隧道盾构法施工

1同济大学2018年4月10日盾构法隧道盾构法隧道（ShieldTunnel）1.概述地铁隧道已成为解决城市交通拥挤最有效手段之一。我国经济发达的中心城市相继开展地铁建设。盾构工法已成为城市地下隧道的主要修建方法之一。2.盾构法主要施工工序出发竖井中间竖井接收竖井盾构机2.盾构法主要施工工序1、建造盾构工作井2、盾构掘进机安装就位3、出洞口土体加固4、初推段掘进施工5、掘进机设备转换6、盾构连续掘进施工7、接收井洞口土体加固8、盾构进入接收井，并运出地面盾构吊装就位盾构设备车架盾构设备车架盾构准确进入接收井3.1盾构机基本构造盾构机是一种既能承受地层压力、又能在地层中掘进的施工机具。盾构机由通用机械（外壳、掘削机构、挡土机构、推进机构、管片组装机构等）和专用机构组成（如土压盾构的排土机构、添加材注入机构；泥水盾构的送排泥机构、搅拌机构）。3.盾构机(ShieldMachine)3.坏1盾构总机基怖本构错造3.盾构寇机(S持hi鸟el号d锅Ma爽ch萌in垫e)面板长式辐条贯式3.多2盾构司机类茧型（1）按倾断面田形式颗分：圆形肢、椭顷圆形肃、马澡蹄形歇、矩托形、港双圆梦搭接直形、白三圆毁搭接徐形。3.盾构兽机(S柳hi冈el积d夺Ma辞ch挥in耗e)圆形椭圆马蹄党形矩形3.考2盾构票机类裕型（1）按纵断面肝形式哥分：圆形货、椭盈圆形严、马幸蹄形访、矩榜形、朋双圆枪搭接很形、故三圆丧搭接泳形。3.盾构颈机(S墓hi欲el宾d命Ma誓ch诊in层e)三圆皇搭接双圆拆形3.私2盾构充机类巡寿型（2）按峡出土男器械贷的机抹械化柜程度篮分：之手掘拐式、宇半机泪械掘勤削式窄、机认械掘竞削式也。3.盾构俯机(S级hi耽el盼d械Ma素ch淋in邮e)半机舞械式手掘江式机械券式3.塑3常用绢盾构新机类盛型及彻其施泪工原尊理（3）按陷掘削劣面敞版开程猜度分驱：全馆部敞成开式呆、部费分敞误开式混（网历格式巩）、驰封闭详式（浆泥水币式、该土压勾式）给。3.盾构华机(S愈hi挎el藏d鼓Ma棵ch逝in吩e)土压卧式敞开卧式泥水桌式网格恩挤压拳式3.璃3常用氧盾构锦机类乞型及呜其施殊工原碌理（4）按状掘削阵面加抚压稳饿定方偷式分疾：气随压式绑、泥患水式搁、土程压式腾，其便中以泥水替平衡和土压掀平衡两种呈最为鲁常用详。3.盾构买机(S网hi忆el划d等Ma令ch唯in居e)土压跑式气压抚式泥水东式3.糊3常用纲盾构丹机类抖型及颜其施政工原此理泥水崖平衡朝原理：把水浙、粘靠土及必添加汪剂混惜合制容成的钩泥水拨，经司输送留管道恶压入复泥水贝舱，框待泥偿水充虽满整各个泥罚水舱叮后，眉盾构监机的岔推进终系统割工作许，则挪推进棉力经踪蝶舱内鼓泥水贵传递惹到掘粘削面符的效土体廊上，悔刀盘阀掘削稀下来遭的土椅砂进羞入泥肤水舱剧，经乓搅拌神后含祸掘削悟土砂诞的高狡浓度均泥水屠，经滩泥浆么泵送吼到地足表的受泥水炸分离谷系统印。3.盾构嘴机(S势hi洲el之d圾Ma帖ch盏in跪e)3.招3常用瞧盾构甜机类兄型及栏其施唇工原挤理土压佛平衡偿原理：盾构掉推进蕉时前倘端刀洋盘旋歇转掘重削土蚁体，徒掘削岁下来鸦的土吐体涌创入土扁舱。茅当掘喷削土狮体充最满土般舱时念，由怪于盾盘构的蹲推进圆作用部，致夫使掘层削土波体即候对掘久削面逗加压标。当弯该加猜压压脸力与纵掘削销地层唤的土意压+水压爆相等忧，随杯后若健能维砖持螺爱旋输爸送机买的排录土量故与刀厅盘的及掘土露量相反等，镇把这棚种稳直定的棒出土走状态畜称为芝掘削疼面土丧压平纵衡状彻态。3.盾构拴机(S膜hi我el腐d芝Ma哈ch产in基e)4.烫1地层场变位亭的影摸响因钱素1.地层夺损失地层鲜损失日是指绝盾构征施工岭过程狭中实页际开妖挖土慨体体陆积与务竣工漂隧道教体积津之差返。（1）开血挖面披的土讲体移轨动。（2）土霸体挤愤入盾妻尾间挽隙。（3）盾降构推互进过毒程中扶推进断方向组的改挠变、饲盾尾图纠偏温、曲勇线推下进、币仰头除推进恢或叩程头推功进，记实际迁开挖地断面惹不是艰圆形范而是光椭圆顾形，宜从而鹿引起挑地层圾损失玻。（4）盾技构外蚁壳移堵动与鉴地层引间的市摩擦茧与剪唯切作抓用，绞引起椅地层盐损失考。（5）在梯水土床压力六作用巧下，票隧道细衬砌殃产生标变形愈而引别起少壁量的泻地层废损失栽。4.盾构挑法施斥工引居起的垮地层值变位4.伐1地层黎变位露的影避响因挽素2.受扰愈动土斯体的编再固男结盾构在隧道索周围差土体课受到筐盾构锯施工哈扰动真后，恢便在陪盾构舍隧道晋周围秀形成钞超孔我隙水洁压力策区。司当盾违构离鸽开该特处地猎层后棒，由郊于土赔体表蜘面的屿应力朝释放痕，隧损道周宽围的眉孔隙腰水压叹力便甲下降销。在勿孔隙蚂水压帅下降腥过程和中，诸孔隙难水排拌出，承引起油地层食移动步和地津面沉鞠降。葱地层犁因孔执隙水伸压力所变化卷而产赔生的芝地面楚沉降傻，称庸之为雪主固粥结沉僻降。弓土体痛受到勒扰动创后，泪土体挪骨架响还发松生持瓦续很拢长时畅间的骡压缩斗变形柳。在融此土净体蠕诞变过叠程中园产生惜的地敞面沉缩慧降称线为次留固结野沉降验。4.盾构舱法施孟工引磨起的奖地层德变位4.填2地层麦变位评的模殊式1.地表室横向叮沉降Pe功ck（19音69）通骆过对行大量固地表亚沉陷御数据尊及工帅程资消料分饺析后贞，首券先提欲出地剧表沉狸降槽日正态份分布橡的概冰念，刻并认峰为施拳工引荣起的研地面报沉降怠是在录不排夹水条合件下龙发生胳的，邪所以暑沉降阁槽的辉体积唤应等秩于地略层损警失的卧体积捞。此差法假保定地泛层损慰失在蔑隧道喇长度所上均翻匀分钥布，评地面掉沉降雨的横暴向分奔布似角正态司分布匙函数。4.盾构躁法施行工引觉起的衣地层租变位4.残2地层躺变位讲的模钻式1.地表筑纵向协沉降刘建户航（19例91）在Pe米ck法的跃基础葛上，罪总结膜了上欣海地风铁隧刷道纵徒向沉绞降分像布的描一般杆规律。4.盾构贩法施丙工引倘起的辫地层罚变位5.垃1衬砌脚结构托的作凑用（1）在才施工权阶段大中，樱作为透施工网临时椒支撑信用，酸并承才受盾笨构千纤斤顶樱项力陈以及狭其它适施工条荷重隶。（2）竣悉工后炕作为吐隧道旦永久贪性支课撑结透构。（3）防输止泥社、水黄渗入技。（4）内拢衬具晌有防洁水、鸭防钢娇筋腐仔蚀、汤修正派施工螺误差悉和内管部装无饰等仇作用鄙。5.衬砌蒸的形尸式和氧构造5.肃2衬砌尽结构惧的选武型（1）依前据隧颜道的厕使用亩目的懂，围野岩条保件以皂及施耀工方储法，合理蠢选择纤衬砌浊的强抚度、睁结构赠形式怎和种箩类等据。（2）根忆据隧灾道的谢车辆秆限界贫、建幕筑限忠界以啦及使亲用要君求选饭择合级适的翁盾构梨隧道洪横断般面，疗最常窑用的弱为圆型侄与矩席型。（3）在上饱和熔含水形软土层地层摘中修借建地窄下隧艰道，索较常辰用的弊结构道型式键是选久用圆忌形结斑构。（4）根栏据荷牲载大叨小以走及防血渗漏来要求先确定猫是否逃需要按二次笛衬砌丈。5.衬砌镜的形变式和漫构造5.煮3衬砌话的分翅类（一床）按麻材料济及形交式分恰类1.钢筋聚混凝弄土管懒片（1）箱记形管岂片一般秧用于叼较大矿直径镇的隧诉道。鹿单块忙管片企重量乓较轻仓，管寻片本下身强浪度不豆如平阴板形斧管片窝，特龄别在滤盾构茧顶力须作用雹下易泊开裂乳。5.衬砌饶的形请式和辞构造5.妖3衬砌袜的分喜类（一忧）按孝材料寄及形霞式分慨类1.钢筋炸混凝弟土管订片（2）平鱼板形浴管片用于自较小款直径救的隧讯道，乞单块偶管片阵重量汪较重肾，对句盾构传千斤复顶顶侦力具相有较斧大的造抵抗参能力耍，正并常运宵营时裤对隧检道通脂风阻博力较芬小。5.衬砌锋的形召式和歉构造5.霉3衬砌谈的分梢类（一洞）按柜材料蛛及形罢式分所类2.铸铁挡管片饱和候含水宰不稳飞定地勿层中幅修建趁隧道略时较处多采诊用。管片销较轻照，耐状蚀性固好，回机械淘加工坛后管驱片精尾度高疼，能斧有效千地防吓渗抗锁漏。金属阅消耗筋量大滔，机概械加钞工量秆也大锐，价洁格昂盯贵。易脆棵性破意坏的篇特性胸，不谨宜用扬作承锻受冲锯击荷宽重的谷隧道穗。5.衬砌况的形责式和施构造河流地表面主要使用DC管片的部位竖井竖井河流铁路民宅道路桥被密封的隧道１．重荷铺载部猾位：认河流盛的横洁断面、民房尖下面、软弱麦地层２．急曲壶线部桨位３．车站平及特千殊部坟位（３连盾烛构、Ｄ戴ＯＴ谢、矩宾形盾构等）铸铁波管片攻的适粘用场茂所5.镰3衬砌啄的分亏类（一与）按遣材料挡及形焦式分疏类3.钢管券片优点孕是重绑量轻既、强推度高栗。缺点错是刚钳度小堡、耐赔锈蚀诞性差上，需进进行荡机械焦加工邀以满很足防凯水要特求。成本扎昂贵诊，金宿属消厌耗量验大。5.衬砌辅的形氧式和四构造5.哗3衬砌砖的分铁类（一本）按诉材料胆及形恐式分揪类4.复合躬管片外壳汗采用槐钢板岩制成野，在许钢壳梢内浇闷注钢封筋混死凝土瞎，组耗成一钟复合厦结构颜，其悔重量床比钢污筋混膊凝土页管片侍轻，需刚度堡比钢神管片震大，暑金属容消耗虫量比否钢管桃片小最。缺点唇是钢挖板耐崭蚀性母差，桶加工轿复杂拒冗繁贵。5.衬砌筹的形虎式和成构造5.恶3衬砌驳的分罩类(二)按结僚构型柳式分妹类1.管片适用犁于不酬稳定尼地层访内各芝种直键径的泪隧道僚内的独。纵向叫接缝雪间通标过螺肃栓予劲以连病接，裁螺栓治可承爷受较桃大的封正、毫负弯存矩；海环向卫接缝谨上设县置纵厉向螺望检，折具有拔抵抗勉隧道铲纵向透变形接的能吹力。管片混拼装烛进度随大为矮降低陡。5.衬砌帜的形拍式和趴构造5.恩3衬砌汁的分判类(二)按结东构型叙式分慢类2.砌块一般究适用签于含嘱水量贯较少吧的稳射定地坛层内贡。衬砌炒结构溜在通劳过变富形后(变形宅量必临须予请以限袜制)地层糕介质侧对衬要砌环爬的约外束使颂圆环素得以勇稳定信。砌块漂由于国在接崖缝上卖不设否置螺焰栓，尤施工忧拼装良进度朋就可智加快例。5.衬砌搭的形储式和猫构造5.好3衬砌售的分芳类(三)按形研成方巡寿式分瞎类1.装配捷式衬洗砌由分迎块的牢预制含管片岔在盾李尾拼猾装而运成。按照粘管片什所在市位置畏及拼冻装顺摄序不桥同可载将管象片划幕分为私标准筹块、羡邻接粮块和露封顶寇块。特点轮：工奇厂化民生产游、机订械化权安装宝；立片即受坦荷；伸接缝奏防水豪。5.衬砌近的形扣式和姿构造封顶辞块管彩片标准邪块管蒸片5.掌3衬砌陈的分璃类(三)按形匙成方旷式分搏类2.挤压众混凝妹土衬泳砌在盾折尾刚俯浇捣旗而未畜硬化纱的混刺凝土育处在异高压售作用阔下，沃作为储盾尾魔推进垦的后绞座，载盾尾爸在推壶进的室过程规中，床不产湿生建室筑空嗓隙，驶空隙摄由注债入的喉混凝辆土直债接填糊充。特点拖：自究动化检程度祝高；分理想同的受引力、泽防水缺要求懒；钢蒜纤维寨混凝臭土能取提高残薄形伶衬砌惕的抗稍裂性骗能。5.衬砌耍的形见式和境构造5.谜3衬砌羽的分浴类(四)按构宜造型当式分毯类分为汇单层岛及双爷层衬封砌两煮种型幅式。饱和悔含水蚀软土上地层协内的凑隧道菠，外饭层是烛装配铸式衬系砌结程构，需内层径是内劈燕衬混差凝土租或钢亡筋混窃凝土纽奉层。双层造衬砌舞存在艘的问悲题：宽开挖城断面慌增大拾；施间工工租序复峡杂；志逐步狠为单子层衬俘砌所场代替宋。5.衬砌丘的形脱式和或构造5.洽4装配艳式钢匪筋混狼凝土睛管片(一)环宽无论误是钢梁筋混竖凝土并管片权或金鞭属管毙片，共环宽做一般暖在30僵0～20酒00稠mm之间妄，常哄用的旁是75哭0～90花0m塔m。环宽痕不易沈过大债或过椅小。(二)分块单线倦地下受铁道志衬砌淹一般银可分甘成6～8块，漏双线汁地下桑铁道牧衬砌疤可分脂为8～10块；蒜小断蓄面隧睛道可补分为4～6块。管片斩的最扭大弧桐、弦滋长一虏般较影少超隆过4m，管卷片越杯薄其迟长度邀应越浸短。5.衬砌删的形稠式和渣构造5.秀4装配葡式钢烦筋混宋凝土斤管片(三)封顶斯管片拳形式趋向鞭于采业用小烟封顶培形式懂。封顶药块的鸣拼装躲形式以有两袖种，念一为迎径向狗楔入属，另圣一为精纵向高插入效。5.衬砌检的形秒式和女构造5.尝4装配建式钢洞筋混固凝土荷管片(四)拼装忽形式有通阳缝、衡错缝贯两种笛。5.衬砌策的形解式和沙构造通缝痒拼装穗方式错缝务拼装非方式5.嘴5管片章接头用构造(一)接头禾类型纵向甚接头惩、环况向接描头。从其雄