盾构法隧道施工的起源和发展

盾构法隧道主要内容一、盾构施工技术的进展历史二、盾构施工技术的国内外进呈现状三、盾构机的种类四、盾构施工的技术特点五、盾构机工作原理五、盾构施工的主要工序六、中国承受盾构修建地铁历史及规划八、工程案例一、盾构施工技术的进展历史1盾构施工法的制造1818 年，Brunel 从一种食船虫在船身上打洞一事受到启发，争论出了盾构工法。

历经艰辛，终在1841 年使泰晤士河底隧道贯穿，该隧道自1825 年开工，历时17 年，可充分说明技术的成功是多么的坎坷！2盾构施工法的进展阶段自1818 年诞生进展到现在已有180 多年的历史，概括而言，有四个阶段：（1）初期盾构：以Brunel 盾构为代表；（2）其次代盾构：以机械式、气压式、TBM 及城市盾构工法为代表；（3）第三代盾构：以闭胸式盾构为代表〔泥水式、土压式〕；（4）第三代盾构：以安全、高速、大深度、大断面、断面多样化、异形化为特色。

二、盾构施工技术的国内外进呈现状1国外盾构施工技术现状以欧洲和日本最为兴旺。

美国：纽约自1900 年起用气压盾构就建筑了数十条水底隧道，目前根本是以盾构施工占90％以上；前苏联：莫斯科自1932 年开头承受盾构法施工地铁等地下工程；德国、法国、英国、加坡等也在广泛承受盾构法施工地下工程。

日本：自1917 年在国铁羽越线折渡隧道〔泻县〕的建设中首次承受盾构工法。

日本从盾构施工法正式开头用于城市隧道建设的1964 年至1984 年约20 年间，工研制盾构机超过5000 台。

目前日本已经成为世界上盾构制造技术以及施工技术的大国，占据世界上仅80％的盾构份额。

1917 年——日本国铁隧道建设中首次承受盾构工法1953 年——日本关门隧道承受盾构工法1957 年——日本地铁承受顶盖式盾构施工，这是城市隧道首次承受盾构1960 年——日本名古屋地铁承受盾构施工1962 年——东京下水道承受圆形盾构。

此后，盾构渐渐用于小断面的市政管道建设1964 年——日本下水道工程，最先承受泥水式盾构1974 年——日本独立争论出土压式盾构1975 年——日本争论出砾石泥水式盾构1981 年——日本争论出加气泡盾构2国内盾构施工技术现状国内最早是在1956 年，阜海州露天煤矿承受直径2.66m 的盾构，在砂土层中成功地开掘了一条流水巷道。

探讨盾构法隧道施工技术发展盾构法是指利用盾构机进行隧道施工的方法。

随着城市化进程的加快，城市交通压力日益增大，盾构法隧道施工技术的发展变得越发重要。

下面将从技术发展的历程、技术特点及未来发展方向三个方面探讨盾构法隧道施工技术的发展。

盾构法隧道施工技术的发展历程主要经历了以下几个阶段：第一阶段是20世纪60年代至70年代，此时盾构机还处于起步阶段，技术较为简单，施工效率低。

运用盾构法施工的代表性工程——东京地铁新宿线改善工程的成功，为盾构法的发展奠定了基础。

第二阶段是20世纪80年代至90年代，此时盾构机开始大规模应用于隧道施工，同时也出现了多种类型的盾构机。

德国的压平式盾构机、法国的泥水平衡盾构机及日本的开盾式盾构机成为当时三个主要的类型。

随着施工技术的改进，盾构法在混凝土隧道、铁路隧道等多个领域得到了广泛应用。

第三阶段是21世纪至今，此时盾构机的技术已经非常成熟，施工效率大幅提高。

针对不同地质条件和隧道类型，还研发出了多种改进型盾构机，如用于软土地质的土压平衡盾构机、用于岩石地质的液压盾构机等。

这些改进型盾构机在施工中能够更好地适应地质条件，提高施工效率和质量。

盾构法隧道施工技术的特点主要包括以下几个方面：第一，盾构法施工相对于传统的掘进法来说，无需大量的人工劳动，减少了人员伤亡的风险。

第二，盾构机由上万个零部件组成，需要精确的工艺和装配，提高了施工技术的要求。

盾构法能够适应不同的地质条件，包括软土、岩石、河床等，使得盾构法具有很大的适应性。

第四，盾构法施工速度快，能够实现快速施工，缩短工期，减少对交通的影响。

未来盾构法隧道施工技术的发展方向主要有以下几个方面：第一，提高盾构机自动化技术水平，减少人工操作，提高施工效率和质量。

第二，发展更小型、多功能的盾构机，以满足各种特殊地质条件和工程需求。

加强盾构机的环保技术研发，减少对环境的影响，降低施工过程中产生的噪音、振动等对周围居民的影响。

第四，加大对盾构法隧道施工技术的研究与创新，注重与其他领域的结合，推动盾构法在更多领域的应用。

简述盾构的发展历程
盾构是一种在地下挖掘隧道的机械方法。

它可以有效地挖掘地下隧道，广泛用于城市地铁、隧道和水利工程等建设中。

以下是盾构发展历程的简述。

盾构的起源可以追溯到19世纪下半叶，当时的挖掘工作主要依靠人工和爆破技术。

然而，这种方法在城市建设中面临着很多困难，如噪音、震荡和地表沉降等问题。

因此，人们开始寻找一种更加安全高效的地下挖掘方法。

20世纪初，人们开始尝试使用盾构机进行地下隧道的挖掘。

最早的盾构机是通过人力推动的，但工作效率较低。

随着机械技术的不断发展，盾构机的壁厚、轴重和推进力不断增加，使其能够适应更复杂的地质条件和更大直径隧道的挖掘。

在20世纪中叶，盾构机的发展进入了一个全新的时代。

随着液压系统、控制系统和推进系统的引入，盾构机的性能得到了显著提升。

这些技术的应用使得盾构机能够应对更大规模、更复杂的地下挖掘工程。

21世纪以来，盾构机的发展趋势主要体现在以下几个方面：
1. 大型盾构机的兴起：盾构机的尺寸和功能不断提高，能够满足更大直径隧道的挖掘需求。

2. 自动化和智能化：随着电子技术和计算机技术的进步，盾构机的自动化和智能化水平不断提高。

自动化系统可以实现盾构
机的自主导航、地质探测和控制等功能。

3. 环保和节能：在盾构机设计和使用过程中，越来越重视环保和节能要求。

采用有效的排放控制和能源管理技术，减少工程对环境的影响。

总的来说，盾构机的发展历程经历了从人力推动到机械化、自动化和智能化的过程。

今后，盾构技术将继续发展，为地下挖掘工程提供更高效、安全和环保的解决方案。

我国盾构技术的发展现状盾构技术是一种在地下开挖隧道的方法，它是一种高效、安全、环保的隧道开挖技术。

随着我国城市化进程的加速，越来越多的城市需要建设地铁、地下通道等基础设施，盾构技术也得到了广泛应用。

本文将从盾构技术的发展历程、技术特点、应用领域等方面，介绍我国盾构技术的发展现状。

一、盾构技术的发展历程盾构技术最早起源于19世纪末的英国，当时主要用于建设水利工程。

20世纪初，盾构技术开始应用于地铁隧道的建设。

20世纪50年代，日本开始大规模使用盾构机建设地铁，盾构技术得到了快速发展。

20世纪80年代，我国开始引进盾构技术，建设了北京地铁1号线和广州地铁1号线。

此后，我国盾构技术得到了快速发展，成为我国地下工程建设的主要技术之一。

二、盾构技术的技术特点盾构技术是一种在地下开挖隧道的方法，它的主要特点如下：1.高效：盾构机可以在地下连续开挖，不需要停工，因此可以大大提高施工效率。

2.安全：盾构机在开挖过程中，可以保持地面的稳定，减少地面塌陷的风险，因此可以保证施工安全。

3.环保：盾构技术可以减少对地面环境的破坏，减少噪音和尘土污染，因此可以保护环境。

三、盾构技术的应用领域盾构技术可以应用于各种地下工程建设，主要包括以下几个方面：1.地铁建设：随着我国城市化进程的加速，越来越多的城市需要建设地铁，盾构技术成为地铁建设的主要技术之一。

2.水利工程建设：盾构技术可以用于建设水利工程，如水库、水渠等。

3.公路隧道建设：盾构技术可以用于公路隧道的建设，如山区公路隧道等。

4.城市地下综合管廊建设：盾构技术可以用于城市地下综合管廊的建设，如电力、通信、自来水等管道的建设。

四、盾构技术的发展趋势随着我国城市化进程的加速，盾构技术的应用领域将会越来越广泛。

未来，盾构技术的发展趋势主要包括以下几个方面：1.技术创新：盾构技术将会不断进行技术创新，提高施工效率和施工质量。

2.智能化：盾构机将会越来越智能化，可以实现自主导航、自动控制等功能。

探讨盾构法隧道施工技术发展盾构法隧道施工技术是一种现代化的地下工程施工方法，随着城市化进程的加快和交通建设的需求不断增加，盾构法隧道施工技术在城市地下空间开发和交通建设中发挥着越来越重要的作用。

本文将从盾构法隧道施工技术的发展历程、技术特点、应用现状和未来发展趋势等方面进行探讨。

盾构法隧道施工技术起源于19世纪，最早是应用于水利工程的隧道建设。

20世纪70年代以来，随着城市交通建设的快速发展，盾构法隧道施工技术开始在地铁、水利、排水和其他工程领域得到广泛应用。

在国际上，盾构法隧道施工技术也有着较长的发展历史，欧美等发达国家在该领域取得了丰硕的成果。

在中国，盾构法隧道施工技术的发展也经历了从引进到自主研发的过程。

上世纪80年代初，中国开始引进盾构机，但由于缺乏自主研发能力和施工经验，盾构法隧道施工技术的应用一直局限于大型城市和较发达地区。

随着科技进步和技术创新的推动，中国盾构法隧道施工技术不断突破，实现了由跟跑到并跑再到引领的发展历程，成为国际先进水平的一项技术。

二、盾构法隧道施工技术的技术特点1. 高效节能。

盾构法隧道施工采用机械化施工，施工效率高，能减少人力投入和能源消耗，降低施工成本。

2. 安全环保。

盾构法隧道施工避免了传统爆破施工的噪音、震动和空气污染等问题，减少了对周边环境和居民生活的影响，提高了施工安全性。

3. 适应性强。

盾构法隧道施工适用于各种地质条件下的隧道建设，能够应对软土、硬岩、湿地等复杂地质条件，具有较强的适应性和通用性。

4. 施工精度高。

盾构法隧道施工可以在地下隧道中实现精确的定位和控制，可以保证隧道的水平、垂直和弯曲度等方面的精度要求。

5. 施工周期短。

相比传统的隧道施工方法，盾构法隧道施工可以大大缩短工期，提高工程进度，降低工程风险。

盾构法隧道施工技术在城市地下交通建设、地下水利工程和城市排水系统建设等领域得到了广泛应用。

在城市地下交通建设中，盾构法隧道施工技术已成为地铁、轻轨等交通工程的主要施工方法。

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。

第一节盾构法隧道的起源及历史据记载，人类设想建造各种用途的隧道已有上千年了。

1802年，英国采矿工程师阿贝尔·马蒂厄提出修建英吉利海峡隧道计划，设计从英法两岸用一种有掩体结构的挖掘机修筑隧道，每侧各挖掘18.7km，最后在瓦恩·班克浅滩对接贯通。

他建议在海峡地下通道的中间设计一个人工岛，隧道的照明由油灯提供，而烟囱将提供通风。

阿贝尔·马蒂厄1802年设计可行驶马车隧道1803年爆发了英法战役，阿贝尔·马蒂厄的计划未能付诸实施。

法国工程师布鲁诺尔（Mare Isambard Brunel）在伦敦从船蛀在船板上蛀孔，再用分泌物涂在孔的四周中得到启示，发现了盾构法掘进隧道的原理。

当时，圣·彼德斯勃格（St．Pertersburg）正规划一条跨越Neca河的工程，布鲁诺尔参与了此项目的设计研究。

布鲁诺尔看到每年桥墩总是遭受从Lagoda湖上漂流的大冰块的破坏，当时曾提议修建一隧道（用盾构法挖掘）。

后来，布鲁诺尔完善了构思，注册了专利。

布鲁诺尔构想的盾构机械内部结构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（图l-5）。

采用的方法是将所有的单元格都被牢靠地装在盾壳上。

当时设计了两种施工方法，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进；另一种方法是每一个单元格能单独地向前推进。

第一种施工法后来被采用，并得到推广应用，演变为成熟的盾构法，目前所有的封闭式盾构都是基于第一种方法。

此后，布鲁诺尔逐步完善了盾构结构的机械系统，设计成封闭式盾壳用全断面螺旋式开挖，衬砌紧随其后的（图l-6）。

它可以被认为是土压平衡盾构（EPB Shield）的先行者。

图1-5 布鲁诺尔注册专利的盾构，1806图1-6 M.I.Brunel 螺旋盾构，18181825年～1843年，布鲁诺尔在伦敦泰晤士河下的隧道工程中使用这种盾构，布鲁诺尔终于实现了他的设想(图1－7)。

盾构施工有关知识1、盾构施工概念、发展历史及现状盾构：是重要用来开挖土砂围岩隧道机械，由切口环、支承环、及盾尾三某些构成。

盾构法：用盾构一边防止土砂坍塌，一边进行开挖推动，通过盾构外壳和管片支承四周边岩防止土砂崩溃进行隧道施工，并在盾尾进行衬砌作业从而修建隧道办法。

发展历史：18世纪末，英国人提出在化敦地下修建横贯泰晤士河隧道构想，并对详细掘削工法和使用机械等问题做了讨论。

18Brunel观测小虫腐蚀木船底板成洞通过，从而得到启示，在此基本上提出盾构工法。

采用此工法横穿泰晤士河隧道工程于1825动工，隧道长458m，断面为11.4mX6.8m方型。

隧道于1841年贯通。

而圆型断面隧道盾构出当前1869年建造横穿泰晤士河第二条隧道。

19世纪末到20世纪中叶，盾构工法传到许多国家，并得到不同限度发展。

20世纪60~80年代，盾构工法继续发展完善，成绩明显。

1990~这一段时间里盾构工法技术进步极为明显，并有如下特点：盾构隧道长距离化、大直径化：日本东京湾隧道直径为14.14m，长度15.1Km 盾构断面多样化：方型、圆型、双圆型、马蹄型施工自动化：自动导向系统、PLC控制系统、远程信息传播系统技术现状：完善近年推出新工法、新工艺技术细节，使之提高并达到成熟，加速盾构工法自动化进程。

为适应大深度、高地下水压、大口径化、长距离化、施工自动化、施工高速化、断面多样化等需求，开发新概念工法、工艺、材料、管理系统。

盾构机类型：依照不同地质条件，盾构分为如下类型：闭胸式盾构：是用泥土加压或泥水加压来抵抗开挖面土压力和水压力以维持开挖面稳定性，普通涉及：泥水式平衡盾构：适合于在河底、海底等高压水压力条件隧道施工。

土压平衡盾构：合用于含水量与粒度适中土层，合用范畴广泛。

敞开式盾构：以开挖面自立为前提，普通涉及：手掘式盾构：开挖面暴露，可以自立稳定，以盾壳为支护条件，采用人工开挖。

半机械掘进盾构：开挖面暴露，可以自立稳定，以盾壳为支护条件，采用人工配合机械开挖。

探讨盾构法隧道施工技术发展盾构法是目前隧道施工中较为先进的一种技术，它凭借着先进的机械设备和施工管理技术在城市铁路、地铁、公路、水利等领域得到了广泛应用，也得到了十分良好的效果。

下面就为大家详细介绍一下盾构法隧道施工技术发展的探讨。

1.起始阶段的发展盾构法隧道施工技术最开始出现在20世纪60年代，当时的盾构机更多是在河流、海湾等深水区域中开凿水下隧道。

如今，距离盾构法第一次应用已逾半个世纪，最初的隧道施工也已经沉淀出了一些经验、技术和模式。

盾构法隧道施工技术的起始阶段，主要依赖对机械设备的不断提升和改进。

最初的盾构机主要由发动机、刀盘、壳体、推进装置等基础组件构成，性能普遍较为简单，而且由于固有的制造建造难度，整个机械设备更多是在欧美发达国家进行研发制造。

如今盾构法隧道施工技术已经日趋成熟，不断涌现出各式各样的盾构机型，各步骤的施工管理与技术也相对完善，普遍受到了各种领域的青睐。

按照机械设备的不同性质和功能，盾构机可以划分为轮式盾构机、履带盾构机、喷射混凝土盾构机等等，能够负责实现地下隧道的开凿、施工、维护等多种功能。

此外，盾构法隧道施工技术支持的施工范围也越来越广，从最初的水下隧道，到如今的城市轨道交通、市政基础设施、水利工程等多种领域，都有了广泛的应用。

未来，盾构法隧道施工技术将持续快速发展。

以往的技术重点放在机械设备及施工管理技术的提升上，而现在的隧道施工市场迎来了数字化、网络化、智能化转型的大趋势，各种新技术也将促进盾构法隧道施工技术的跨越式发展。

比如，随着人工智能、云计算技术、大数据技术等行业应用的流行，可根据现在的发展趋势等需要，为盾构法隧道施工技术实现智能化助力。

除此之外，隧道施工的碳排放、环保需求等因素，也将促进盾构法隧道施工技术的进一步发展。

总之，盾构法隧道施工技术在未来仍有着巨大的发展空间和潜力，可序逐步深入各领域，为城市基础设施的发展与城市环境建设做出商品贡献。

简述盾构的发展历程盾构是一种施工技术，用于地下开挖。

它起初是在19世纪末由英国工程师James Henry Greathead发明的，用于解决伦敦市区地下隧道建设的挑战。

随着技术的不断改进和创新，盾构在过去的一个多世纪里取得了巨大的发展。

盾构的发展历程可以追溯到1860年代。

当时，伦敦市的污水处理厂需要隧道连接，以便将污水输送到泰晤士河。

然而，由于伦敦市区地下存在的各种地质条件和建筑结构，传统的开挖方法变得困难和危险。

为了解决这个问题，Greathead发明了一种新的开挖方法，即盾构。

他的设计在1871年之后首次得以实施，在建设伦敦地铁的过程中取得了成功。

20世纪初，盾构技术在各个国家开始被广泛采用。

在美国，纽约市地下铁道的建设成为盾构技术的重要项目。

在20世纪30年代，美国建筑师John Parker发明了一种气压式盾构机，使得盾构技术能够在更困难的地质条件下使用。

这种新的盾构机被用于纽约曼哈顿区的地铁建设，条件非常苛刻，包括深层软土和高水压。

随着盾构技术的进步，它的应用范围也不断扩大。

在20世纪50-60年代，日本开始使用盾构技术建设大规模的隧道工程，包括东京的地铁系统。

日本还改进了盾构机的设计，使其更加高效和可靠。

到了20世纪70年代，盾构技术已经得到全球范围内的广泛应用。

新的发展包括了更大更强大的盾构机，以及多种类型的盾构机，适用于不同的地质条件和项目需求。

例如，硬岩盾构机用于开挖岩石，而土压平衡盾构机适用于软土和水下。

21世纪初，盾构技术取得了更大的突破和创新。

例如，液压盾构机的出现改变了传统盾构机的工作方式。

液压盾构机使用压缩空气和水流来推进盾构。

这种新型盾构机的优势在于更高的推进速度和效率，同时降低了噪音和振动。

随着城市化进程的不断加快，地下空间的利用变得越来越重要。

盾构技术在城市地下工程中扮演着至关重要的角色，包括地铁、隧道、地下管道和地下储存设施等。

盾构的发展历程展示了人类对技术的不断创新和进步。

盾构机及管片与盾构机的相互影响一、盾构的起源与发展１、盾构在国际上的发展盾构是目前世界上最先进的隧道施工技术。

盾构施工技术的发展基于盾构机械的发展。

在发达国家，使用盾构施工已经占隧道总量的９０％以上。

国外盾构的发展经历的四个发展阶段：一是手掘式盾构；二是机械式、气压式盾构；三是泥水加压式、土压平衡式盾构；四是大直径、大推力、大扭矩、高智能化、多样化为特色的盾构。

１.１、盾构的起源１８０６年，英国人马克布鲁诺尔利用蛀虫钻孔并用分泌物涂在四周的启示下，最早提出了盾构掘进隧道的原理并注册了专利。

１８１８年布鲁诺尔完善了盾构结构的机械设计。

１８２５年第一次在伦敦泰晤士河下修建隧道，隧道是断面高６.８米，宽是１１.４米的矩形，使用的盾构机为网格式。

但是由于防水问题使隧道掘进速度非常之缓慢，经历了几次的大洪水，多次停工。

一直到１８４３年才完成了这条全长４５８米的隧道。

１.２、圆形盾构的发展１８６９年，英国人詹姆斯亨利格瑞海德用圆形盾构在泰晤士河下修建了一条直径２．１８米、长４０２米的隧道，并第一次采用了铸铁管片。

１８６９年之前的盾构均为手掘式盾构。

１８７４年格瑞海德开发了液体支撑隧道工作面的盾构，通过液体流土料以泥浆的形式排出。

１８７６年英国人约翰布伦敦和姬奥基布伦敦申请了第一个机械化盾构的专利。

这台盾构机的刀盘是半圆球行的旋转刀盘。

这是盾构史上的一个巨大的进步。

１８９６年英国人普莱斯开发了一种辐条式刀盘机械化盾构，并于１８９７年第一次将格瑞海德的圆形盾构与旋转刀盘结合在一起，成功的在伦敦的粘土底层中施工。

１９６４年，英国人模特亥、安德森、巴勒特申请了泥水加压盾构的盾构。

１９６７年，第一台用刀盘切削土体和水力出渣的泥水盾构在日本投入使用。

这台盾构由日本三菱公司制造，直径为３.１米。

１９７０年，直径７.２９米泥水盾构在日本成功的挖掘了一条１７１２米的隧道。

１９６３年，日本的一个公司首先开发出了土压平衡盾构，１９７４年，土压平衡盾构在日本东京使用挖掘了一条外径３.７２米，长１９００米的隧道，该盾构机由日本石川岛公司制造。