第一課(盾構(gòu)法隧道施工發(fā)展史1205)PPT課件

1、第一課第一課 盾構(gòu)法隧道施工發(fā)展史盾構(gòu)法隧道施工發(fā)展史第二課第二課 隧道軸線控制技術(shù)隧道軸線控制技術(shù)第三課第三課 管片拼裝技術(shù)管片拼裝技術(shù)第四課第四課 同步注漿技術(shù)同步注漿技術(shù)第五課第五課 隧道防水技術(shù)隧道防水技術(shù)第六課第六課 主要配套設(shè)備操作及用電主要配套設(shè)備操作及用電第七課第七課 隧道施工安全生產(chǎn)隧道施工安全生產(chǎn)第八課第八課 隧道測(cè)量技術(shù)隧道測(cè)量技術(shù)第九課第九課 隧道施工總體籌劃隧道施工總體籌劃第十課第十課 盾構(gòu)法施工對(duì)地層的影響和防治盾構(gòu)法施工對(duì)地層的影響和防治第十一課第十一課 盾構(gòu)法隧道施工技術(shù)及工程實(shí)例分析盾構(gòu)法隧道施工技術(shù)及工程實(shí)例分析第十二課第十二課 盾構(gòu)法隧道施工質(zhì)量通病及防治

2、盾構(gòu)法隧道施工質(zhì)量通病及防治盾構(gòu)法隧道施工發(fā)展史盾構(gòu)法隧道施工發(fā)展史引言引言盾構(gòu)法隧道施工新趨勢(shì)盾構(gòu)法隧道施工新趨勢(shì)盾構(gòu)法隧道施工基本原理及特點(diǎn)盾構(gòu)法隧道施工基本原理及特點(diǎn)盾構(gòu)法隧道施工的起源及發(fā)展史盾構(gòu)法隧道施工的起源及發(fā)展史 進(jìn)入進(jìn)入2121世紀(jì)，世界經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展加世紀(jì)，世界經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展加速了城市化建設(shè)。隨著城市密集度的提高速了城市化建設(shè)。隨著城市密集度的提高和高層建筑的不斷增加，地面可利用空間和高層建筑的不斷增加，地面可利用空間越來越少，而地下又布滿了各種用途的管越來越少，而地下又布滿了各種用途的管線，所以，線，所以，如何更有效利用和創(chuàng)造地下空間已成為當(dāng)今城市現(xiàn)代化建設(shè)的重要課題，采

3、用盾構(gòu)法來開發(fā)地下空間則是一種最佳選擇。 城市化建設(shè)又帶動(dòng)了社會(huì)文明的發(fā)展，人文自然景觀留在城市化建設(shè)又帶動(dòng)了社會(huì)文明的發(fā)展，人文自然景觀留在地面，而發(fā)電廠、儲(chǔ)存庫(kù)、安全區(qū)、管道、隧道等地下都市設(shè)地面，而發(fā)電廠、儲(chǔ)存庫(kù)、安全區(qū)、管道、隧道等地下都市設(shè)施都建在地下，采用盾構(gòu)施工技術(shù)掘進(jìn)隧道的方法也得到了不施都建在地下，采用盾構(gòu)施工技術(shù)掘進(jìn)隧道的方法也得到了不斷的完善。斷的完善。 基礎(chǔ)設(shè)施密集的基礎(chǔ)設(shè)施密集的大都市中心區(qū)對(duì)創(chuàng)造大都市中心區(qū)對(duì)創(chuàng)造地下空間提出了更多地下空間提出了更多更高的要求，大深度、更高的要求，大深度、長(zhǎng)距離、狹空間隧道長(zhǎng)距離、狹空間隧道開挖技術(shù)的開發(fā)和利開挖技術(shù)的開發(fā)和利用是決定

4、現(xiàn)代都市可用是決定現(xiàn)代都市可持續(xù)發(fā)展的重要因素。持續(xù)發(fā)展的重要因素。 國(guó)內(nèi)隧道建設(shè)前瞻國(guó)內(nèi)隧道建設(shè)前瞻 根據(jù)根據(jù)20062006年中國(guó)城市軌道交通與設(shè)備行業(yè)分析及投資咨詢報(bào)告年中國(guó)城市軌道交通與設(shè)備行業(yè)分析及投資咨詢報(bào)告，截至，截至20052005年年底，北京、上海、廣州、天津、大連等國(guó)內(nèi)年年底，北京、上海、廣州、天津、大連等國(guó)內(nèi)2020多個(gè)城市在建或準(zhǔn)備建設(shè)多個(gè)城市在建或準(zhǔn)備建設(shè)和規(guī)劃中新的軌道交通線，線路總長(zhǎng)超過和規(guī)劃中新的軌道交通線，線路總長(zhǎng)超過40004000公里，預(yù)計(jì)到公里，預(yù)計(jì)到20502050年中國(guó)城市軌道年中國(guó)城市軌道交通線路總長(zhǎng)將超過交通線路總長(zhǎng)將超過45004500公里。公

5、里。p上海規(guī)劃：上海規(guī)劃：p根據(jù)現(xiàn)有的根據(jù)現(xiàn)有的144144多公里的軌道交多公里的軌道交通基礎(chǔ)，在通基礎(chǔ)，在20102010年前擴(kuò)建至年前擴(kuò)建至400400公公里，里，20122012年更達(dá)年更達(dá)520520公里。公里。p截至截至20102010年，上海計(jì)劃建筑軍年，上海計(jì)劃建筑軍工路、長(zhǎng)江路、打浦路復(fù)線、龍工路、長(zhǎng)江路、打浦路復(fù)線、龍耀路、新建路和崇明長(zhǎng)江隧道等耀路、新建路和崇明長(zhǎng)江隧道等數(shù)條越江大隧道。數(shù)條越江大隧道。國(guó)內(nèi)主要城市：國(guó)內(nèi)主要城市： 目前國(guó)內(nèi)大力發(fā)展軌道交通的城市有北京、天津、沈目前國(guó)內(nèi)大力發(fā)展軌道交通的城市有北京、天津、沈陽、廣州、深圳、成都、西安、南京、杭州等十多個(gè)。陽、

6、廣州、深圳、成都、西安、南京、杭州等十多個(gè)。p北京：現(xiàn)有地鐵北京：現(xiàn)有地鐵1 1號(hào)線及號(hào)線及延長(zhǎng)線、延長(zhǎng)線、2 2號(hào)線和號(hào)線和1313號(hào)線，號(hào)線，在建在建5 5號(hào)線，規(guī)劃號(hào)線，規(guī)劃4 4號(hào)線、號(hào)線、 9 9號(hào)線和號(hào)線和1010號(hào)線等，在號(hào)線等，在0808年年運(yùn)營(yíng)總里程達(dá)到運(yùn)營(yíng)總里程達(dá)到300300公里。公里。北京北京天津天津廣州廣州p天津：現(xiàn)有地鐵天津：現(xiàn)有地鐵1 1號(hào)線，號(hào)線，規(guī)劃了六條線路，總長(zhǎng)度規(guī)劃了六條線路，總長(zhǎng)度160.6160.6公里。公里。p沈陽：在建沈陽：在建1 1號(hào)線工程全號(hào)線工程全長(zhǎng)約長(zhǎng)約2222公里，預(yù)計(jì)于公里，預(yù)計(jì)于20102010年通車運(yùn)營(yíng)。共規(guī)劃年通車運(yùn)營(yíng)。共規(guī)劃5

7、 5條線條線路。路。p廣州：到廣州：到20102010年，建成年，建成8 8條線路，總長(zhǎng)條線路，總長(zhǎng)189189公里。公里。沈陽沈陽國(guó)內(nèi)主要城市：國(guó)內(nèi)主要城市： p深圳：中期規(guī)劃深圳：中期規(guī)劃8 8條線路，條線路，總長(zhǎng)約總長(zhǎng)約230230多公里。多公里。杭州杭州成都成都南京南京p成都：成都市快速軌道交成都：成都市快速軌道交通網(wǎng)由通網(wǎng)由7 7條線路組成，線路總條線路組成，線路總長(zhǎng)度約長(zhǎng)度約274274公里，其中地下線公里，其中地下線長(zhǎng)度約長(zhǎng)度約144144公里。公里。p西安：遠(yuǎn)期規(guī)劃的西安地西安：遠(yuǎn)期規(guī)劃的西安地鐵總長(zhǎng)為鐵總長(zhǎng)為251.8251.8公里，由三條公里，由三條骨干線和三條輔助線組成。

8、骨干線和三條輔助線組成。近期建設(shè)規(guī)劃（近期建設(shè)規(guī)劃（20152015年內(nèi)）年內(nèi)）建設(shè)建設(shè)2 2條總長(zhǎng)條總長(zhǎng)50.350.3公里的線路。公里的線路。p杭州：杭州：20102010年前完成年前完成2 2條線條線路，總長(zhǎng)約路，總長(zhǎng)約8282公里。遠(yuǎn)期規(guī)公里。遠(yuǎn)期規(guī)劃劃8 8條線路，總長(zhǎng)條線路，總長(zhǎng)278278公里。公里。p南京：規(guī)劃南京：規(guī)劃6 6條線路，總長(zhǎng)條線路，總長(zhǎng)約約137137公里。公里。深圳深圳西安西安國(guó)外隧道發(fā)展：國(guó)外隧道發(fā)展： p日本東京：東京大都市圈現(xiàn)有280多公里地鐵線，擁有軌道交通線路近2000公里。在建一條新線路,從東京秋葉原到茨原縣的筑波,共有58.3公里。東京東京巴黎巴黎

9、紐約紐約莫斯科莫斯科p美國(guó)紐約：紐約地鐵系統(tǒng)有27條線路，總長(zhǎng)達(dá)722英里(合1162公里)，468個(gè)車站遍及全市。p法國(guó)巴黎：長(zhǎng)度為200公里的市內(nèi)地鐵占52.6，快速地鐵占12.4。p英國(guó)倫敦：地鐵500公里，共273個(gè)地鐵車站，可日運(yùn)300萬人次，足夠解決40的出行人員的需要。p俄國(guó)莫斯科：莫斯科地鐵全長(zhǎng)220多公里，其布局與地面的布局一致，呈輻射及環(huán)行線路。地鐵總共有9條線，包括8條輻射線和1條環(huán)行線，有150個(gè)站臺(tái)。倫敦倫敦 據(jù)記載，人類設(shè)想建造各種用途的隧道的歷史已據(jù)記載，人類設(shè)想建造各種用途的隧道的歷史已有上千年。有上千年。u18021802年，英國(guó)采礦工程年，英國(guó)采礦工程師阿貝

10、爾師阿貝爾 馬蒂厄提出修馬蒂厄提出修建英吉利海峽隧道的計(jì)建英吉利海峽隧道的計(jì)劃，設(shè)計(jì)從英法兩岸用劃，設(shè)計(jì)從英法兩岸用一種有掩體結(jié)構(gòu)的挖掘一種有掩體結(jié)構(gòu)的挖掘機(jī)修筑隧道，每側(cè)各挖機(jī)修筑隧道，每側(cè)各挖掘掘18.7km18.7km，最后在瓦恩，最后在瓦恩 班克淺灘對(duì)接貫通。班克淺灘對(duì)接貫通。u18031803年，爆發(fā)英法戰(zhàn)爭(zhēng)，年，爆發(fā)英法戰(zhàn)爭(zhēng)，使該計(jì)劃未能實(shí)施。使該計(jì)劃未能實(shí)施。阿貝爾阿貝爾馬蒂厄設(shè)計(jì)的隧道馬蒂厄設(shè)計(jì)的隧道 u18181818年，法國(guó)工程師布魯諾爾（年，法國(guó)工程師布魯諾爾（Mare Isambard BrunelMare Isambard Brunel）在）在倫敦從船蛀在船板上蛀孔，

11、再用分泌物涂在孔的四周中得到倫敦從船蛀在船板上蛀孔，再用分泌物涂在孔的四周中得到啟示，發(fā)現(xiàn)了盾構(gòu)法掘進(jìn)隧道的原理。啟示，發(fā)現(xiàn)了盾構(gòu)法掘進(jìn)隧道的原理。布魯諾爾注冊(cè)專布魯諾爾注冊(cè)專利的盾構(gòu)利的盾構(gòu) u后 來 ， 布 魯后 來 ， 布 魯諾 爾 完 善 了諾 爾 完 善 了構(gòu) 思 ， 注 冊(cè)構(gòu) 思 ， 注 冊(cè)了專利。了專利。u布魯諾爾構(gòu)想的盾構(gòu)機(jī)械內(nèi)部結(jié)構(gòu)由不同的單元格組成，布魯諾爾構(gòu)想的盾構(gòu)機(jī)械內(nèi)部結(jié)構(gòu)由不同的單元格組成，采用的方法是將所有的單元格被牢靠地裝在盾殼上。當(dāng)采用的方法是將所有的單元格被牢靠地裝在盾殼上。當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)了兩種施工方法：時(shí)設(shè)計(jì)了兩種施工方法：l一種是當(dāng)一段隧道挖完后，整個(gè)盾殼由液

12、壓千斤頂借助后靠一種是當(dāng)一段隧道挖完后，整個(gè)盾殼由液壓千斤頂借助后靠向前推進(jìn)；向前推進(jìn)；l另一種方法是每一個(gè)單元格能單獨(dú)地向前推進(jìn)。另一種方法是每一個(gè)單元格能單獨(dú)地向前推進(jìn)。u第一種施工方法后來得到推廣應(yīng)用，演變?yōu)槌墒斓亩軜?gòu)第一種施工方法后來得到推廣應(yīng)用，演變?yōu)槌墒斓亩軜?gòu)法，目前所有的封閉式盾構(gòu)都是基于這種方法。法，目前所有的封閉式盾構(gòu)都是基于這種方法。u布魯諾爾在倫敦泰布魯諾爾在倫敦泰晤士河下的隧道工晤士河下的隧道工程中首次使用這種程中首次使用這種盾構(gòu)盾構(gòu), ,設(shè)想成為現(xiàn)實(shí)。設(shè)想成為現(xiàn)實(shí)。u矩形盾構(gòu)斷面尺寸矩形盾構(gòu)斷面尺寸為為11.3m11.3m6.7m6.7m。泰。泰晤士河下的隧道工晤士河

13、下的隧道工程始于程始于18251825年，施年，施工期間遇到了許多工期間遇到了許多困難，在經(jīng)歷了五困難，在經(jīng)歷了五次以上特大洪水后，次以上特大洪水后，直到直到18431843年才全部年才全部完工。完工。泰晤士河底隧道施工時(shí)涌水泰晤士河底隧道施工時(shí)涌水u18661866年，莫爾頓申請(qǐng)年，莫爾頓申請(qǐng)“盾構(gòu)盾構(gòu)”專利。盾構(gòu)最初稱為小筒專利。盾構(gòu)最初稱為小筒或圓筒，在莫爾頓專利中第一次使用了或圓筒，在莫爾頓專利中第一次使用了“盾構(gòu)盾構(gòu)”（shieldshield）這一術(shù)語。）這一術(shù)語。u18691869年，工程師詹尼斯年，工程師詹尼斯 亨利亨利 格瑞海德用圓形盾構(gòu)再次格瑞海德用圓形盾構(gòu)再次在泰晤士河底

14、修建了一條隧道，隧道襯砌第一次采用了在泰晤士河底修建了一條隧道，隧道襯砌第一次采用了鑄鐵的襯砌管片，隧道基本上是在不透水的粘土層中掘鑄鐵的襯砌管片，隧道基本上是在不透水的粘土層中掘進(jìn)，格瑞海德的圓形盾構(gòu)成為后來大多盾構(gòu)的模型。進(jìn)，格瑞海德的圓形盾構(gòu)成為后來大多盾構(gòu)的模型。u18861886年，格瑞海德在倫敦地下施工中將壓縮空氣方法與年，格瑞海德在倫敦地下施工中將壓縮空氣方法與盾構(gòu)掘進(jìn)相組合使用。在壓縮空氣條件下施工，標(biāo)志著盾構(gòu)掘進(jìn)相組合使用。在壓縮空氣條件下施工，標(biāo)志著在承壓水地層中掘進(jìn)隧道的一個(gè)重大進(jìn)步，它填補(bǔ)了隧在承壓水地層中掘進(jìn)隧道的一個(gè)重大進(jìn)步，它填補(bǔ)了隧道施工中一項(xiàng)空白，并使得世界范

15、圍內(nèi)采用盾構(gòu)掘進(jìn)隧道施工中一項(xiàng)空白，并使得世界范圍內(nèi)采用盾構(gòu)掘進(jìn)隧道的數(shù)目有了很大增加，道的數(shù)目有了很大增加，2020世紀(jì)初，大多數(shù)隧道都是采世紀(jì)初，大多數(shù)隧道都是采用格瑞海德盾構(gòu)修建的。用格瑞海德盾構(gòu)修建的。u根據(jù)記載，根據(jù)記載，1825182519111911年為世界早期盾構(gòu)法隧道年為世界早期盾構(gòu)法隧道發(fā)展時(shí)期，下表為該階段盾構(gòu)法隧道發(fā)展概況。發(fā)展時(shí)期，下表為該階段盾構(gòu)法隧道發(fā)展概況。年份年份工程工程長(zhǎng)度長(zhǎng)度（m）直徑直徑（m）日進(jìn)尺日進(jìn)尺（m/d）附注附注襯砌襯砌1825-1843Thames隧道（隧道（London）46011.36.71.50Brunel盾構(gòu)（矩形）盾構(gòu)（矩形）磚砌磚

16、砌1869-1870Broadway（New York）902.85Breach盾構(gòu)盾構(gòu)磚砌磚砌1869-Tower Subway（London）4032.202.6Greathead盾構(gòu)盾構(gòu)鑄鐵襯砌鑄鐵襯砌1886-1890City South Subsay（London）102003.103.454.00初期用壓縮空氣初期用壓縮空氣鑄鐵襯砌鑄鐵襯砌1890-1893Glasgow Harbour road5805.201.00壓縮空氣壓縮空氣鑄鐵襯砌鑄鐵襯砌1892-1894Sewer gallery（Clichy）4652.502.003.00壓縮空氣到壓縮空氣到2.9bar鑄鐵襯砌鑄鐵

17、襯砌1896-1899Spree road隧道（隧道（Berlin）3754.001.40壓縮空氣壓縮空氣軋制鋼軋制鋼1898-Orleans Railway（Paris）12309.75管片盾構(gòu)管片盾構(gòu)磚砌磚砌1899-1904Sewer隧道（隧道（Hamburg）21503.051.30壓縮空氣壓縮空氣0.61.5bar1907-1911Elb隧道隧道 Clichy9205.951.70壓縮空氣壓縮空氣2.02.7bar內(nèi)填鋼與內(nèi)填鋼與混凝土混凝土u19171917年，日本引進(jìn)盾構(gòu)施工技術(shù)，是歐美國(guó)家以外第年，日本引進(jìn)盾構(gòu)施工技術(shù)，是歐美國(guó)家以外第一個(gè)引進(jìn)盾構(gòu)法的國(guó)家。日本國(guó)鐵羽越線的折渡

18、隧道一個(gè)引進(jìn)盾構(gòu)法的國(guó)家。日本國(guó)鐵羽越線的折渡隧道的一段，曾采用盾構(gòu)法施工，但由于地質(zhì)條件差而被的一段，曾采用盾構(gòu)法施工，但由于地質(zhì)條件差而被迫中途停工。迫中途停工。u19391939年年-1942-1942年，日本采用盾構(gòu)法施工世界上第一條年，日本采用盾構(gòu)法施工世界上第一條海峽隧道單線路（下行線）關(guān)門隧道完工。（盾構(gòu)直海峽隧道單線路（下行線）關(guān)門隧道完工。（盾構(gòu)直徑徑7.182m7.182m，隧道總長(zhǎng)，隧道總長(zhǎng)725.8m725.8m）工程。兩年后第二條單）工程。兩年后第二條單線（上行線）關(guān)門隧道完工。線（上行線）關(guān)門隧道完工。u19571957年，日本東京地鐵丸之內(nèi)線又一次采用了盾構(gòu)法年，

19、日本東京地鐵丸之內(nèi)線又一次采用了盾構(gòu)法施工技術(shù)修建了一段區(qū)間隧道。施工技術(shù)修建了一段區(qū)間隧道。u19621962年年2 2月，上海隧道建設(shè)公司（現(xiàn)名：上海隧道工程月，上海隧道建設(shè)公司（現(xiàn)名：上海隧道工程股份有限公司）開始啟動(dòng)塘橋試驗(yàn)隧道工程。采用直徑股份有限公司）開始啟動(dòng)塘橋試驗(yàn)隧道工程。采用直徑為為4.16m4.16m的一臺(tái)普通敞胸盾構(gòu)在兩種有代表性的地層下的一臺(tái)普通敞胸盾構(gòu)在兩種有代表性的地層下進(jìn)行掘進(jìn)試驗(yàn)，用降水或氣壓來穩(wěn)定粉砂層及軟粘土地進(jìn)行掘進(jìn)試驗(yàn)，用降水或氣壓來穩(wěn)定粉砂層及軟粘土地層。試驗(yàn)獲得成功，采集了大量盾構(gòu)法隧道數(shù)據(jù)資料。層。試驗(yàn)獲得成功，采集了大量盾構(gòu)法隧道數(shù)據(jù)資料。4.1

20、6m4.16m試驗(yàn)型盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)試驗(yàn)型盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)試驗(yàn)隧道盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)準(zhǔn)備始發(fā)推進(jìn)試驗(yàn)隧道盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)準(zhǔn)備始發(fā)推進(jìn) u19641964年英國(guó)摩特年英國(guó)摩特 亥和安德森及約翰亥和安德森及約翰 巴勒特申請(qǐng)巴勒特申請(qǐng)了泥水加壓平衡盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)原理專利。了泥水加壓平衡盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)原理專利。打浦路隧道工程施工打浦路隧道工程施工直徑直徑10.22m10.22m盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī) u19661966年年5 5月，上海隧道建設(shè)公司用盾構(gòu)法設(shè)計(jì)建造中月，上海隧道建設(shè)公司用盾構(gòu)法設(shè)計(jì)建造中國(guó)第一條水底公路隧道國(guó)第一條水底公路隧道打浦路隧道。打浦路隧道打浦路隧道。打浦路隧道全長(zhǎng)全長(zhǎng)2.7km2.7km，隧道部分長(zhǎng)，隧道部分長(zhǎng)

21、1320m1320m，外徑，外徑10m10m。所用網(wǎng)格。所用網(wǎng)格盾構(gòu)有所改進(jìn)，敞開式施工可轉(zhuǎn)換為閉胸式施工。盾構(gòu)有所改進(jìn)，敞開式施工可轉(zhuǎn)換為閉胸式施工。u19731973年，上海隧道工程建設(shè)公司承接金山石油化工總年，上海隧道工程建設(shè)公司承接金山石油化工總廠廠4 4號(hào)出水口排水隧道，采用直徑號(hào)出水口排水隧道，采用直徑3.6m3.6m水力機(jī)械化出水力機(jī)械化出土網(wǎng)格盾構(gòu)，掘進(jìn)長(zhǎng)度土網(wǎng)格盾構(gòu)，掘進(jìn)長(zhǎng)度928.8m928.8m，隧道襯砌采用無螺栓，隧道襯砌采用無螺栓連接管片，相鄰兩環(huán)砌塊采用錯(cuò)縫拼裝。該工程首創(chuàng)連接管片，相鄰兩環(huán)砌塊采用錯(cuò)縫拼裝。該工程首創(chuàng)了垂直頂升法建造隧道取排水口的世界新工藝。了垂直

22、頂升法建造隧道取排水口的世界新工藝。垂直頂升排水口垂直頂升排水口垂直頂升施工垂直頂升施工 u19741974年第一臺(tái)土壓平衡盾構(gòu)在東京被采用。該盾年第一臺(tái)土壓平衡盾構(gòu)在東京被采用。該盾構(gòu)由日本制造商構(gòu)由日本制造商IHIIHI（石川島播磨）設(shè)計(jì)并用它掘（石川島播磨）設(shè)計(jì)并用它掘進(jìn)了進(jìn)了1900m1900m長(zhǎng)的主管線。在以后的年代里，很多制長(zhǎng)的主管線。在以后的年代里，很多制造廠商以土壓盾構(gòu)、壓力保持盾構(gòu)、軟泥盾構(gòu)、造廠商以土壓盾構(gòu)、壓力保持盾構(gòu)、軟泥盾構(gòu)、土壤壓力盾構(gòu)、受壓的土壤盾構(gòu)、泥壓盾構(gòu)，或土壤壓力盾構(gòu)、受壓的土壤盾構(gòu)、泥壓盾構(gòu)，或泥漿狀的土壤盾構(gòu)等名稱生產(chǎn)了泥漿狀的土壤盾構(gòu)等名稱生產(chǎn)了“土

23、壓平衡盾土壓平衡盾構(gòu)構(gòu)”。所有這些名稱的盾構(gòu)基本上都應(yīng)用了同一。所有這些名稱的盾構(gòu)基本上都應(yīng)用了同一種 工 法種 工 法 國(guó) 際 上 稱 為國(guó) 際 上 稱 為 “ 土 壓 平 衡 系 統(tǒng)土 壓 平 衡 系 統(tǒng) ”（EPBSEPBS）。）。u19801980年，上海隧道建設(shè)公司（現(xiàn)名：上海隧道工年，上海隧道建設(shè)公司（現(xiàn)名：上海隧道工程股份有限公司）開始進(jìn)行上海盾構(gòu)法隧道地鐵程股份有限公司）開始進(jìn)行上海盾構(gòu)法隧道地鐵試驗(yàn)工程，采用直徑試驗(yàn)工程，采用直徑6.412m6.412m網(wǎng)格式機(jī)械出土盾構(gòu)。網(wǎng)格式機(jī)械出土盾構(gòu)。掘進(jìn)長(zhǎng)度為掘進(jìn)長(zhǎng)度為565m565m，采用泥水加壓和局部氣壓施工。，采用泥水加壓和局

24、部氣壓施工。19801980年年1111月開始地鐵試驗(yàn)一期、二期盾構(gòu)推進(jìn)，月開始地鐵試驗(yàn)一期、二期盾構(gòu)推進(jìn)，19821982年年1212月推進(jìn)結(jié)束；月推進(jìn)結(jié)束；19831983年年6 6月開始地鐵試驗(yàn)月開始地鐵試驗(yàn)三期盾構(gòu)推進(jìn)，三期盾構(gòu)推進(jìn)，19841984年年1010月推進(jìn)結(jié)束，隧道總長(zhǎng)月推進(jìn)結(jié)束，隧道總長(zhǎng)為為1130m1130m。u19821982年，上海隧道建設(shè)公司承建長(zhǎng)年，上海隧道建設(shè)公司承建長(zhǎng)1476m1476m的延安東路的延安東路北線隧道工程，采用自行設(shè)計(jì)的直徑北線隧道工程，采用自行設(shè)計(jì)的直徑11.3m11.3m網(wǎng)格型水網(wǎng)格型水力機(jī)械出土盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)。力機(jī)械出土盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)。11.3m

25、11.3m網(wǎng)格盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)網(wǎng)格盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖u19871987年年5 5月，英法海峽隧道工程開工。兩條鐵路隧道中心距為月，英法海峽隧道工程開工。兩條鐵路隧道中心距為30m30m，內(nèi)徑為，內(nèi)徑為7.6m7.6m，中間輔助隧道的內(nèi)徑為，中間輔助隧道的內(nèi)徑為4.8m4.8m。隧道穿越海峽。隧道穿越海峽的最窄處，距離為的最窄處，距離為50.5km50.5km。有近。有近37km37km隧道完全處在海峽底下。隧道完全處在海峽底下。掘進(jìn)隧道管線總共用了十一臺(tái)盾構(gòu)機(jī)，法國(guó)一側(cè)用了掘進(jìn)隧道管線總共用了十一臺(tái)盾構(gòu)機(jī)，法國(guó)一側(cè)用了5 5臺(tái)，英國(guó)臺(tái)，英國(guó)一側(cè)用了一側(cè)用了6 6臺(tái)。輔

26、助隧道的盾構(gòu)偏差只有臺(tái)。輔助隧道的盾構(gòu)偏差只有350mm350mm（水平）和（水平）和60mm60mm（垂直）。隧道工程（垂直）。隧道工程19911991年中期完工，年中期完工，19931993年夏季首輛短程列年夏季首輛短程列車穿過該隧道，車穿過該隧道，19941994年夏末正式對(duì)外開放。年夏末正式對(duì)外開放。u19871987年，上海市隧道工程股份有限公司承建市南站過年，上海市隧道工程股份有限公司承建市南站過江電纜隧道工程，成功設(shè)計(jì)了我國(guó)第一臺(tái)直徑江電纜隧道工程，成功設(shè)計(jì)了我國(guó)第一臺(tái)直徑4.35m4.35m加泥式土壓平衡盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)，能控制正面土壓平衡和加泥式土壓平衡盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)，能控制正面土壓平

27、衡和減少地面沉降，施工速度快，掘進(jìn)長(zhǎng)度達(dá)減少地面沉降，施工速度快，掘進(jìn)長(zhǎng)度達(dá)583m583m，技術(shù)，技術(shù)成果達(dá)到成果達(dá)到8080年代國(guó)際先進(jìn)水平，并獲得年代國(guó)際先進(jìn)水平，并獲得19901990年國(guó)家科年國(guó)家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。19881988年年1 1月開始盾構(gòu)推進(jìn)，月開始盾構(gòu)推進(jìn)，9 9月推進(jìn)結(jié)月推進(jìn)結(jié)束。束。電纜隧道內(nèi)景電纜隧道內(nèi)景u19891989年，日本最引人注目的泥水盾構(gòu)隧道工程開工。年，日本最引人注目的泥水盾構(gòu)隧道工程開工。東京灣海底隧道長(zhǎng)東京灣海底隧道長(zhǎng)9.1km9.1km，是世界最長(zhǎng)的公路專用海，是世界最長(zhǎng)的公路專用海底隧道，用底隧道，用8 8臺(tái)直徑臺(tái)直徑14.14m

28、14.14m的泥水加壓式盾構(gòu)施工。的泥水加壓式盾構(gòu)施工。到到19961996年年1010月底各工區(qū)的盾構(gòu)已在海底進(jìn)行地中對(duì)接。月底各工區(qū)的盾構(gòu)已在海底進(jìn)行地中對(duì)接。19971997年年1212月月1818日東京灣橫斷道路貫通，使川崎到木日東京灣橫斷道路貫通，使川崎到木更津的路程時(shí)間縮短到原來的更津的路程時(shí)間縮短到原來的39%39%。東京灣海底隧道示意圖東京灣海底隧道示意圖泥水盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖泥水盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖19891989年年1010月，在日本廣島月，在日本廣島5454號(hào)國(guó)道系統(tǒng)盾構(gòu)工程建號(hào)國(guó)道系統(tǒng)盾構(gòu)工程建設(shè)中，為確保廣島城和城市公園的景觀，首次采用設(shè)中，為確保廣島城和城市公園的

29、景觀，首次采用石川島（石川島（IHIIHI）設(shè)計(jì)制造的）設(shè)計(jì)制造的6.09m6.09mW10.69mW10.69m雙圓盾雙圓盾構(gòu)機(jī)施工了世界第一條構(gòu)機(jī)施工了世界第一條DOTDOT隧道，該隧道總長(zhǎng)隧道，該隧道總長(zhǎng)850m850m。 橫雙圓實(shí)驗(yàn)盾構(gòu)機(jī)橫雙圓實(shí)驗(yàn)盾構(gòu)機(jī)首首臺(tái)臺(tái)實(shí)實(shí)用用盾盾構(gòu)構(gòu)機(jī)機(jī)u19921992年，日本研制成年，日本研制成世界上第一臺(tái)三圓泥世界上第一臺(tái)三圓泥水加壓式盾構(gòu)，并成水加壓式盾構(gòu)，并成功地用于大阪市地鐵功地用于大阪市地鐵7 7號(hào)線號(hào)線“商務(wù)公園站商務(wù)公園站”車站工程施工。車站車站工程施工。車站范圍內(nèi)的三圓泥水加范圍內(nèi)的三圓泥水加壓式盾構(gòu)法施工長(zhǎng)度壓式盾構(gòu)法施工長(zhǎng)度107m1

30、07m，全部采用球墨，全部采用球墨鑄鐵管片，共計(jì)鑄鐵管片，共計(jì)105105環(huán)環(huán)(105m)(105m)，日掘進(jìn)量，日掘進(jìn)量約約2 23 3環(huán)的速度，環(huán)的速度，19941994年年1 1月完成一次月完成一次襯砌，同年襯砌，同年1111月順利月順利完成立柱的托換。完成立柱的托換。三連體泥水加壓平衡盾構(gòu)三連體泥水加壓平衡盾構(gòu)基本構(gòu)造圖基本構(gòu)造圖u19951995年，上海隧道工程股年，上海隧道工程股份有限公司開始研究矩形份有限公司開始研究矩形隧道技術(shù)，隧道技術(shù)，19961996年研制了年研制了一臺(tái)一臺(tái)2.5m2.5m2.5m2.5m可變網(wǎng)格可變網(wǎng)格矩形隧道掘進(jìn)機(jī)，頂進(jìn)矩矩形隧道掘進(jìn)機(jī)，頂進(jìn)矩形隧道形隧

31、道60m60m。u19961996年，上海隧道工程股年，上海隧道工程股份有限公司總承包施工延份有限公司總承包施工延安東路隧道南線工程。長(zhǎng)安東路隧道南線工程。長(zhǎng)1300m1300m的圓形主隧道采用從的圓形主隧道采用從日本引進(jìn)的直徑日本引進(jìn)的直徑11.22m11.22m的的泥水加壓平衡盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)泥水加壓平衡盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)施工。填補(bǔ)了我國(guó)泥水平施工。填補(bǔ)了我國(guó)泥水平衡盾構(gòu)施工隧道的空白。衡盾構(gòu)施工隧道的空白。矩形隧道矩形隧道泥水平衡盾構(gòu)泥水平衡盾構(gòu)u19971997年年1010月，德國(guó)采用盾月，德國(guó)采用盾構(gòu)法建設(shè)易北河第四管隧構(gòu)法建設(shè)易北河第四管隧道，盾構(gòu)直徑達(dá)到道，盾構(gòu)直徑達(dá)到14.2m14.2m。盾

32、構(gòu)穿越的土層地質(zhì)情況盾構(gòu)穿越的土層地質(zhì)情況復(fù)雜，盾構(gòu)的切土刀盤是復(fù)雜，盾構(gòu)的切土刀盤是專門用于穿越易北河的地專門用于穿越易北河的地基，刀盤中部裝有一個(gè)直基，刀盤中部裝有一個(gè)直徑為徑為3m3m的獨(dú)立刀盤，它能的獨(dú)立刀盤，它能在兩個(gè)方向旋轉(zhuǎn)，與主刀在兩個(gè)方向旋轉(zhuǎn)，與主刀盤無關(guān)。刀盤的可變轉(zhuǎn)速盤無關(guān)。刀盤的可變轉(zhuǎn)速為為0 02.5r/min2.5r/min，最大扭矩，最大扭矩2600t2600tm m，并可在主刀盤前，并可在主刀盤前移動(dòng)移動(dòng)600mm600mm。中央獨(dú)立掘進(jìn)。中央獨(dú)立掘進(jìn)機(jī)還有其獨(dú)立的泥水循環(huán)機(jī)還有其獨(dú)立的泥水循環(huán)路線，并能保持刀盤自由路線，并能保持刀盤自由轉(zhuǎn)動(dòng)，效用顯著。轉(zhuǎn)動(dòng)，效用

33、顯著。易北河泥水盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)進(jìn)入接收井易北河泥水盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)進(jìn)入接收井u19981998年年1212月，上海隧道工程股份有限公司承建中國(guó)第一條較長(zhǎng)距離的月，上海隧道工程股份有限公司承建中國(guó)第一條較長(zhǎng)距離的水底觀光游覽隧道水底觀光游覽隧道上海外灘觀光隧道。隧道全長(zhǎng)上海外灘觀光隧道。隧道全長(zhǎng)646.7m646.7m，采用鉸，采用鉸接式土壓平衡盾構(gòu)施工。隧道要在極大的坡度和曲率的條件下，穿越接式土壓平衡盾構(gòu)施工。隧道要在極大的坡度和曲率的條件下，穿越建成才三個(gè)月的地鐵建成才三個(gè)月的地鐵2 2號(hào)線的兩條越江隧道，觀光隧道與地鐵隧道間號(hào)線的兩條越江隧道，觀光隧道與地鐵隧道間距離僅距離僅1.57m1.57m，

34、形成越江隧道施工中罕見的，形成越江隧道施工中罕見的“三隧疊交三隧疊交”，施工工況，施工工況極其復(fù)雜和嚴(yán)峻，隧道股份運(yùn)用首創(chuàng)極其復(fù)雜和嚴(yán)峻，隧道股份運(yùn)用首創(chuàng)“盾構(gòu)施工智能化輔助決策系盾構(gòu)施工智能化輔助決策系統(tǒng)統(tǒng)”，實(shí)施了盾構(gòu)穿越疊交點(diǎn)施工的技術(shù)創(chuàng)新和實(shí)時(shí)監(jiān)控，創(chuàng)造了中，實(shí)施了盾構(gòu)穿越疊交點(diǎn)施工的技術(shù)創(chuàng)新和實(shí)時(shí)監(jiān)控，創(chuàng)造了中外越江隧道史上的奇跡，開創(chuàng)世界盾構(gòu)法隧道疊交施工的新技術(shù)。隧外越江隧道史上的奇跡，開創(chuàng)世界盾構(gòu)法隧道疊交施工的新技術(shù)。隧道僅用了道僅用了100100天就成功貫通，實(shí)現(xiàn)了中國(guó)軟土隧道施工史上的又一次天就成功貫通，實(shí)現(xiàn)了中國(guó)軟土隧道施工史上的又一次飛躍。飛躍。中國(guó)第一條越江觀光隧道

35、全線貫通中國(guó)第一條越江觀光隧道全線貫通u20002000年年1212月，法國(guó)巴黎月，法國(guó)巴黎A86A86雙層隧道盾構(gòu)始發(fā)推進(jìn)，雙層隧道盾構(gòu)始發(fā)推進(jìn)，使用雙模式直徑使用雙模式直徑11.6m11.6m的盾構(gòu)。該項(xiàng)目造價(jià)的盾構(gòu)。該項(xiàng)目造價(jià)1616億美元，億美元，長(zhǎng)長(zhǎng)10km10km，共設(shè)，共設(shè)1010座豎井，其中座豎井，其中7 7座作為緊急使用或通座作為緊急使用或通風(fēng)，風(fēng)，3 3座用于通風(fēng)。座用于通風(fēng)。A86A86之之Rueil-MalmaisonVersaillesRueil-MalmaisonVersailles雙層公路隧道雙層公路隧道 u20012001年年5 5月，上海隧道工程股份有限公司設(shè)

36、計(jì)施工總月，上海隧道工程股份有限公司設(shè)計(jì)施工總承包的大連路隧道開工。大連路隧道圓形主隧道長(zhǎng)承包的大連路隧道開工。大連路隧道圓形主隧道長(zhǎng)2565m2565m，采用直徑，采用直徑11.22m11.22m泥水盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)施工。襯泥水盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)施工。襯砌環(huán)采用錯(cuò)縫拼裝，外徑砌環(huán)采用錯(cuò)縫拼裝，外徑11.00m11.00m、內(nèi)徑、內(nèi)徑10.04m10.04m、環(huán)、環(huán)寬寬1.500m1.500m。大連路隧道僅用了不到半年的時(shí)間就順利。大連路隧道僅用了不到半年的時(shí)間就順利實(shí)現(xiàn)了隧道貫通，標(biāo)志著我國(guó)泥水平衡盾構(gòu)施工技術(shù)實(shí)現(xiàn)了隧道貫通，標(biāo)志著我國(guó)泥水平衡盾構(gòu)施工技術(shù)邁上了一個(gè)新的臺(tái)階。邁上了一個(gè)新的臺(tái)階。隧道施工照

37、片隧道施工照片隧道貫通照片隧道貫通照片u20012001年年1111月，全球最大的隧道月，全球最大的隧道“綠心隧道綠心隧道”開始掘進(jìn)。開始掘進(jìn)。由法荷聯(lián)營(yíng)體中標(biāo)。本項(xiàng)目為鹿特丹由法荷聯(lián)營(yíng)體中標(biāo)。本項(xiàng)目為鹿特丹阿姆斯特丹高阿姆斯特丹高速鐵路支線，隧道全長(zhǎng)速鐵路支線，隧道全長(zhǎng)7156.018m7156.018m，采用直徑，采用直徑14.87m14.87m的泥水平衡盾構(gòu)施工。盾構(gòu)于的泥水平衡盾構(gòu)施工。盾構(gòu)于19991999年年1212月向月向NFM NFM TechnologiesTechnologies公司訂購(gòu)，于公司訂購(gòu)，于20012001年年1111月投入現(xiàn)場(chǎng)使月投入現(xiàn)場(chǎng)使用。這是一部史無前例

38、的巨型設(shè)備。用。這是一部史無前例的巨型設(shè)備。盾構(gòu)機(jī)示意圖盾構(gòu)機(jī)示意圖盾構(gòu)機(jī)照片盾構(gòu)機(jī)照片u管片脫出車架管片脫出車架1 1后方后方1010米左右，即安裝米左右，即安裝“門門”形構(gòu)件，形構(gòu)件，并實(shí)施二側(cè)土方回填，達(dá)到隧道抗浮目的。并實(shí)施二側(cè)土方回填，達(dá)到隧道抗浮目的。u考慮施工方便，在車架考慮施工方便，在車架2 2后方后方100100米實(shí)施路面現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)米實(shí)施路面現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)施工。施工。隧道內(nèi)的隧道內(nèi)的“門門”形構(gòu)形構(gòu)件件“門門”形構(gòu)件照片形構(gòu)件照片復(fù)興路隧道照片復(fù)興路隧道照片u復(fù)興路越江隧道全長(zhǎng)下層復(fù)興路越江隧道全長(zhǎng)下層2230 m2230 m（上層（上層1555m1555m），），圓隧道南線長(zhǎng)圓隧道

39、南線長(zhǎng)1200 m1200 m（北線長(zhǎng)（北線長(zhǎng)1215m1215m）。隧道布置）。隧道布置為雙管雙向?yàn)殡p管雙向6 6車道（單管上層車道（單管上層2 2車道，下層車道，下層1 1車道）。車道）。隧道外徑隧道外徑11m11m，內(nèi)徑，內(nèi)徑10.04m10.04m，采用，采用11.22m11.22m泥水平泥水平衡盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)施工。衡盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)施工。 u20032003年年6 6月，上海隧道工程股份有限公司承建的中月，上海隧道工程股份有限公司承建的中國(guó)最大的盾構(gòu)法隧道翔殷路隧道開工。盾構(gòu)推進(jìn)段國(guó)最大的盾構(gòu)法隧道翔殷路隧道開工。盾構(gòu)推進(jìn)段南線為南線為1537m1537m，北線為，北線為1523m1523m。

40、采用直徑為。采用直徑為11.58m11.58m的的超大型泥水平衡盾構(gòu)掘進(jìn)。超大型泥水平衡盾構(gòu)掘進(jìn)。翔殷路隧道照片翔殷路隧道照片u20032003年年9 9月，由上海隧月，由上海隧道工程股份有限公司建道工程股份有限公司建設(shè)的中國(guó)首條雙圓隧道設(shè)的中國(guó)首條雙圓隧道始發(fā)段在軌道交通始發(fā)段在軌道交通8 8號(hào)號(hào)線的隧道掘進(jìn)施工獲得線的隧道掘進(jìn)施工獲得成功，并摸索和積累了成功，并摸索和積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，使先進(jìn)的豐富的經(jīng)驗(yàn)，使先進(jìn)的技術(shù)與上海實(shí)際土質(zhì)情技術(shù)與上海實(shí)際土質(zhì)情況得到了良好的契合，況得到了良好的契合，開創(chuàng)了中國(guó)隧道行業(yè)的開創(chuàng)了中國(guó)隧道行業(yè)的新里程。日本大豐株式新里程。日本大豐株式會(huì)社專家富遲勉為此十

41、會(huì)社專家富遲勉為此十分贊賞：分贊賞：“中國(guó)首條雙中國(guó)首條雙圓盾構(gòu)的始發(fā)段推進(jìn)非圓盾構(gòu)的始發(fā)段推進(jìn)非常順利，盾構(gòu)出洞情況常順利，盾構(gòu)出洞情況比日本的都好。比日本的都好?！盡8M8線示意圖線示意圖u采用雙圓隧道工程掘進(jìn)機(jī)施工地鐵區(qū)間隧道，將中國(guó)采用雙圓隧道工程掘進(jìn)機(jī)施工地鐵區(qū)間隧道，將中國(guó)盾構(gòu)法隧道工程建設(shè)帶入一個(gè)與世界先進(jìn)水平同步發(fā)盾構(gòu)法隧道工程建設(shè)帶入一個(gè)與世界先進(jìn)水平同步發(fā)展的新時(shí)代。展的新時(shí)代。雙圓隧道照片雙圓隧道照片u20052005年年1010月月, ,上中路越江隧道盾構(gòu)始發(fā)。隧道為雙管雙層雙上中路越江隧道盾構(gòu)始發(fā)。隧道為雙管雙層雙向八車道隧道工程，設(shè)計(jì)時(shí)速向八車道隧道工程，設(shè)計(jì)時(shí)速8

42、0km/h80km/h。工程全長(zhǎng)。工程全長(zhǎng)2800m2800m，其，其中圓隧道長(zhǎng)南線中圓隧道長(zhǎng)南線1250m1250m，北線，北線1253.784m1253.784m。u隧道外徑隧道外徑 14500mm14500mm，內(nèi)徑，內(nèi)徑 13300mm13300mm，采用目前世界上直徑，采用目前世界上直徑最大的最大的14.87m14.87m泥水平衡盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)施工，其道路結(jié)構(gòu)與泥水平衡盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)施工，其道路結(jié)構(gòu)與盾構(gòu)掘進(jìn)同步施工。盾構(gòu)掘進(jìn)同步施工。 上中路隧道效果圖上中路隧道效果圖土壓平衡盾構(gòu)工法示意圖土壓平衡盾構(gòu)工法示意圖u土壓平衡盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)與工法土壓平衡盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)與工法l泥土在盾構(gòu)壓力艙中的增減受到

43、有效控制，推泥土在盾構(gòu)壓力艙中的增減受到有效控制，推進(jìn)壓力與土層壓力和地下水壓力相抗衡，使得進(jìn)壓力與土層壓力和地下水壓力相抗衡，使得掘進(jìn)工作面保持穩(wěn)定。掘進(jìn)工作面保持穩(wěn)定。土壓平衡盾構(gòu)工法示意圖土壓平衡盾構(gòu)工法示意圖u土壓平衡盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)與工法土壓平衡盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)與工法u土壓盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)與工法土壓盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)與工法u幾種不同幾種不同直徑的土直徑的土壓平衡盾壓平衡盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)構(gòu)掘進(jìn)機(jī)u泥水平衡盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)與工法泥水平衡盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)與工法l泥水盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)對(duì)于隧道面可被泥水加壓所支撐的泥水盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)對(duì)于隧道面可被泥水加壓所支撐的土質(zhì)條件很理想，適用于應(yīng)付各種困難地層和控制土質(zhì)條件很理想，適用于應(yīng)付各種困難地層和控

44、制地表沉降。挖出的土以泥水形式由管道運(yùn)輸，而礫地表沉降。挖出的土以泥水形式由管道運(yùn)輸，而礫石可壓碎后被管道運(yùn)輸或在管道輸送中途被移走。石可壓碎后被管道運(yùn)輸或在管道輸送中途被移走。泥水平衡加壓式泥水平衡加壓式盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)工法盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)工法示意圖示意圖u泥水平衡盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)與工法泥水平衡盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)與工法泥水加壓平泥水加壓平衡盾構(gòu)結(jié)構(gòu)衡盾構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖示意圖泥水處理裝置泥水處理裝置泥水盾構(gòu)機(jī)泥水盾構(gòu)機(jī)u盾構(gòu)法隧道優(yōu)缺點(diǎn)盾構(gòu)法隧道優(yōu)缺點(diǎn)l盾構(gòu)法隧道優(yōu)點(diǎn)：盾構(gòu)法隧道優(yōu)點(diǎn)：在盾構(gòu)支護(hù)下進(jìn)行地下工程暗挖施工，不受地面交通、河道、航運(yùn)、潮汐、季節(jié)、氣候等條件的影響，能較經(jīng)濟(jì)合理地保證隧道安全施工。盾構(gòu)法隧道施工不受

45、地面自然條件的影響盾構(gòu)法隧道施工不受地面自然條件的影響盾構(gòu)的推進(jìn)、出土、襯砌拼裝等可實(shí)行自動(dòng)化、智能化和施工遠(yuǎn)程控制信息化，掘進(jìn)速度較快，施工勞動(dòng)強(qiáng)度較低。盾構(gòu)法隧道機(jī)械化、自動(dòng)化高盾構(gòu)法隧道機(jī)械化、自動(dòng)化高u盾構(gòu)法隧道優(yōu)缺點(diǎn)盾構(gòu)法隧道優(yōu)缺點(diǎn)l盾構(gòu)法隧道優(yōu)點(diǎn)：盾構(gòu)法隧道優(yōu)點(diǎn)：u盾構(gòu)法隧道優(yōu)缺點(diǎn)盾構(gòu)法隧道優(yōu)缺點(diǎn)l盾構(gòu)法隧道優(yōu)點(diǎn)：盾構(gòu)法隧道優(yōu)點(diǎn)：地面人文自然景觀受到良好的保護(hù)，周圍環(huán)境不受盾構(gòu)施工干擾；在松軟地層中，開挖埋置深度較大的長(zhǎng)距離、大直徑速度，具有經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、安全、軍事等方面的優(yōu)越性。盾構(gòu)法隧道能保護(hù)地面人文自然盾構(gòu)法隧道能保護(hù)地面人文自然u盾構(gòu)法隧道優(yōu)缺點(diǎn)盾構(gòu)法隧道優(yōu)缺點(diǎn)l盾構(gòu)法隧道缺

46、點(diǎn)：盾構(gòu)法隧道缺點(diǎn)：盾構(gòu)機(jī)械造價(jià)較昂貴，工藝較復(fù)雜；在飽和含水的盾構(gòu)機(jī)械造價(jià)較昂貴，工藝較復(fù)雜；在飽和含水的松軟地層中施工，地表沉陷風(fēng)險(xiǎn)較大。松軟地層中施工，地表沉陷風(fēng)險(xiǎn)較大。需要設(shè)備制造、氣壓設(shè)備供應(yīng)、襯砌管片預(yù)制、襯需要設(shè)備制造、氣壓設(shè)備供應(yīng)、襯砌管片預(yù)制、襯砌結(jié)構(gòu)防水及堵漏、施工測(cè)量、場(chǎng)地布置、盾構(gòu)轉(zhuǎn)砌結(jié)構(gòu)防水及堵漏、施工測(cè)量、場(chǎng)地布置、盾構(gòu)轉(zhuǎn)移等施工技術(shù)的配合，系統(tǒng)工程協(xié)調(diào)復(fù)雜；移等施工技術(shù)的配合，系統(tǒng)工程協(xié)調(diào)復(fù)雜；建造短于建造短于750m750m的隧道經(jīng)濟(jì)性差；對(duì)隧道曲線半徑過的隧道經(jīng)濟(jì)性差；對(duì)隧道曲線半徑過小或隧道埋深較淺時(shí)，施工難度較大。小或隧道埋深較淺時(shí)，施工難度較大。 城市地

47、下空間開發(fā)是城市基礎(chǔ)建設(shè)的新挑戰(zhàn)，人城市地下空間開發(fā)是城市基礎(chǔ)建設(shè)的新挑戰(zhàn)，人類文明進(jìn)步伴隨著高科技的發(fā)展，挑戰(zhàn)傳統(tǒng)隧道工程類文明進(jìn)步伴隨著高科技的發(fā)展，挑戰(zhàn)傳統(tǒng)隧道工程施工法已成為一種時(shí)尚，潛在的生產(chǎn)力和經(jīng)濟(jì)性引發(fā)施工法已成為一種時(shí)尚，潛在的生產(chǎn)力和經(jīng)濟(jì)性引發(fā)了盾構(gòu)法隧道新概念。了盾構(gòu)法隧道新概念。已 建 隧 道 / 管 線已 建 隧 道 / 管 線縱 向 M F 盾 構(gòu) 法 隧 道橫 向 M F 盾 構(gòu) 法 隧 道 (1)MF(1)MF盾構(gòu)法盾構(gòu)法 MF MF（Multi FaceMulti Face）盾構(gòu)由多個(gè)圓形斷面的一部分錯(cuò)位重合而成，）盾構(gòu)由多個(gè)圓形斷面的一部分錯(cuò)位重合而成，可同時(shí)

48、開挖多個(gè)圓形斷面的盾構(gòu)法。隧道有效面積較開挖面積相等的可同時(shí)開挖多個(gè)圓形斷面的盾構(gòu)法。隧道有效面積較開挖面積相等的單圓斷面而言要大，是一種較為經(jīng)濟(jì)合理的斷面形式。單圓斷面而言要大，是一種較為經(jīng)濟(jì)合理的斷面形式。MFMF盾構(gòu)法更適盾構(gòu)法更適用于地鐵車站，共同溝和地下停車場(chǎng)等大斷面隧道的開挖。用于地鐵車站，共同溝和地下停車場(chǎng)等大斷面隧道的開挖。 地下停車場(chǎng) 共同溝地鐵車道地鐵車站MFMF盾構(gòu)法盾構(gòu)法MFMF盾構(gòu)的應(yīng)用范圍盾構(gòu)的應(yīng)用范圍(1)MF(1)MF盾構(gòu)法盾構(gòu)法工程實(shí)例工程實(shí)例 MFMF盾構(gòu)在地鐵工程中運(yùn)用較多。橫向盾構(gòu)在地鐵工程中運(yùn)用較多。橫向2 2圓斷面主要用于地鐵線圓斷面主要用于地鐵線路

49、段的隧道，橫向路段的隧道，橫向3 3圓以上斷面用于地鐵車站和地鐵機(jī)務(wù)段的隧道圓以上斷面用于地鐵車站和地鐵機(jī)務(wù)段的隧道施工。施工。 橫向橫向2 2圓斷面地鐵線工程的開挖寬度為圓斷面地鐵線工程的開挖寬度為12.19m12.19m，兩個(gè)圓斷面的，兩個(gè)圓斷面的直徑均為直徑均為7.42m7.42m，施工長(zhǎng)度為，施工長(zhǎng)度為619m619m。 橫向橫向3 3圓斷面地鐵車站工程的開挖寬度為圓斷面地鐵車站工程的開挖寬度為17.44m17.44m，其中中間圓，其中中間圓斷面直徑斷面直徑8.85m8.85m，兩側(cè)圓斷面直徑，兩側(cè)圓斷面直徑8.14m8.14m，施工長(zhǎng)度為，施工長(zhǎng)度為275m275m。曲柄軸刀架曲柄軸

50、刀架轉(zhuǎn)動(dòng)中心驅(qū)動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)軸固定軸固定軸刀片刀片旋轉(zhuǎn)式傳送帶旋轉(zhuǎn)式傳送帶橫向橫向2 2圓盾構(gòu)地鐵線路工程圓盾構(gòu)地鐵線路工程橫向橫向3 3圓盾構(gòu)地鐵車站工程圓盾構(gòu)地鐵車站工程(2)(2)偏心多軸盾構(gòu)法偏心多軸盾構(gòu)法 偏心多軸盾構(gòu)采用多根主軸，垂直于主軸方向固定一組偏心多軸盾構(gòu)采用多根主軸，垂直于主軸方向固定一組曲柄軸，在曲柄軸上再安裝刀架。運(yùn)轉(zhuǎn)主軸刀架將在同一平曲柄軸，在曲柄軸上再安裝刀架。運(yùn)轉(zhuǎn)主軸刀架將在同一平面內(nèi)作圓弧運(yùn)動(dòng)，被開挖的斷面接近于刀架的形狀。因此，面內(nèi)作圓弧運(yùn)動(dòng)，被開挖的斷面接近于刀架的形狀。因此，可根據(jù)隧道斷面形狀要求設(shè)計(jì)刀架是矩形、圓形、圓環(huán)形、可根據(jù)隧道斷面形狀要求設(shè)計(jì)刀架是矩

51、形、圓形、圓環(huán)形、橢圓形或馬蹄形。橢圓形或馬蹄形。圓形斷面和矩形斷面的偏心多軸盾構(gòu)原理示意圖圓形斷面和矩形斷面的偏心多軸盾構(gòu)原理示意圖(2)(2)偏心多軸盾構(gòu)法偏心多軸盾構(gòu)法工程實(shí)例工程實(shí)例 盾構(gòu)（盾構(gòu)（a a）：用于下水道工程的盾構(gòu)寬）：用于下水道工程的盾構(gòu)寬4.38m4.38m，高高3.98m3.98m，施工長(zhǎng)度共計(jì)，施工長(zhǎng)度共計(jì)809m809m。隧道的覆土深度。隧道的覆土深度為為2.37m2.37m4.15m4.15m，最淺處為盾構(gòu)寬度的，最淺處為盾構(gòu)寬度的0.60.6倍。倍。雙線隧道最小間隔為雙線隧道最小間隔為60cm60cm。 盾構(gòu)（盾構(gòu)（b b）：用于橫浜）：用于橫浜MM21MM2

52、1線地鐵工程的盾構(gòu)線地鐵工程的盾構(gòu)直徑為直徑為7.15m7.15m，施工長(zhǎng)度共計(jì)，施工長(zhǎng)度共計(jì)880m880m。隧道的覆。隧道的覆土深度為土深度為10.0m10.0m18.0m18.0m，曲線段曲率半徑，曲線段曲率半徑R=1000mR=1000m。 盾構(gòu)（盾構(gòu)（c c）：用于營(yíng)團(tuán)地鐵）：用于營(yíng)團(tuán)地鐵1111號(hào)線地鐵工程的號(hào)線地鐵工程的盾構(gòu)直徑為盾構(gòu)直徑為9.60m9.60m，施工長(zhǎng)度共計(jì)，施工長(zhǎng)度共計(jì)907m907m。隧道。隧道的覆土深度為的覆土深度為13.6m13.6m15.5m15.5m，曲線段曲率半徑，曲線段曲率半徑R=1037mR=1037m。扇 動(dòng) 臂行 星 刀 盤主 刀 盤鋼 外

53、殼盾 尾 同 步 注 漿 裝 置管 片 拼 裝 機(jī)管 片尾 部 止 水 板人 孔人 孔伸 縮 裝 置扇 動(dòng) 臂行 星 刀 盤主 刀 盤鋼 外 殼盾 尾 同 步 注 漿 裝 置管 片 拼 裝 機(jī)管 片尾 部 止 水 板人 孔人 孔伸 縮 裝 置扇 動(dòng) 臂行 星 刀 盤主 刀 盤(3)(3)自由斷面盾構(gòu)法自由斷面盾構(gòu)法 所謂自由斷面盾構(gòu)法就是在一個(gè)普通圓形盾構(gòu)主刀盤的外側(cè)設(shè)置所謂自由斷面盾構(gòu)法就是在一個(gè)普通圓形盾構(gòu)主刀盤的外側(cè)設(shè)置數(shù)個(gè)規(guī)模比主刀盤小的行星刀盤。隨主刀盤的旋轉(zhuǎn)行星刀盤在外圍作數(shù)個(gè)規(guī)模比主刀盤小的行星刀盤。隨主刀盤的旋轉(zhuǎn)行星刀盤在外圍作自轉(zhuǎn)的同時(shí)繞主刀盤公轉(zhuǎn)自轉(zhuǎn)的同時(shí)繞主刀盤公轉(zhuǎn). .

54、通過對(duì)行星刀盤扇動(dòng)臂的調(diào)節(jié)可開挖各種通過對(duì)行星刀盤扇動(dòng)臂的調(diào)節(jié)可開挖各種非圓形斷面的隧道。非圓形斷面的隧道。自由斷面盾構(gòu)構(gòu)造圖自由斷面盾構(gòu)構(gòu)造圖可開挖的非圓形斷面可開挖的非圓形斷面(3)(3)自由斷面盾構(gòu)法自由斷面盾構(gòu)法工程實(shí)例工程實(shí)例 下圖為一例試驗(yàn)性施工和一例實(shí)際工程的施工例。試驗(yàn)施工下圖為一例試驗(yàn)性施工和一例實(shí)際工程的施工例。試驗(yàn)施工中使用的盾構(gòu)機(jī)寬中使用的盾構(gòu)機(jī)寬3.16m3.16m，高，高4.66m4.66m的土壓式平衡單點(diǎn)鉸接盾構(gòu)。的土壓式平衡單點(diǎn)鉸接盾構(gòu)。試驗(yàn)施工直線段長(zhǎng)度試驗(yàn)施工直線段長(zhǎng)度36m36m，曲線段半徑，曲線段半徑R=60mR=60m長(zhǎng)度長(zhǎng)度16m16m。實(shí)際工程段。

55、實(shí)際工程段盾構(gòu)機(jī)寬盾構(gòu)機(jī)寬3.16m3.16m，高，高4.66m4.66m的土壓式平衡兩點(diǎn)鉸接盾構(gòu)，累積開挖的土壓式平衡兩點(diǎn)鉸接盾構(gòu)，累積開挖長(zhǎng)度長(zhǎng)度565m565m，曲線段最小曲率半徑，曲線段最小曲率半徑R=20mR=20m。試驗(yàn)施工隧道（直線段）試驗(yàn)施工隧道（直線段）縱向橢圓形盾構(gòu)機(jī)縱向橢圓形盾構(gòu)機(jī)實(shí)際工程隧道（曲線）實(shí)際工程隧道（曲線）(4)(4)球體盾構(gòu)法球體盾構(gòu)法 球體盾構(gòu)是利用球體本身可自由旋轉(zhuǎn)的特點(diǎn)，將球體盾構(gòu)是利用球體本身可自由旋轉(zhuǎn)的特點(diǎn)，將一球體內(nèi)藏于先行主機(jī)盾構(gòu)的內(nèi)部，在球體內(nèi)部又設(shè)一球體內(nèi)藏于先行主機(jī)盾構(gòu)的內(nèi)部，在球體內(nèi)部又設(shè)計(jì)一個(gè)后續(xù)次機(jī)盾構(gòu)。先行盾構(gòu)完成前期開挖后，利

56、計(jì)一個(gè)后續(xù)次機(jī)盾構(gòu)。先行盾構(gòu)完成前期開挖后，利用球體的旋轉(zhuǎn)改變隧道的推進(jìn)方向，進(jìn)行后期隧道的用球體的旋轉(zhuǎn)改變隧道的推進(jìn)方向，進(jìn)行后期隧道的開挖。改向后盾構(gòu)機(jī)刀具交換和維修非常方便。到目開挖。改向后盾構(gòu)機(jī)刀具交換和維修非常方便。到目前為止在日本已開發(fā)了三種用途的球體盾構(gòu)機(jī)并在前為止在日本已開發(fā)了三種用途的球體盾構(gòu)機(jī)并在9 9個(gè)工程中得到了運(yùn)用。個(gè)工程中得到了運(yùn)用。 三種用途的球體盾構(gòu)機(jī)為縱橫式連續(xù)推進(jìn)球體盾三種用途的球體盾構(gòu)機(jī)為縱橫式連續(xù)推進(jìn)球體盾構(gòu)、橫橫式連續(xù)推進(jìn)球體盾構(gòu)和長(zhǎng)距離開挖球體盾構(gòu)。構(gòu)、橫橫式連續(xù)推進(jìn)球體盾構(gòu)和長(zhǎng)距離開挖球體盾構(gòu)。(4)(4)球體盾構(gòu)法球體盾構(gòu)法縱橫式球體盾構(gòu)縱橫式球

57、體盾構(gòu)工程案例工程案例 先行主機(jī)盾構(gòu)直徑為先行主機(jī)盾構(gòu)直徑為5.90m5.90m，開挖深度開挖深度19.3m19.3m，后行次機(jī)盾構(gòu)直，后行次機(jī)盾構(gòu)直徑為徑為4.20m4.20m，開挖長(zhǎng)度，開挖長(zhǎng)度2017m2017m。盾構(gòu)形式為縱向開挖主機(jī)盾構(gòu)泥盾構(gòu)形式為縱向開挖主機(jī)盾構(gòu)泥水式，橫向開挖次機(jī)盾構(gòu)泥土式。水式，橫向開挖次機(jī)盾構(gòu)泥土式?？v橫式盾構(gòu)縱橫式盾構(gòu) (4)(4)球體盾構(gòu)法球體盾構(gòu)法橫橫式球體盾構(gòu)橫橫式球體盾構(gòu) 橫橫式球體盾構(gòu)的開挖原理與縱橫式球體盾構(gòu)基本相同，先行主機(jī)盾構(gòu)橫橫式球體盾構(gòu)的開挖原理與縱橫式球體盾構(gòu)基本相同，先行主機(jī)盾構(gòu)和后續(xù)次機(jī)盾構(gòu)可在同一水平面內(nèi)進(jìn)行直角開挖。交通擁擠的十

58、字路口以和后續(xù)次機(jī)盾構(gòu)可在同一水平面內(nèi)進(jìn)行直角開挖。交通擁擠的十字路口以及在地下一定深度內(nèi)存在有各種管線設(shè)施無法構(gòu)筑豎向工作井的地區(qū)可采及在地下一定深度內(nèi)存在有各種管線設(shè)施無法構(gòu)筑豎向工作井的地區(qū)可采用此施工方法。用此施工方法。 橫橫式盾構(gòu)：先行主橫橫式盾構(gòu)：先行主機(jī)盾構(gòu)直徑為機(jī)盾構(gòu)直徑為3.93m3.93m，開挖深度開挖深度578m578m，后行次機(jī)，后行次機(jī)盾構(gòu)直徑為盾構(gòu)直徑為2.68m2.68m，開，開挖長(zhǎng)度挖長(zhǎng)度898898。盾構(gòu)形式均。盾構(gòu)形式均采用泥水式。采用泥水式。 工程案例工程案例橫橫式盾構(gòu)橫橫式盾構(gòu) (4)(4)球體盾構(gòu)法球體盾構(gòu)法長(zhǎng)距離開挖球體盾構(gòu)長(zhǎng)距離開挖球體盾構(gòu) 收藏在

59、球體內(nèi)的刀盤和其驅(qū)動(dòng)裝置與球體一起在盾構(gòu)機(jī)內(nèi)旋轉(zhuǎn)后，收藏在球體內(nèi)的刀盤和其驅(qū)動(dòng)裝置與球體一起在盾構(gòu)機(jī)內(nèi)旋轉(zhuǎn)后，在盾構(gòu)機(jī)內(nèi)進(jìn)行刀具的修理和更換等作業(yè)。在盾構(gòu)機(jī)內(nèi)進(jìn)行刀具的修理和更換等作業(yè)。 （a a）刀盤回縮收藏）刀盤回縮收藏 （b b）球體旋轉(zhuǎn)）球體旋轉(zhuǎn) （c c）刀具交換）刀具交換工程案例工程案例 盾構(gòu)直徑為盾構(gòu)直徑為9.45m9.45m，開挖深度開挖深度4435m4435m，盾構(gòu)形，盾構(gòu)形式均采用泥水式。式均采用泥水式。 (5)MSD(5)MSD盾構(gòu)法盾構(gòu)法 MSD MSD（Mechanical Shield DockingMechanical Shield Docking）盾構(gòu)法指采用機(jī)

60、械對(duì)接的一種）盾構(gòu)法指采用機(jī)械對(duì)接的一種地下接合盾構(gòu)施工法。地下接合盾構(gòu)施工法。(5)MSD(5)MSD盾構(gòu)法盾構(gòu)法工程案例工程案例 MSD MSD盾構(gòu)法已在水道和電力系統(tǒng)等盾構(gòu)法已在水道和電力系統(tǒng)等1010多個(gè)地下工程中得到運(yùn)用。多個(gè)地下工程中得到運(yùn)用。下圖為實(shí)際工程中使用的下圖為實(shí)際工程中使用的MSDMSD盾構(gòu)機(jī)。此盾構(gòu)機(jī)直徑為盾構(gòu)機(jī)。此盾構(gòu)機(jī)直徑為4.10m4.10m，總，總開挖長(zhǎng)度開挖長(zhǎng)度1515m1515m（808m+707m808m+707m）采用泥水式盾構(gòu)。接頭部的土質(zhì)為粘）采用泥水式盾構(gòu)。接頭部的土質(zhì)為粘土和砂性土。土和砂性土。 單 體 盾 構(gòu) 開 挖 接 頭 處 理 內(nèi) 部 混 凝 土 澆 注 隧 道 內(nèi) 部 開 挖 隧 道 空 間