盾構(gòu)法隧道施工 盾構(gòu)機的類型及選擇

01概述02盾構(gòu)的基本構(gòu)造03盾構(gòu)機的類型及選擇04襯砌結(jié)構(gòu)0506070809管片結(jié)構(gòu)設(shè)計盾構(gòu)法隧道施工盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)防排水盾構(gòu)法隧道施工監(jiān)測工程實例盾構(gòu)機的類型及選擇盾構(gòu)機分類（1）按挖掘方式分類手掘式：開挖及出土均由人工進(jìn)行操作；半機械式：大部分開挖和出土由機械完成，有一部分靠人工完成；機械式盾構(gòu)：開挖和出土均由機械設(shè)備完成。（2）按開挖面的擋土形式分類開放式、部分開放式、封閉式，根據(jù)是否能直接看到開挖面來區(qū)別（3）按加壓穩(wěn)定開挖面的形式分類壓氣式、泥水加壓式、削土加壓式、加水式、加泥式和泥漿式（4）按盾構(gòu)切削斷面形狀分類:圓形和非圓形（5）按盾構(gòu)機的尺寸大小分類（6）按施工方法分類:二次襯砌和一次襯砌盾構(gòu)（7）按適用土質(zhì)分類:軟土盾構(gòu)、硬巖盾構(gòu)和復(fù)合盾構(gòu)盾構(gòu)機的類型及選擇挖掘方式構(gòu)造類型盾構(gòu)名稱開挖面穩(wěn)定措施適用地層附注人工開挖（手掘式）敞胸普通盾構(gòu)臨時擋板、支撐千斤頂?shù)刭|(zhì)穩(wěn)定或松軟均可輔以氣壓、人工井點降水及其它地層加固措施棚式盾構(gòu)將開挖面分成幾層，利用砂的安息角和棚的磨擦砂性土網(wǎng)格式盾構(gòu)利用土和鋼制網(wǎng)狀硌柵的磨擦粘土淤泥閉胸半擠壓盾構(gòu)胸板局部開孔依賴盾構(gòu)千斤頂推力土砂自然流入軟可塑的粘性土全擠壓盾構(gòu)胸板無孔、不進(jìn)土淤泥半機械式敞胸反鏟式盾構(gòu)手掘式盾構(gòu)裝上反鏟挖土機土質(zhì)堅硬穩(wěn)定開挖面能自立輔助措施旋轉(zhuǎn)式盾構(gòu)同上，裝上軟巖掘進(jìn)機軟巖機械式敞胸旋轉(zhuǎn)刀盤式盾構(gòu)單刀盤加面板多刀盤加面板軟巖輔助措施閉胸局中氣壓盾構(gòu)面板和隔板間加氣壓多水松軟地層不再另設(shè)輔助措施泥水加壓盾構(gòu)面板和隔板間加壓力泥水含水地層、沖積層、洪積層輔助措施土壓平衡盾構(gòu)（加水式、加泥式）面板和隔板間充滿土砂容積產(chǎn)生的壓力與開挖面處的地層壓力保持平衡淤泥、淤泥混砂輔助措施表7-2盾構(gòu)主要類型盾構(gòu)機的類型及選擇全敞開式盾構(gòu)特點：開挖面呈敞露狀態(tài)，出土效率高，適用于開挖面自穩(wěn)性好的地層。1）手掘式2）半機械式3）機械式手掘式盾構(gòu)機的類型及選擇全敞開式盾構(gòu)半機械式機械式盾構(gòu)機的類型及選擇擠壓式盾構(gòu)盾構(gòu)機從正面貫入圍巖，使土砂由開挖面稍后方設(shè)置的隔板上的排土口絞出，進(jìn)行排土。適用于自穩(wěn)性很差、流動性很大的軟粘土和粉砂層圍巖流動性過大的地層中，開挖面的穩(wěn)定很難保證適用的地質(zhì)范圍有限。蓋板式擠壓盾構(gòu)盾構(gòu)機的類型及選擇擠壓式盾構(gòu)螺旋排土式擠壓盾構(gòu)網(wǎng)格擠壓式盾構(gòu)盾構(gòu)機的類型及選擇泥水盾構(gòu)開挖面的穩(wěn)定是將泥漿送入泥水室內(nèi)，在開挖面上用泥漿形成不透水的泥膜，保持水壓力，對抗作用于開挖面的土壓力和水壓力。泥漿處理需要占用的場地較大，在市區(qū)施工受限適用的地質(zhì)范圍很大盾構(gòu)機的類型及選擇土壓平衡式盾構(gòu)一般土壓式和泥土加壓式兩類1）一般土壓式靠前方刀盤切削的土體充滿土倉，通過千斤頂推進(jìn)加壓，穩(wěn)定開挖面。2）泥土加壓向土倉內(nèi)注入添加材料，通過攪拌，促進(jìn)開挖的土砂塑性流動性增加，使泥土壓力在千斤頂推進(jìn)下作用于整個開挖面添加材料：膨潤土、CMC、黏土、高吸水樹脂、發(fā)泡劑（1）適用于本工程圍巖的機型（2）可以合理使用的輔助施工工法（3）滿足本工程施工長度和線形的要求（4）后續(xù)設(shè)備、施工豎井等施工與盾構(gòu)機的開挖能力配套（5）工作環(huán)境要好最為重要的是保證開挖面穩(wěn)定盾構(gòu)機機型的選擇依據(jù)盾構(gòu)機的類型及選擇盾構(gòu)幾何尺寸的選定及盾構(gòu)千斤頂推力計算主要指盾構(gòu)外徑D和盾構(gòu)長度L、盾構(gòu)靈敏度L/D。（1）盾構(gòu)外徑x=msinα=mD=d+2(x+δ)δ=0.02+0.01（D-4）盾尾間隙δ--為保證管片安裝和修復(fù)蛇行,以及其他因素的最小富余量，一般取25—40mm;盾構(gòu)機的類型及選擇盾構(gòu)幾何尺寸的選定及盾構(gòu)千斤頂推力計算（2）盾構(gòu)長度LL=L0+L1+L2+L3L0—盾尾長度；L1—支承環(huán)長度；L2—切口環(huán)長度；L3—前檐長度。（3）盾構(gòu)靈敏度L/D經(jīng)驗數(shù)值:小型盾構(gòu)D=2~3m，L/D=1.5中型盾構(gòu)D=3~6m,L/D=1.00大型盾構(gòu)D=6~9m,L/D=0.75特大型盾構(gòu)D＞12m,L/D=0.45~0.75盾構(gòu)機的類型及選擇盾構(gòu)幾何尺寸的選定及盾構(gòu)千斤頂推力計算（4）盾構(gòu)千斤頂推力計算阻力包括：盾構(gòu)外表面與四周地層的摩阻力；盾尾內(nèi)殼與襯砌結(jié)構(gòu)之間的摩阻力；盾構(gòu)切口部分刃口切入土層的阻力；盾構(gòu)切口環(huán)切入土層時的正面阻力；開挖面正面支撐阻力；以及盾構(gòu)自重引起的阻力，糾偏時的阻力，局部氣壓或泥水壓力，阻力板阻力等。日本盾構(gòu)總推力經(jīng)驗公式隧道名稱直徑D(m)長度L(m)靈敏度L/D重量W(t)盾構(gòu)千斤頂（只數(shù)）盾構(gòu)總推力(104N)盾殼厚度(mm)附注荷蘭Vehicular9.175.730.6340030600070美國林肯隧道9.634.710.4930428644063=12.7美Brooklyn-battery9.634.710.4931528644063=12.7美Queen-Midtown9.655.700.59285600比Antwerpen9.505.500.57627532640070Rotherhite9.355.490.586406700原蘇聯(lián)莫斯科地鐵9.504.730.5340363500中國上海打浦路隧道10.206.630.65400408000中國上海延安東路隧道11.267.800.69480448800盾構(gòu)機的類型及選擇盾構(gòu)幾何尺寸的選定及盾構(gòu)千斤頂推力計算盾構(gòu)機的類型及選擇盾構(gòu)機對環(huán)境條件的適應(yīng)性挖掘方式構(gòu)造類型盾構(gòu)名稱開挖面穩(wěn)定措施適用地層附注人工開挖（手掘式）敞胸普通盾構(gòu)臨時擋板、支撐千斤頂?shù)刭|(zhì)穩(wěn)定或松軟均可輔以氣壓、人工井點降水及其它地層加固措施棚式盾構(gòu)將開挖面分成幾層，利用砂的安息角和棚的磨擦砂性土網(wǎng)格式盾構(gòu)利用土和鋼制網(wǎng)狀硌柵的磨擦粘土淤泥閉胸半擠壓盾構(gòu)胸板局部開孔依賴盾構(gòu)千斤頂推力土砂自然流入軟可塑的粘性土全擠壓盾構(gòu)胸板無孔、不進(jìn)土淤泥半機械式敞胸反鏟式盾構(gòu)手掘式盾構(gòu)裝上反鏟挖土機土質(zhì)堅硬穩(wěn)定開挖面能自立輔助措施旋轉(zhuǎn)式盾構(gòu)同上，裝上軟巖掘進(jìn)機軟巖機械式敞胸旋轉(zhuǎn)刀盤式盾構(gòu)單刀盤加面