隧道工程《盾构法施工》超详细讲解

第 6 章盾构施工技术第一节概述一、基本原理盾构法是暗挖隧道的专用机械在地面以下建造隧道的一种施工方法。

先在隧道的一端建造竖井或基坑，以供盾构安装就位。

盾构从竖井或基坑的墙壁预留孔处出发，在地层中沿着设计轴线，向另一竖井或基坑的设计预留孔洞推进。

盾构推进中所受到的地层阻力，通过盾构千斤顶传至盾构尾部已拼装的预制衬砌、再传到竖井或基坑的后靠壁上。

●盾构是进行土方开挖、正面支护和隧道衬砌结构安装的施工机具●盾构是一个既能支承地层压力，又能在地层中推进的钢筒结构●钢筒的前面设置各种支撑和挖土装置钢筒的中段周圈内安装顶进千斤顶钢筒的尾部可安置数环隧道衬砌●盾构每推进一环距离，就在盾尾支护下拼装一环衬砌，并及时向盾尾后面的衬砌环外周的空隙中压注浆体，以防止隧道及地面下沉，在盾构推进过程中不断从开挖面排出适量的土方。

二、国外盾构施工技术发展概述1. 人工开挖盾构的发明世界上第一条人工开挖盾构隧道是由Mare Brunel和他的儿子—起在伦敦泰晤士河下建成的。

该盾构呈矩形（11.6m宽，7m高），总共只有366m长的隧道耗时20年左右，曾经历很大困难，出现过五次以上涌水。

1869年，James Henry Greathhead采用圆形敞开式盾构在泰晤士河下再建了一条外径为2.18m的行人隧道，该隧道衬砌是铸铁管片，隧道在不透水的粘土层中掘进，无地下水威胁，因此进展相当顺利。

1886年，Greathead在建造伦敦地铁时首次使用了压缩空气盾构，解决了在含水地层中修建隧道的问题。

2.机械化盾构的问世1876年：第一台机械化盾构的专利出现。

第一台机械化盾构的设想是用由几块板构成的半球状刀盘旋转切削土体，然后靠径向转动的土斗将切削下来的土体运到皮带输送机上。

1896年，J．Price的专利比第一台盾构有较大改进，刀盘由若干轮辐构成，电动驱动由长轴传递，其外形也与现代盾构较为接近。

早期的盾构技术在英国发明并得到发展并不是偶然的事件，由于19世纪和20世纪上半叶，英国是全球最强盛的工业化国家，而对隧道掘进来讲，伦敦的粘土可说是地球上较理想的土层，因此，由当时最发达的国家率先在较理想的土层中发展盾构技术是合乎技术发展的逻辑的。

盾构法隧道工程施工1. 盾构机的种类及工作原理盾构机是盾构法隧道施工的核心设备，根据不同的施工需求，盾构机可分为土压式、泥水平衡式、泥水循环式、硬岩盾构机等多种类型。

其中，泥水平衡盾构机是应用最为广泛的一种，并被广泛应用于地铁、市政管网、通风井等项目的施工中。

泥水平衡盾构机的工作原理主要包括以下几个步骤：首先，盾构机进入施工井，然后由推进液压缸作用，盾构机开始向前推进；同时，通过注浆管将注浆材料注入土体中，以增强土体的稳定性；最后，通过螺旋输送机或刮泥器将土屑输送到后方的输土斗中。

整个施工过程中，盾构机不断向前推进，同时支撑环、砌筑管片，完成隧道施工的过程。

盾构机的工作原理简单清晰，操作方便，能够有效提高施工效率和质量。

2. 隧道施工步骤隧道施工一般包括以下几个步骤：方案设计、施工准备、井口平台搭设、盾构机架设、预喷混凝土支架、盾构推进、管片安装、封顶、尾段施工等。

在具体的施工过程中，需要根据不同的隧道工程特点，制定相应的施工方案和施工步骤，确保施工进度和质量。

首先，方案设计是隧道施工的关键环节，需要根据工程的实际情况，制定合理的施工方案，明确各个步骤和工序的具体要求。

其次，施工准备阶段包括设备调试、人员培训、材料及物资准备等，确保施工顺利进行。

随后，井口平台搭设是为了保证盾构机的安全推进，同时也是施工人员的工作平台。

盾构机架设是将盾构机安装在井口平台上，保证施工的顺利进行。

而预喷混凝土支架是为了增强土体的稳定性，提供施工的条件。

盾构推进是隧道施工过程中的关键环节，通过盾构机的推进，实现隧道的顺利施工。

管片安装是将预制的管片逐个安装在隧道内部，形成完整的管道结构。

最后，封顶和尾段施工是为了保证隧道的整体质量和稳定性，确保隧道施工的顺利完成。

3. 安全措施在盾构法隧道工程施工过程中，安全是首要考虑的问题。

为了保障施工人员和设备的安全，需要采取一系列的安全措施，包括但不限于以下几点：（1）加强施工现场管理，明确责任分工，建立安全生产责任制度；（2）加强施工人员培训，提高员工安全意识和应急处理能力；（3）定期检查设备和机械的安全状态，确保设备运行正常；（4）保证施工现场通风、通风设备的设置和运行；（5）加强施工区域标识和警示标志设置，确保施工人员和设备的安全。

隧道盾构法施工过程，别说我没帮你整理盾构法隧道施工在地铁建设中应用最为广泛。

在实施盾构法隧道施工工作应熟悉和掌握施工质量监控重点,从而保证工程质量。

盾构法施工的内容包括盾构的始发和到达、盾构的掘进、衬砌、压浆和防水等。

盾构的始发和到达1始发竖井始发竖井的任务是为盾构机出发提供场所，用于盾构机的固定、组装及设置附属设备，如反力座、引人线等；与此同时，也作为盾构机掘进中出碴、掘进物资器材供应的基地。

因此，始发竖井的周围是盾构施工基地，必须要有搁置出碴设备、起重设备、管片储存、输变电设备、回填注浆设施和物资器材的场地。

2到达竖井两条盾构隧道的连接方式有到达竖井连接方式和盾构机与盾构机在地下对接的方式。

其中，地下对接方式是在特殊情况下采用,例如连接段在海中难以建造竖井，或者没有场地不能设置竖井等。

但在正常情况下一般都以到达竖井连接。

3盾构机拼装盾构在拼装前，先在拼装室底部铺设50cm厚的混凝土垫层，其表面与盾构外表面相适应，在垫层内埋设钢轨，轨顶伸出垫层约5cm，可作为盾构推进时的导向轨，并能防止盾构旋转。

若拼装室将来要作他用，则垫层将凿除，费工费时。

此时可改用由型钢拼装的盾构支撑平台，其上亦需要有导向和防止旋转的装置。

4盾构机的始发盾构机的始发是指利用临时拼装管片等承受反作用力的设备，将盾构机从始发口进入地层，沿所定的线路方向掘进的一系列施工作。

根据临时拆除方法和防止开挖面地层坍塌方法的不同，施工方法有以下的2种：（1）使开挖面地层能够自稳,再将盾构机贯入自稳的开挖面。

一般是通过化学注浆、高压喷射注浆、冻结施工法等来加固开挖面地层，或向始发竖井压气，平衡开挖面的地下水、土压力，使地层自稳。

（2）利用挡土墙防止开挖面崩塌，让盾构机开始掘进。

5盾构机的达到盾构机的到达是指在稳定地层的同时,将盾构机沿所定路线推进到竖井边,然后从预先准备好的大开口处将盾构机拉进竖井内,或推进到到达墙的指定位置后停下等待的一系列作业。