盾构机分类及选型

盾构选型施工程方案一、项目概况本工程位于城市地下，主要是用于建设地下隧道，项目全长约3公里，内径为8米，设计时速为80公里/小时，设计规模为双向四车道，设计深度为25米。

由于本项目地下环境复杂，对地下建筑物和管线的保护和限制条件苛刻，施工难度大。

基于此，我们需要制定合理的盾构选型施工方案。

二、盾构选型1. 盾构机类型选择本项目需要选择一种适合的盾构机进行施工。

我们初步选定了两种类型的盾构机：开式盾构机和封闭式盾构机。

（1）开式盾构机开式盾构机结构简单，维护方便，操作容易，适用于软土层、黏土层和砂土层的隧道施工。

但是在本工程中，由于地质条件较差，软硬岩层交错，地下水丰富，开式盾构机在抵御地下水涌入和岩石崩落方面存在一定的困难。

（2）封闭式盾构机封闭式盾构机结构复杂，但对地下水涌入和岩石崩落的抵御能力较强，适用于软硬岩层、黏土层和砂土层的隧道施工。

同时，封闭式盾构机还具有泥浆压平功能，可有效控制隧道掘进面稳定，提高施工安全性。

2. 盾构机参数选择综合考虑本项目的地质条件，施工环境和施工要求，根据封闭式盾构机对地下水涌入和岩石崩落的抵御能力较强的特点，我们决定选择封闭式盾构机进行本项目的施工。

在选择具体的封闭式盾构机时，需要考虑盾构机的直径、推进能力、驱动功率、泥浆处理能力等参数。

根据工程地质勘察报告和现场实地勘察，我们初步确定了以下盾构机参数：盾构机直径：8.2米推进能力：90米/小时驱动功率：6400千瓦泥浆处理能力：1200立方米/小时三、施工方案1. 盾构机施工工艺（1）水平掘进通过盾构机的主推进缸和尾缸的协同作用，推进盾构机实现水平掘进。

在盾构机水平掘进时，需要加强对盾构机周围土体的支护，以防止地下水涌入和岩石崩落。

（2）泥浆泵送盾构机水平掘进时，需要通过泥浆循环系统对施工面进行稳定压实。

泥浆泵将泥浆从工作面抽回到地面处理，然后再通过泵送管路将处理后的泥浆送回到工作面，形成循环。

泥浆循环系统的设计和使用能够保证施工面的稳定，减少地基沉降，提高施工效率。

盾构机主要结构功能及分类盾构机是一种用于地下隧道工程的机械设备，可以将土层钻掘和推进到机体后方，并同时安装预制的隧道衬砌。

它的主要结构由下述几部分组成，并具有相应的功能。

1.推进架：推进架是盾构机的主体支撑结构，通过支撑来分担推进机构产生的推力，并将其传递给隧道衬砌。

推进架内部包含两个推进头（用于掘进）和一个后备推进装置（用于支撑推进），以及一些液压支撑腿和插板，用于调整和固定推进架在隧道内的姿态。

2.切削头：切削头是盾构机的前部装置，由盾壳、刀盘和剥片组成。

刀盘上带有切削刀具，通过自转和推进向前的作用，将前方土层切割、破碎，并通过剥片将其带回盾壳内，然后通过管道输送到地面。

3.后部封闭状态：后部封闭状态由后推装置和盾壳后部密门组成。

在切削头前进时，后部封闭状态可以防止土层倒灌，同时也可以提供泥浆的均匀分布。

4.泥浆循环系统：泥浆循环系统用于冲洗切削区域和运输土层碎片。

它包括泥浆池、泥浆泵、沉淀器、过滤器等设备，可以实现循环使用泥浆，减少泥浆的消耗并保持隧道稳定。

盾构机可根据其适用工程和特点进行分类，常见的分类方式有以下几种：1.土压式盾构机：土压式盾构机是最常用的一种盾构机类型。

它通过切削头前进时施加土压力，将以往的土层推到推进机构后方，并利用一个密闭的后部封闭状态防止土层的倒灌。

这种类型的盾构机适用于切削耐水的软土、砂质土或含有少量卵石的土层。

2.水压式盾构机：水压式盾构机是用水压力代替土压力推进的一种盾构机。

切削头前方通常填充高压注浆或者与切削头相接的压水室，通过在切削头和管片之间施加适当的压力，实现推进并保持隧道稳定。

这种类型的盾构机适用于岩石地层或特殊地质情况下的隧道掘进。

3.平衡盾构机：平衡盾构机是一种在切削头和推进机构之间保持地层平衡的盾构机。

它将切削头前方的土层留在盾壳内部，并通过在推进架内增减水压来平衡切削头前的土层压力，避免地下水倒灌或塌方。

这种类型的盾构机适用于软土、粉砂层和含有水化学物质的地层。

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。

盾构机类型和选用原则
盾构机是一种用于隧道挖掘的工程机械，根据不同的工程需求和地质条件，盾构机可以分为以下几种类型：
1. 泥水式盾构机：适用于软弱的土层或泥水地层，通过泥水压力平衡掌子面的水土压力。

2. 土压平衡式盾构机：适用于粘性土层或砂土质地层，通过土压力平衡掌子面的水土压力。

3. 硬岩盾构机：适用于坚硬的岩石地层，通过刀具切割岩石实现掘进。

4. 混合式盾构机：适用于地质条件复杂的地层，可以同时使用泥水式和土压平衡式两种方式进行掘进。

在选用盾构机时，需要考虑以下原则：
1. 地质条件：根据隧道穿越的地质条件，选择适合的盾构机类型。

2. 工程规模：根据隧道的长度、直径和曲率等工程规模，选择适当的盾构机尺寸和性能。

3. 施工环境：考虑施工现场的环境条件，如地下水位、周边建筑物等，选择适合的盾构机类型。

4. 工程进度：根据工程进度要求，选择能够满足施工进度的盾构机。

5. 经济效益：综合考虑盾构机的购置成本、运行成本和维护成本等因素，选择经济效益最佳的盾构机。

选用合适的盾构机对于隧道工程的顺利进行和施工质量至关重要，需要根据具体情况进行综合考虑和决策。

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。

盾构机的种类盾构的分类较多，可按盾构切削面的形状、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，适用土质的状况多种方式分类。

下面我们按照盾构组合命名分类阐述。

一、全敞开式盾构机（全敞开式盾构机的特点是掘削面敞露，故挖掘状态时干态状，所以出土效率高。

适用于掘削面稳定的性好的地层，对于自稳定性差的冲积地层应辅以压气、降水、注浆加固等措施）1.手掘式盾构机手工掘削盾构机的前面是敞开的，所以盾构的顶部装有防止掘削面顶端坍塌的活动前檐和使其伸缩的千斤顶。

掘削面上每隔2-3m设有一道工作平台，即分割间隔为2-3m。

另外，在支撑环柱上安装有正面支撑千斤顶。

掘削面从上往下，掘削时按顺序调换正面支撑千斤顶，掘削下来的沙土从下部通过皮带传输机输给出土台车。

掘削工具多为鹤嘴锄、风镐、铁锹等。

2.半机械式盾构机半机械式盾构机是在人工式盾构机的基础上安装掘土机械和出土装置，以代替人工作业。

掘土装置有铲斗、掘削头及两者兼备三种形式。

具体装备形式为A.铲斗、掘削头等装置设在掘削面的下部。

B.铲斗装在掘削面的上半部，掘削头在下半部。

C.掘削头装在掘削面的中心。

D.铲斗装在掘削面的中心。

3.机械式盾构机盾构机的前部装有旋转刀盘，故掘削能力大增。

掘削下来的砂土由装在掘削刀盘上的旋转铲斗，经过斜槽送到输送机。

由于掘削和排土连续进行，故工期缩短，作业人员减少。

二、部分开放式盾构机（即挤压式盾构机，其构造简单、造价低。

挤压盾构适用于流塑性高、无自立性的软粘土层和粉砂层）1.半挤压式盾构机（局部挤压式盾构机）在盾构的前端用胸板封闭以挡住土体，使不致发生地层坍塌和水土涌入盾构内部的危险。

盾构向前推进时，胸板挤压土层，土体从胸板上的局部开口处挤入盾构内，因此可不必开挖，使掘进效率提高，劳动条件改善。

这种盾构称为半挤压式盾构，或局部挤压式盾构。

2.全挤压式盾构机在特殊条件下,可将胸板全部封闭而不开口放土，构成全挤压式盾构。