模块五 机械开挖法隧道施工技术-单元1-盾构法施工2-盾构选型讲解

《隧道与地下工程施工》模块五

机械开挖法隧道施工技术

单元1盾构法施工-盾构选型

《隧道工程施工》

盾构选型原则1选型主要方法2本讲主要内容

盾构法施工-盾构选型

01一、盾构选型原则

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盾构机选型不合适或设备参数设计不当，轻则影响施工速度、拖延工期，而且有可能出现开挖面坍塌等问题，从而导致地表沉降和塌陷等，影响地面交通和环境，造成经济损失，重则引起重大工程事故，甚至隧道报废，出现人员伤亡。盾构法施工-盾构选型

01一、盾构选型原则

•盾构选型是盾构法隧道施工安全、环保、优质、经济、快速建成的关键工作之一。

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盾构选型应从安全适应性、技术先进性、经济合理性等方面综合考虑，所选择的盾构机形式要能尽量减少辅助施工法，并确保开挖面稳定和适应围岩条件。

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盾构选型总的原则是地质适应性第一位，以确保盾构法施工的安全可靠；在安全可靠的情况下再考虑技术的先进性，即技术先进性第二位；然后再考虑盾构的价格，即经济合理性第三位。

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盾构施工时，施工沿线的地质条件变化可能较大，在选型时一般选择适合于施工区间大多数围岩的机型。

盾构法施工-盾构选型

01一、盾构选型原则

1、盾构选型主要遵循下列原则:(1)

应对工程地质、水文地质条件有较强的适应性,首先要满足施工安全的要求；(2)

安全适应性、技术先进性与经济合理性相统一,在安全可靠的情况下,考虑技术先进性与经济合理性；(3)

满足隧道外径、长度、埋深、施工场地、周围环境等条件；(4)

满足安全、质量、工期、造价及环保要求；(5)

后配套设备的能力与主机配套,满足生产能力与主机掘进速度相匹配的要求,同时具有施工安全、结构简单、布置合理和易于维护保养的特点；(6)

盾构制造商的知名度、业绩、信誉和技术服务。

盾构法施工-盾构选型

01一、盾构选型原则

2、选型依据

我国幅员辽阔，复杂多样的工程地质、水文地质条件决定了盾构机的选择要有较高的适应性。

盾构机选型应以工程地质、水文地质条件为主要依据，综合考虑周围环境条件、隧道断面尺寸、施工长度、埋深、沿线地形、地面及地下构筑物等环境条件，以及周围环境对地面变形的控制要求、工期、环保等因素。

盾构法施工-盾构选型

01一、盾构选型原则

2011年5月6日凌晨7时30分许，天津地铁2号线建，国道—天津站区间隧道突泥涌水导致2台盾构机被埋

盾构法施工-盾构选型

01一、盾构选型原则

2、选型依据

（1）工程地质、水文地质条件

以Ⅰ、Ⅱ级围岩为主的隧道较适合采用敞开式盾构机施工以Ⅲ、IV级围岩为主的隧道较适合采用双护盾盾构机施工对于以V级围岩为主和地下水位较高的城市浅埋隧道或越江隧道则较适合采用盾构法施工。

盾构选型01一、盾构选型原则

2、选型依据

（1）工程地质、水文地质条件

以Ⅰ、Ⅱ级围岩为主的隧道较适合采用敞开式盾构机施工以Ⅲ、IV级围岩为主的隧道较适合采用双护盾盾构机施工对于以V级围岩为主和地下水位较高的城市浅埋隧道或越江隧道则较适合采用盾构法施工。根据主要穿越地层，粉土、粉质黏土、淤泥质粉土、粉砂层、软岩及软硬不均地层宜选用土压平衡盾构施工，开挖面渣土可直接进入土仓及螺旋输送机内，从而维持开挖面的稳定。

盾构选型01一、盾构选型原则

2、选型依据

（1）工程地质、水文地质条件

冲积形成的砂砾、砂、粉砂、黏土层、弱固结的互层，以及含水率高、开挖面不稳定的地层，洪积形成的砂砾、砂、粉砂、黏土层，宜选用泥水平衡盾构机施工。根据水文地质条件：隧道穿越江、湖、海时，隧道最大外部水压较大，如采用土压平衡盾构机施工，则易导致喷涌情况的发生，故宜选用泥水平衡盾构机施工。

盾构法施工-盾构选型

01一、盾构选型原则

2、选型依据

（2）隧道断面

大断面大直径隧道，且地面沉降控制要求高，均采用泥水平衡盾构机施工

（3）周围环境条件

泥水平衡盾构施工需配置泥水分离系统，占地面积大，影响交通和市容；而土压平衡盾构机占地面积小，对交通影响小。

盾构法施工-盾构选型

01二、盾构机选型方法

对于土压平衡盾构机或泥水平衡盾构机，通常可以根据地层的渗透系数、地层颗粒级配选型、地下水头压力来进行选型。（1）根据地层渗透系数选型

当地层渗透系数小于10-7m／s时，可以选用土压平衡盾构机；

当地层渗透系数在10-7～10-4m／s之间时，既可以选用土压平衡盾构机，也可以选用泥水平衡盾构机；

当地层渗透系数大于10-4m/s时，宜选用泥水平衡盾构机。

盾构法施工-盾构选型

01二、盾构机选型方法

（2）根据地层颗粒级配选型

土压平衡盾构机：主要适用于粉土、粉质黏土、淤泥质粉土、粉砂层等黏性土层的施工；黏土、淤泥质土区，为土压平衡盾构机适用的颗粒级配范围；

泥水平衡盾构机：砾石粗砂区，为泥水平衡盾构机适用的颗粒级配范围；

粗砂、细砂区，可使用泥水平衡盾构机，也可经土质改良后，使用土压平衡盾构机。

盾构法施工-盾构选型

01二、盾构机选型方法

（3)

根据地下水压选型

当地下水压大于0