠人力和机器一块儿挖掘地下通道的方法。

它的优点很简单，施工设备成本低，适用于较小的工程，尤其是在地质条件好的地方，像是软土或者沙土地区，施工起来简直是“得心应手”。

在一些地方，甚至能看到工程队用小型挖掘机和人工结合的方法，小伙子们挥舞着铲子、锄头，干得热火朝天。

可是呢，这个方法的缺点也很明显。

你能想象，几个人在地下几米深的地方干活，一不小心就可能发生滑坡或者塌方，安全隐患很大。

而且深挖的距离有限，遇到一些复杂的地质条件，就很难继续挖下去。

所以，说白了，明挖法只能当个“短期小打小闹”的工具，不能当大工程来用。

接下来我们说说一种有点“高大上”的方法——冻结法。

盾构技术特点、分类及适用范围国培学员: S1.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。

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。

2、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)。

盾构施工技术的优缺点: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；3、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, 向另一竖井或基坑的设计预留孔洞推进。

盾构法的是利用盾构进行隧道开挖，衬砌等作业的施工方法。

用盾构在软质地基或破碎岩层中掘进隧洞的施工方法。

盾构是一种带有护罩的专用设备，利用尾部已装好的衬砌块作为支点向前推进，用刀盘切割土体，同时排土和拼装后面的预制混凝土衬砌块。

盾构是1874年发明，首先用的是气压盾构。

开挖英国伦敦泰晤士河水底隧道。

[1] 盾构机掘进的出碴方式有机械式和水力式，以水力式居多。

水力盾构在工作面处有一个注满膨润土液的密封室。

澎润土液既用于平衡土压力和地下水压力，又用作输送排出土体的介质。

盾构既是一种施工机具，也是一种强有力的临时支撑结构。

盾构机外形上看是一个大的钢管机，较隧道部分略大，它是设计用来抵挡外向水压和地层压力的。

它包括三部分：前部的切口环、中部的支撑环以及后部的盾尾。

大多数盾构的形状为圆形，也有椭圆形、半圆形、马蹄形及箱形等其他形式。

盾构法施工具有施工速度快、洞体质量比较稳定、对周围建筑物影响较小等特点，适合在软土地基段施工。

用盾构法修建隧道已有150余年的历史。

最早进行研究的是法国工程师M.I.布律内尔，他由观察船蛆在船的木头中钻洞，并从体内排出一种粘液加固洞穴的现象得到启发，在1818年开始研究盾构法施工，并于1825年在英国伦敦泰晤士河下，用一个矩形盾构建造世界上第一条水底隧道（宽11.4米、高6.8米）。

在修建过程中遇到很大的困难，两次被河水淹没，直至1835年，使用了改良后的盾构，才于1843年完工。

盾构法施工工序：采用盾构法施工时，首先要在隧道的始端和终端开挖基坑或建造竖井，用作盾构及其设备的拼装井（室）和拆卸井（室），特别长的隧道，还应设置中间检修工作井（室）。

拼装和拆卸用的工作井，其建筑尺寸应根据盾构装拆的施工要求来确定。

拼装井的井壁上设有盾构出洞口，井内设有盾构基座和盾构推进的后座。

井的宽度一般应比盾构直径大1.6～2.0米，以满足铆、焊等操作的要求。

当采用整体吊装的小盾构时，则井宽可酌量减小。

盾构法隧道施工的进展与应用一、盾构法隧道施工简述盾构法隧道施工(Shield Tunnelling)，是在地表以下地层中承受盾构机进展暗挖隧道的一种施工方法，可以实现边掘进、边出土，边拼装衬砌构造的工厂化施工。

相对于传统的明挖法和矿山暗挖法隧道施工，盾构法隧道技术具有环境较好，掘进速度较快、隧洞成型质量较好、工作环境较好、不受地表环境条件限制、不受天气限制及人性化等优点,从而使盾构法在地下铁道、大路隧道、水工及市政隧道等方面得到广泛应用。

二、盾构法施工的起源与进展盾构机是盾构法隧道施工的核心，盾构机最初于1818 年，法国的布鲁诺尔(M.I.Brune1)从蛀虫钻孔得到启发，最早提出了用盾构法建设隧道的设想，并在英国取得了专利。

布鲁诺尔设想的盾构机机械内部构造由不同的单元格组成，每一个单元格可容纳一个工人独立工作并对工人起到保护作用。

承受的方法是将全部的单元格牢靠地装在盾壳上。

当时设计了两种方法，一种是当一段隧道挖完后，整个盾壳由液压千斤顶借助后靠向前推动；另一种方法是每一个单元格能单独地向前推动。

第一种方法后来被承受，并得到了推广应用，演化为成熟的盾构法。

此后，布鲁诺尔逐步完善了盾构构造的机械系统，设计成用全断面螺旋式开挖的封闭式盾壳，衬彻紧随其后的方式。

1825 年，他第一次在伦敦泰晤土河下开头用框架机构的矩形盾构修建隧道。

经过18 年施工，完成了全长458m 的第一条盾构法隧道。

1830 年，英国的罗德制造“气压法”关心解决隧道涌水。

1865 年，英国的布朗首次承受圆形盾构和铸铁管片，1866 年，莫尔顿申请“盾构”专利。

在莫尔顿专利中第一次使用了“盾构”〔shield〕这一术语。

1869 年用圆形盾构在泰吾士河下修建外径2.2m 的隧道。

1874 年，工程师格瑞海德觉察在强渗水性的地层中很难用压缩空气支撑隧道工作面，因此开发了用液体支撑隧道工作面的盾构，通过液体流，以泥浆的形式出土。

第一个机械化盾构专利是1876 年英国人约翰·荻克英森·布伦敦和姬奥基·布伦敦申请的。