盾构法隧道结构PPT课件

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地铁盾构隧道设计ppt课件

消防要求：联络通道设置间距，沿隧道纵向方向不大于600m
抗浮安全系数：不考虑侧摩阻力时，大于等于1.1
三.地铁盾构结构设计
——设计原则
单管大洞方案内径10米，外径11米；双管小洞方案内径5.4米，外径6.0米；
三.地铁盾构结构设计
——断面方案
管片类型钢管片钢筋混凝土管片
——衬砌内力分析
计算结果示意
三.地铁盾构结构设计
——衬砌内力分析
土压力计算土柱理论（H<2D）压力拱理论（太沙基，普氏）（H>=2D）
三.地铁盾构结构设计
——变形分析
地面变形阶段分五个阶段
三.地铁盾构结构设计
——变形分析
地面变形机理
阶段
沉降类型
主要原因
一
地铁8号线穿越竹叶山高架立交桥桩
地铁8号线下穿友谊大道通道
地铁8号线下——变形分析
变形控制盾构施工控制严格控制开挖面的出土量提高施工的速度和连续性及时同步注浆,缩短衬砌脱出盾尾的暴露时间地层改良高压旋喷桩、搅拌桩、灌浆隔离桩
四.隧道附属结构设计
二.盾构机选型
盾构机的选型及设计工程在前期准备时最重要的工作盾构机选型考虑因素地层土质条件断面大小线路周边环境排土方式地铁盾构常用的机型泥水平衡盾构土压平衡盾构
二.盾构机选型
泥水平衡式盾构
土压平衡式盾构
二.盾构机选型
——泥水平衡式盾构
二.盾构机选型
——土压平衡式盾构
二.盾构机选型
泥水平衡式盾构
土压平衡式盾构
比较项目
二.盾构机选型
——土层地质
粉细砂

盾构法隧道结构地下建筑结构77页PPT文档

(二)按结构型式分类
根据不同的使用要求分成箱形管片、平板形管片等几种结构型式。钢筋混凝土管片四侧都设螺栓与相邻管片连接。平板形管片在特定条
件下可不设螺栓，称为砌块，砌块四侧设有不同几何形状的接缝槽口，以便砌块间和环间相互衔接起来。
1. 管片
适用于不稳定地层内各种直径的隧道，接缝间通过螺栓予以连接。由错缝拼装的可视为一匀质刚度圆环，接缝由于设置了一排或二排的螺栓可承受较大的正、负弯矩。
束使圆环得以稳定。砌块间以及相邻环间接缝防水、防泥必须得到满意的解决，否则会引起圆环变形量的急剧增加而导致圆环丧失稳定，形成工程事故。砌块由于在接缝上不设置螺栓，施工拼装进度可加快，隧道的施工和衬砌费用也随之而降低。
(三) 按形成方式分类
分为装配式衬砌和挤压混凝土衬砌。装配式衬砌圆环是由分块的预制管片
2. 施工中易于盾构推进； 3. 便于管片的制作、拼装； 4. 盾构即使发生转动，对断面的利用也毫无妨碍。用于圆形隧道的拼装式管片衬砌一般由若干块组成，分块的数量由
隧道直径、受力要求、运输和拼装能力等因素确定。
管片类型分为标准块、邻接块和封顶块三类。
管片宽度一般为300mm～2000mm，厚度为隧道外径的5%～6%，块与块、环与环之间用螺栓连接。
10.1 衬砌型式和构造
10.1.1 衬砌断面的型式与选型
衬砌结构在施工阶段保护开挖面以防止土体变形、坍塌及泥水渗入，并承受盾构推进时千斤顶顶力及其它施工荷载；
在隧道竣工后作为永久性支撑结构，并防止泥水渗入，同时支承衬砌周围的水、土压力以及使用阶段某些特殊需要的荷载，以满足结构的预期使用要求。
环缝上设置纵向螺栓，具有抵抗隧道纵向变形的能力。管片拼装进度大为降低，增加工人劳动强度，也相应地增高了施工和衬砌费用。

盾构法隧道工程课件

总结词
复杂地质条件下的过江通道
详细描述
该案例探讨了某过江通道盾构隧道工程的施工挑战，包括复杂的地质条件、水文环境、大断面设计等方面的技术难题，以及相应的解决方案和实施效果。
某大型水利工程盾构隧道工程案例
总结词
水利工程中的盾构隧道应用
详细描述
该案例以某大型水利工程为例，介绍了盾构隧道在水利工程中的应用，涉及水利枢纽、引水工程等方面的盾构隧道设计和施工要点。
01
03
目前，盾构法隧道施工技术已经广泛应用于全球各地的地铁、铁路、公路、市政等工程建设领域，成为一
种高效、安全、环保的隧道施工方法。
04
随着科技的不断进步，盾构机械和施工技术也在不断改进和创新，适应了各种复杂地质和环境条件下的隧道工程建设需求。
02
盾构法隧道设计
盾构法隧道结构设计
盾构隧道结构设计应考虑地质条件、埋深、环境因素、使用要求、施工方法等因素，选择合适的
衬砌与注浆
在开挖后的空隙中安装衬砌环，并进行注浆充填，以减少地层沉
降。
开挖与推进
控制盾构机向前推进，同时进行土方开挖和运出。
04
盾构法隧道工程风险与控制
盾构法隧道工程风险识别
盾构隧道施工风险识别
盾构隧道穿越风险识别
包括地质条件、地下水、周边环境等因素引起的施工风险。
包括穿越河流、湖泊、建筑物、地下管线等障碍物时的风险。
防水设计还应考虑排水系统的作用，合理设置排水沟、集水坑等设施，防止积水对隧道造成危害。
03
盾构机与盾构施工
盾构机的种类与特点
土压平衡盾构机
泥水盾构机
通过调整推进系统的压力和螺旋输送机的转速，使土仓内的土压与前方水土压力平衡，适用于软土和硬土的开挖。

盾构隧道施工技术培训课件(PPT10)

应急预案制定和演练活动组织
应急预案制定
根据盾构隧道施工特点和可能发生的突发事件，制定相应的应急预案，明确应急组织、通讯联络、现场处置等方面的要求。
应急演练活动组织
定期组织应急演练活动，提高员工的应急处置能力和协同作战能力。同时，根据演练结果对应急预案进行修订和完善，确保其有效性。
06
控制系统
由PLC控制器、人机界面和各种传感器组成，用于实时监测并调整盾构机各项参数，确保掘进精度和安全。
刀盘驱动系统
由电机、减速器和刀盘组成，用于驱动刀盘旋转切削土体。
注浆系统
由注浆泵、注浆管路和注浆嘴组成，用于向隧道衬砌背后注入浆液，防止地层变形和渗漏。
管片拼装机
由拼装机头、拼装机架和控制系统组成，用于在后盾内拼装管片。
针对不合格品产生的原因，制定相应的预防措施，避免类似问题的再次发生，并持续改进施工过程中的质量控制措施。
07
总结回顾与展望未来发展趋势
本次培训重点内容回顾
盾构隧道施工基本原理与工艺流程
盾构机类型、结构及其功能特点
02
01
地质条件对盾构施工影响及
应对措施
03
盾构隧道施工中的关键技术难题与解决方案
管片拼装质量检查
对管片拼装过程中的错台、破损、渗漏等问题进行检查，确保隧道结构安全。
验收标准明确及执行流程规范
验收标准明确
根据设计文件、施工图纸及相关规范，明确盾构隧道施工的验收标准，包括隧道线形、管片拼装质量、渗漏水等方面的具体要求。
执行流程规范
制定详细的验收流程，包括验收申请、现场核查、问题整改、复验等环节，确保验收工作的规范化和标准化。
不同地质条件下施工方法选择

盾构法施工技术讲义课件图文并茂(2024)

针对复杂地质条件，采用创新性的盾构施工技术，并进行优化改进，以提高施工效率和质量。
施工安全与风险控制
阐述盾构法在该复杂地质条件下隧道工程中的施工安全措施和风险控制方法。
06
总结与展望
回顾本次课程重点内容
盾构法施工基本原理
盾构法施工流程
介绍了盾构法施工的基本原理，包括盾构机的构造、推进系统、出土系统等。
利用盾构机上的导向系统，实时监测掘进方向，通过纠偏装置进行纠偏，确保隧道轴线精度。
管片拼装与防水措施
管片选型与拼装
01
根据设计要求选择合适的管片类型，按照拼装顺序进行拼装，
形成隧道衬砌。
防水措施
02
在管片拼缝处设置橡胶止水带、嵌缝材料等防水措施，确保隧
道防水效果。
管片背后注浆

03
在管片背后进行注浆，填充管片与地层之间的空隙，提高隧道
对未来盾构法施工技术发展的展望
技术创新
随着科技的不断进步，盾构法施工技术将不断创新，例如研发更高效的盾构机、优化施工流程等，以提高施工效率和质量。
智能化发展
未来盾构法施工技术将更加注重智能化发展，例如引入人工智能、大数据等技术，实现自动化施工和智能化管理。
绿色环保
随着环保意识的提高，未来盾构法施工技术将更加注重绿色环保，例如减少施工噪音、降低能耗等，以实现可持续发展。
盾构法施工流程与步骤
施工前准备工作
01
02
03
地质勘察
对施工区域进行详细的地质勘察，了解地层分布、岩土性质、地下水位等。
设计方案
根据地质勘察结果，制定盾构机选型、施工参数、管片设计等方案。
施工场地准备
平整场地、搭建临时设施、准备施工材料等。

盾构法隧道工程PPT课件

动画
第1页/共17页
盾构法施工的主要程序为：盾构竖井的修建→盾构设备的拼装及附属设施的准备→盾构的开挖与推进→隧道衬砌的拼装→衬砌壁后压浆。
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6 . 1 盾构出洞 (1)施工现场已完成设计、勘察交底。
(2)工作井已通过结构验收。
(盾3) 盾构构出推洞进、条测件量、：监测施工组织方案已审批并组织了各方讨论，监理细
第6页/共17页
6.2盾构管片
盾构管片质量控制 (1)严格检查制作盾构管片的钢模精度，保证管片质量。 (2)盾构管片的混凝土强度和抗渗性能必须满足设计要求，应严格控制混凝土的坍落度。 (3)盾构管片的混凝土浇筑、脱模、养护应严格按施工方案进行。盾构管片的制作精度、预埋件、预留孔（洞）位置必须满足设计和规范要求。 (4)盾构管片的渗漏和水平拼装检验必须符合规范要求。 (5)严格控制管片的进场检验，对存在气泡、局部破损、裂缝等现象的管片要根据相应规定进行判定、修补，并将不合格的管片，清除出场。
第11页/共17页
盾构管片
盾构管片是盾构施工的主要装配构件，是隧道的最外层屏障，承担着抵抗土层压力、地下水压力以及一些特殊荷载的作用。盾构管片质量直接关系到隧道的整体质量和安全，影响隧道的防水性能及耐久性能。
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返回
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2）加强盾构进出洞准备及测量 ①审查地质工程勘察报告、设计地质说明等相关资料，在施工方案中，对流砂等不良地质情况应有相应的预防措施。 ②了解端头井附近的地下管线状况，绘制管线图，以便为场地布置、地基加固、盾构吊装、监测布点等工作提供条件。 ③必须建立严格的平面控制测量网，进行地面和井下联测。建立井下导线，用以盾构进洞后进行放线指引盾构掘进。 ④必须建立严格的高程测量网，将地面水准点传递至井下水准点上，作为井下高程起算点，并应选择主要导线点作为永久水准点。 ⑤制作盾构上的测量标志点。测量标志点要做好原始记录和校核记录，以免盾构标志数据中存在系统误差。 ⑥一公里左右的隧道需进行三次联系测量，盾构进洞前应及时做好地面中心的复测工作，并根据洞门中心调整盾构推进轴线。

盾构法基础PPT课件

盾构法隧道工程的基本概念可以从其施工过程来理解
其主要施工过程为：
①在盾构隧道的始发端和到达端各修建一个竖井；
②盾构在始发竖井内安装就位；
管片衬砌
③依靠千斤顶（作用在已拼装好的衬砌环上），将盾构从
始发竖井内始盾发构；机向预订的方向掘进。
④盾构在地层中沿着设计轴线掘进，同时不断出土和安装
衬砌管片环，并及时向盾尾空隙内注浆，防后止配地层套下设沉备；
盾构管片送泥浆管
增压器
排泥水管
2007年9月27日
普通盾构简介
手掘式盾构
挤压式盾构
2007年9月27日
半机械式盾构机械式盾构
平衡式盾构简介
局部气压盾构
在机械盾构支承环前边设置隔板，使切口与隔板间形成密闭舱，密闭舱内充满压缩空气，达到稳定开挖面土体的作用。
土压平衡盾构在挤压或切削盘的后面装置一储存土体的密闭舱，密闭舱内充满土体，适当压力与开挖面土压平衡。（螺旋输送机出料速度与盾构顶推和刀盘旋转速度相匹配，可形成一定土压）适用于粘性土、砂和含石头的砂砾土层。
⑤盾构进入到达端竖井后拆除。
2007年9月27日点击
盾构隧道施工示意图
退回
盾壳
刀盘
盾构的组成
2007年9月27日
盾构的基本装置
退回
盾构适用的地质条件
盾构机种类半机械式盾构
单一土质软土硬质土
土砂复合土质
闭胸式盾构
机械式盾构
土压式盾构
泥水式盾构
加泥土压式盾构
应付岩石盾构（泥水式或土压式） TBM（封闭式）
顶推装置
退回
刀盘土压
2007年9月27日
土压平衡式盾构

盾构隧道施工PPT课件

使出土实现了连续化，提高了功效。且隧道内干净，实现了文明施工。
缺点：必须设置泥水循环系统和泥水处理系统。
（四）拼装系统
管片拼装器具有的四个功能：（１）夹钳（２）使管片位置伸缩（３）前后滑动（４）旋转
杠杆式拼装机
环式拼装机
二. 盾构分类
（一）人工开挖盾构
１.一般手掘式盾构
人工开挖盾构优缺点优点：
单轴式、双轴式、多轴式等。刀盘分为:
敞开形和封闭形。
１.局部气压盾构支承环和切口环之间装密封隔板，形成密封
仓，通入压缩空气，以平衡开挖面的土压力，达到稳定开挖的作用，但在密封舱、盾尾及管片接缝处容易漏气。
２.泥水加压盾构泥水加压就是在盾构的封闭隔仓内注入泥水，通过
泥水加压和外部压力平衡，一保证开挖面土体的稳定。要求从盾构推进、排泥到泥水的处理全部按系统化
盾构隧道施工
盾构定义：盾构是一种钢制活动防护装置或支撑，是通过软弱含水层，特别是河底、海底，以及城市中心区修建隧道的一种机械。
盾构法施工的优缺点：
盾构法施工的优点：（1）施工作业在盾构设备的掩护下安全进行；（2）施工时振动和噪声小，对周围环境几附近居民几乎没有影响；（3）施工时不影响地表交通和航道通航；（4）不受气候条件影响；（5）施工机械化程度高，施工管理容易。
目前主要形式：泥水加压式；土压平衡式盾构
盾构法隧道SHIELD-DRIVEN TUNNEL
一盾构的基本构造
盾构壳体、推进系统、出土系统、拼装系统
盾构的基本构造简图
（一）盾构壳体壳体组成：
切口环；支承环；盾尾；竖直隔板；水平隔板（1）切口环
切口环长度由开挖方法、开挖工具、人员活动空间和支撑形式来确定。

《盾构法施工技术》课件

3
盾构机还具有支护功能，通过注浆、安装支撑等措施，确保隧道施工过程中的稳定性和安全性。
盾构法施工特点
01
盾构法施工效率高、进度快，适用于大规模的隧道工程建设。
02
盾构法施工对周围环境影响较小，能够减少地面沉降、塌陷等问题。
03
盾构法施工成本较高，需要大型的盾构机等设备，且对施工人员的技术要求较高。
THANKS
感谢观看
地下管线保护
应急预案
对地下管线进行调查，采取适当的保护措施，防止施工对其造成破坏。
制定应急预案，配备应急救援人员和设备，确保在发生事故时能够及时处理。
安全管理制度与操作规程
人员培训
对盾构施工人员进行安全培训，提高安全意识。
安全检查制度
定期进行安全检查，及时发现和消除安全隐患。
操作规程制定
盾构机推进与出土
土压力控制
根据工程实际情况，控制盾构机推进过程中的土压力，保持隧道稳定。
出土与运输
将挖掘出的土方及时运出施工现场，保持现场整洁，防止土方堆积影响施工安全。
04
盾构法施工质量控制
施工质量控制标准
隧道线形控制
确保隧道施工过程中的线形与设计线形一致，
满足工程精度要求。
盾构姿态控制
02
盾构机种类与构造
盾构机种类
按掘进方式
敞开式盾构、半敞开式盾构、密闭式盾构
按盾构尾部是否固定
固定式盾构、移动式盾构
按切削刀盘位置
正（前）切式盾构、反（后）切式盾构
按推进方式
机械推进盾构、泥水加压盾构、土压平衡盾构、混合式盾构
盾构机构造
切削刀盘类型
辐条式刀盘、面板式刀盘、组合式刀盘

盾构法施工ppt课件

盾构隧道全内衬混凝土现在多采用钢模台车结合泵送混凝土施工，其施工要点有：
全内衬台模定位立模浇筑工艺设备准备预埋件设置上拱顶混凝土浇筑质量的保证措施拆模、清理、台模移位
土压平衡式盾构
定义：土压平衡式盾构机用开挖出的土料作为支撑开挖面稳定的介质，适用条件：土料具有良好的塑性变形，软稠度，内摩擦角小及渗透率小。
1932年原苏联开始用直径为6.6~9.5m的盾构先
后在其斯科、列宁格勒、基辅等城市修建地下铁道的区间隧道及车站。
1922年日本开始用盾构法修筑国铁奥羽线折渡隧
道。
1943年修建关门水底隧道直径达6.0m，长1100
多米。
1956年在海州露天矿用直径2.66m的盾构在砂土
层开凿了疏水巷道；
1957年起北京采用直径2.0m、2.6m的盾构施工
由于一般土壤不能完全满足这些特性，所以要进行改良。改良的方法通常为：加水，膨润土，粘土，聚合物和泡沫等，
根据土质情况选用。通过这些改良措施，扩大了土压平衡式盾构机的应用范围。
土压平衡式盾构
土压平衡式盾构机的主要部件
土压平衡盾构机的基本装置是切削刀盘，开挖室以及螺旋输送机等。
土压平衡式盾构
1 切削刀盘
五、盾构机的结构
设置盾构外壳的目的是保护掘削、排土、推进、施工衬砌等所有作业设备、装置的安全，故整个外壳用钢板制作，并用环形梁加固支承。盾构壳体从工作面开始可分为切口环、支承环和盾尾三部分。
五、盾构机的结构
盾构纵剖图
切口环、支承环、盾尾三部分组成切口环：是盾构的前导部分，在其内部和前方可以设置各种类型的开挖和支承地层的装置支承环：是盾构的主要承载结构，沿其内周边均匀地装有推动盾构前进的千斤顶，以及开挖机械的驱动装置和排土装置盾尾：是衬砌作业的场所，其内部设置衬砌拼装机

盾构法施工隧道施工工艺盾构机介绍PPT

1.地表纵向沉降
刘建航（1991）在Peck法的基础上，总结了上海地铁隧道纵向沉降分布的一般规律。
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盾构掘进方向
5.衬砌的形式和构造
椭圆
马蹄形
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矩形
3.盾构机(Shield Machine)
3.2 盾构机类型
（1）按断面形式分：圆形、椭圆形、马蹄形、矩形、双圆搭接形、三圆搭接形。
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双圆形
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三圆搭接
3.盾构机(Shield Machine)
3.2 盾构机类型（2）按出土器械的机械化程度分：手掘式、半机械掘削式、机械掘削式。
5.3 衬砌的分类（一）按材料及形式分类 2.铸铁管片饱和含水不稳定地层中修建隧道时较多采用。
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管片较轻，耐蚀性好，机械加工后管片精度高，能有效地防渗抗漏。金属消耗量大，机械加工量也大，价格昂贵。易脆性破坏的特性，不宜用作承受冲击荷重的隧道。
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铸铁管片的适用场所
5.3 衬砌的分类
(三) 按形成方式分类
1.装配式衬砌由分块的预制管片在盾尾拼装而成。
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按照管片所在位置及拼装顺序不同可将管片划分为标准块、邻接块和封顶块。特点：工厂化生产、机械化安装；立即受荷；接缝防水。

盾构机工作原理ppt课件

布鲁诺尔注册专利的盾构
布鲁诺尔构想的盾构机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。采用的方法是将所有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进；另一种方法是每一个单元格能单独地向前推进。第一种方法后来被采用，并得到了推广应用，演变为成熟的盾构法
此后，布鲁诺尔逐步完善了盾构结构的机械系统，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。
M.I.Brunel 螺旋盾构，1818
.
1825年，他第一次在伦敦泰晤土河下开始用一个断面高6.8m、宽11.4m，并由12个邻接的框架组成的矩形盾构修建隧道。每一个框架分成3个舱，每一个舱里有一个工人，共有36个工人。
（2）平稳发展阶段(20世纪80年代中-2000年) ：
这一时期，随着改革开放和经济发展，地铁建设也由服务于战备转为服务于经济发展。继北京、天津修建地铁外，上海、广州也相继修建了地铁工程。地铁施工技术突破了原有浅埋明挖法的限制，盾构法施工方法被引入地铁施工中。
1980年，上海开始进行盾构法隧道地铁试验工程，采用直径6.412m网格式机械出土盾构机施工。掘进长度为565m，采用泥水加压和局部气压施工。 1980年11月开始地铁试验一期、二期盾构推进，1982年12月推进结束； 1983年6月开始地铁试验三期盾构推进，1984年10月推进结束，隧道总长1130m。
制造厂家
＜6m
6～7m
＞7m
中铁一局
0
25
0
海瑞克、小松
中铁二局
0
10
0
海瑞克、小松
中铁三局
0

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含水地层、冲积层、洪积层
辅助措施
土压平衡盾构（加水式、加泥式）
面板和隔板间充满土砂容积产生的压力与开挖面处的地层压力保持平衡
.
淤泥、淤泥混砂
辅助措施
18
6.2.3 盾构几何尺寸的选定及盾构千斤顶推力计算
主要指盾构外径D和盾构长度 L、盾构灵敏度L/D。
最小建筑空隙值x x=mα=m l
切口环：开挖；上下宽度可以等值、也可以不等值，甚至是活动的。容纳各种专门的挖土设备。支承环：承受荷重的核心部分，刚性较好的圆环结构。水平隔板和竖直隔板：增加盾构刚度，水平承受拉力，竖直承受压力。盾尾：掩护工人在其内部安装衬砌。
.
11
2）推进系统
由盾构千斤顶和液压设备组成，上下左右活塞杆伸出长度不同达到纠偏目的。
.
4
盾构隧道的历史
用盾构法修建隧道开始于1818年，法国工程师布鲁诺尔； 1825年在英国泰晤士河下首次用矩形盾构建造隧道；近代，日本盾构法得到了迅速发展，用途越来越广，并研制了大
量新型盾构；我国于1957年北京下水道工程中首次出现2.6m小盾构；上海市延安东路过江道路隧道使用11.0 m直径的大盾构；
盾构千斤顶一般是沿支承环圆周均匀分布的；
.
12
3）拼装系统
衬砌拼装器又称举重臂，是拼装系统的主要设备，以油压系统为动力，一般举重臂均安装在支承环上。
举重臂能作旋转、径向运动，还能沿隧道中轴线作往复运动。
完成这些运动的精度应该保证待装配的管片上的螺栓孔能和已装配好的螺栓孔对齐，以便螺栓固定。
头部可以安全地开挖地层 ,尾部可以装配预制管片或砌块，迅速地拼装成隧道永久衬砌。
盾构推进主要依靠盾构内部设置的千斤顶。
.
3
适用条件
在松软含水地层中修建隧道、水底隧道及地下铁道时采用各种不同形式的盾构施工最有意义，特别是该施工方法属地表以下暗挖施工，不受地面交通、河道、航运、潮汐、季节等条件的影响.
件可以互换，较为通用，数量最多。圆形盾构中，敞胸盾构和闭胸盾构两大类。
.
9
6.2 盾构构造和分类
6.2.1 盾构的基本构造
通常由盾构壳体、推进系统、拼装系统、出土系统等四大部分组成。
1-1 (切口环)；2-2 (支承环)；3-3 (纵剖面)
.
10
1）盾构壳体
盾构壳体由切口环、支承环、盾尾与竖直隔板、水平隔板组成，并由外 N)
4
.
23
表6-2
隧道名称
荷兰Vehicular 美国林肯隧道美Brooklyn-
适用地层
附注
人工开挖（手掘式）
敞胸
闭胸
半机械式敞胸敞胸
机械式
闭胸
普通盾构
棚式盾构网格式盾构半挤压盾构全挤压盾构反铲式盾构旋转式盾构旋转刀盘式盾构局中气压盾构
泥水加压盾构
临时挡板、支撑千斤顶
将开挖面分成几层，利用砂的安息角和棚的磨擦
地质稳定或松软均可
砂性土
辅以气压、人工井点降水及其它地层加固措施
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4）出土系统
出土方式一般有三种：（1）有轨运输：皮带运输机－矿车－洞口－
垂直起吊至地面。（2）无轨运输：自卸卡车（3）管道运输：混合泥浆，压力输出，出
土连续化
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6.2.2 盾构分类及其适用范围
1）人工开掘式、半机械式敞胸盾构全部敞开，随时观察地层变化情况，并配备简便
利用土和钢制网状硌栅的磨擦
粘土淤泥
胸板局部开孔依赖盾构千斤顶推力土砂自然流入
软可塑的粘性土
胸板无孔、不进土
淤泥
手掘式盾构装上反铲挖土机同上，装上软岩掘进机
土质坚硬稳定开挖面能自立
软岩
辅助措施
单刀盘加面板多刀盘加面板
软岩
辅助措施
面板和隔板间加气压
多水松软地层
不再另设辅助措施
面板和隔板间加压力泥水
地下结构工程
资料归属：高级
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盾构衬砌结构
本章介绍盾构构造和分类，盾构推进及衬砌拼装;
圆形衬砌构造、内力计算与管片结构设计，要求了解盾构隧道的功能和适用环境。
掌握圆形衬砌结构设计方法和构造要求。
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6.1 概述
盾构（shield）是一种钢制的活动防护装置或活动支撑，是通过软弱含水层，特别是河底、海底，以及城市居民区修建隧道的一种机械。
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4）盾构千斤顶推力计算
阻力包括：
盾构外表面与四周地层的摩阻力；盾尾内壳与衬砌结构之间的摩阻力；盾构切口部分刃口切入土层的阻力；盾构切口环切入土层时的正面阻力；开挖面正面支撑阻力；以及盾构自重引起的阻力，纠偏时的阻力，局部气
压或泥水压力，阻力板阻力等。
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日本盾构总推力经验公式
的液压、风动挖掘，机具、人工挖掘，当开挖面难以保持稳定时可以采用气压等人工措施及正面支撑、支撑千斤顶等随挖随撑。
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2)挤压式闭胸盾构
在塑性粘土及淤泥中采用,盾构正面用胸板密闭起来。厚兰隧道、林肯隧道和打浦路隧道都采用过半挤压
及全挤压推进的闭胸盾构施工. 衬砌结构常发生椭圆率的现象，先衬砌水平直径缩
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隧道剖面图
1-进风道；2-进风口；3-排风口；4-排风道；5-路面（下拉杆） 6-天棚（上拉杆）；7-吊杆；8-照明灯；9-灭火器；10-消防栓； 11-电缆；12-排水管；13-给水管；14-纵向螺栓；15-环向螺栓
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按形状分类
大致有圆形（又称半盾构）、矩形、马蹄形等几种。圆形因其抵抗水土压力较理想，衬砌拼装简便，构
d
D=d+2(x+δ)
δ=0.02+0.01（D-4）
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2）盾构长度L
L=L0+L1+L2+L3
L0—盾尾长度；
L1—支承环长度；
L2—切口环长度；
L3—前檐长度。
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3）盾构灵敏度L/D
经验数值 : 小型盾构D=2~3m，L/D=1.5 中型盾构D=3~6m, L/D=1.00 大型盾构D=6~9m, L/D=0.75 特大型盾构D＞12m, L/D=0.45~0.75
小，竖向直径增大，继之，盾构离远时，竖向直径减小，水平直径增大。主要是隧道上方土壤结构破坏、隆起，形成一个卸载拱，而水平压力仍然保持着初始数值之故。
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3）机械式闭胸盾构
（1）局部气压盾构（2）泥水加压式盾构 (3)土压平衡式盾构
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表6-1
构造类
挖掘方式
型
盾构名称
开挖面稳定措施