隧道的盾构施工技术详解.pdf

盾构施工情况汇报盾构施工情况汇报二O10年十月二O10年十月目录：目录：一、盾构技术发展历史及主要类型二、国内应用情况简介三、盾构基本工作原理四、盾构主要系统及功能五、盾构隧道衬砌种类及其制作六、盾构施工技术七、盾构施工对环境的影响及建(构)筑物保护八、工程实例九、盾构隧道与车站接口一、盾构技术发展历史及主要类型一、盾构技术发展历史及主要类型一、盾构技术发展历史及主要类型一、盾构技术发展历史及主要类型一、盾构技术发展历史及主要类型一、盾构技术发展历史及主要类型?盾构施工技术自1823年由布鲁诺尔首创于英国伦敦的泰晤土河的水底隧道工程以来，已有170余年的历史1917年，日本作为欧美国家之外第一个国家引进盾构工法1931年，前苏联引进盾构技术，并于1948年开发出列宁格勒和基辅盾构1961年，法国提出泥水加压盾构概念，1964年日本开发并使用第一台泥水盾构1963年，日本在隧道建设受到环境保护方面法律制约的情况下，开发了土压平衡盾构1954年，东北阜新煤矿用直径2.6m盾构及小型混凝土预制块修建疏水巷道1957年，在北京下水道工程中也用过直径为2.0m及2.6m的盾构1962年上海城建局隧道处采用直径4.16m的盾构 进行全面试验。

1980年，上海开始盾构在地铁工程中运用的试验，采用盾构直径为6.412m随后，盾构在上海地铁及市政道路工程 中广泛运用，并于1982年自行设计了直径11.3m的网格盾构施工延安东路北线隧道工程1987年，英法海峡隧道工程开工 （隧道总长50.5km，其中37km位于海峡底，共用11台盾构施工）?1990年，甘肃采用直径5.53m的双护盾盾构建设引大入秦工程的水磨沟隧道隧道全长11.649km，最大埋深330m 隧道施工最高月进尺1300m，平均日进尺42m1994年，广州地铁一号线引进盾构进行区间隧道施工2000年，由国内施工企业采用复合式土压平衡盾构施工广州 地铁二号线，并获得詹天佑工程大奖2001年，山西万家寨（引黄入晋工程）采用美国罗宾斯双护盾盾构进行隧道施工，平均日进尺达97.34m2003年6月，中国最大直径（11.58m）盾构施工的翔殷路隧道开工同年9月，中国首条双圆盾构隧道工程开工盾构技术发展历史布鲁诺尔（Brunel）盾构伦敦Blackwall盾构隧道原始盾构一、盾构技术发展历史及主要类型一、盾构技术发展历史及主要类型网格式盾构插刀盾构开敞式盾构一、盾构技术发展历史及主要类型一、盾构技术发展历史及主要类型辐条式盾构面板式盾构闭胸式盾构闭胸式盾构包括 土压平衡盾构和泥水盾构一、盾构技术发展历史及主要类型一、盾构技术发展历史及主要类型复合式盾构复合式盾构包括 土压平衡盾构和泥水盾构一、盾构技术发展历史及主要类型一、盾构技术发展历史及主要类型荷兰Φ14.87泥水盾构德国易北河盾构德国易北河盾构Φ14.5m大直径盾构一、盾构技术发展历史及主要类型一、盾构技术发展历史及主要类型开敞式TBM双护盾TBM甘肃引大入秦和山西万家寨引黄入晋 隧道工程相继应用了罗宾斯（Robbins） 公司生产的双护盾TBM我国秦岭隧道首次引进的TBM 是直径8.8米的敞开式硬岩掘进机， 由德国维尔特（Wirth）公司制造， 该机全长约256米，由主机、连接 桥、后配套三大部分组成。

一、盾构技术发展历史及主要类型一、盾构技术发展历史及主要类型新型盾构双圆盾构三圆盾构由三圆盾构修 建的车站球体盾构一、盾构技术发展历史及主要类型一、盾构技术发展历史及主要类型二、国内应用情况简介? 除竖井施工外，施工作业均在地下进行，噪音、振动引起的公害小，既不影 响地面交通，又可减少对附近居民的噪音和振动影响 盾构推进、出土、拼装衬砌等主要工序循环进行，施工易于管理，施工人员 也较少，劳动强度低，生产效率高 土方量外运较少 穿越河道时不影响航运 施工不受风雨等气候条件影响 隧道的施工费用不受覆土量多少影响，适宜于建造覆土较深的隧道在土质 差水位高的地方建设埋深较大的隧道，盾构法有较好的技术经济优越性 当隧道穿过河底或其他建筑物时，不影响施工 只要设法使盾构的开挖面稳定，则隧道越深、地基越差、土中影响施工的埋 设物等越多，与明挖法相比，经济上、施工、进度上越有利二、国内应用情况简介二、国内应用情况简介盾构施工方法的主要优点1. 武汉长江第一隧武汉长江第一隧由于隧道穿越粉细沙不稳定地层， 决定采用双向四车道、泥水加压式盾构， 盾构直径Φ由于隧道穿越粉细沙不稳定地层， 决定采用双向四车道、泥水加压式盾构， 盾构直径Φ11.38m，采用复合式刀盘， 以实现长距离不换刀掘进。

工程建设范 围，采用复合式刀盘， 以实现长距离不换刀掘进工程建设范 围3630m，其中隧道长度，其中隧道长度3255m，穿江 段，穿江 段1310m盾构隧道外径盾构隧道外径11m、内径、内径 10m管片采用通用环，为管片采用通用环，为9块拼装式 结构块拼装式 结构二、国内应用情况简介二、国内应用情况简介井口场地井口场地隧洞出口场地隧洞出口场地2.青海引大济湟引水隧道工程青海引大济湟引水隧道工程 该隧道工程盾构隧道长约该隧道工程盾构隧道长约20km，采用双护盾盾构 机连续掘进隧道埋深大，穿越地层地质条件复杂，存 在高应力、断裂带等不良地质地段属于高寒地区，施 工环境恶劣该工程项目使用的管片为自建厂、自生产采用双护盾盾构 机连续掘进隧道埋深大，穿越地层地质条件复杂，存 在高应力、断裂带等不良地质地段属于高寒地区，施 工环境恶劣该工程项目使用的管片为自建厂、自生产二、国内应用情况简介二、国内应用情况简介3.北京铁路枢纽北京站至北京西站地下直径线北京铁路枢纽北京站至北京西站地下直径线该工程全长该工程全长3094m，盾构区间隧道长，盾构区间隧道长2026.5m，地处北京市中心，沿线高楼林立，地下建 （构）筑物、管线众多。

隧道主要沿城市主干路布置，隧道平、纵断面受沿途地面建筑、市政 工程、道路、地下管线、既有环线地铁风道、出口结构、人防工程等的影响与限制，最大埋深 达，地处北京市中心，沿线高楼林立，地下建 （构）筑物、管线众多隧道主要沿城市主干路布置，隧道平、纵断面受沿途地面建筑、市政 工程、道路、地下管线、既有环线地铁风道、出口结构、人防工程等的影响与限制，最大埋深 达30.78m，平均约，平均约21m全线共有全线共有4处平面曲线，曲线半径为处平面曲线，曲线半径为500~2000米不等该工程盾构区 间采用钢筋砼管片衬砌，每环管片沿环向分为米不等该工程盾构区 间采用钢筋砼管片衬砌，每环管片沿环向分为9块，采用块，采用6+2+1形式（形式（6块标准块，块标准块，2块邻接块和块邻接块和 1块封顶块）块封顶块）盾构机刀盘形式示意图(φ11.2m)盾构机刀盘形式示意图(φ11.2m)隧道穿越地层为第四系全新统、上更新统冲洪积层和 第四系全新统人工堆积层，下伏基岩为上第三系中上新统砾 岩，剥蚀面埋深在隧道出口一带为隧道穿越地层为第四系全新统、上更新统冲洪积层和 第四系全新统人工堆积层，下伏基岩为上第三系中上新统砾 岩，剥蚀面埋深在隧道出口一带为30～～40m，宣武门附近 为，宣武门附近 为70m。

该工程所处区域的砂砾卵石层是良好的含水层，该 含水层的厚度达该工程所处区域的砂砾卵石层是良好的含水层，该 含水层的厚度达20多米一、盾构技术发展历史及国内应用情况简介一、盾构技术发展历史及国内应用情况简介4.南水北调中线穿黄工程南水北调中线穿黄工程穿黄工程位于河南省郑州市黄河上游约30km处，线路总长19.30km，主体工程由南、北岸渠道、 南岸退水洞、进口建筑物、穿黄隧洞、出口建筑物、北岸防护堤、北岸新、老蟒河交叉工程，以及 孤柏嘴控导工程等组成其中穿黄隧洞包括过河隧洞段和邙山隧洞段，共长4250m，过河隧洞段长 3450m双洞平行布置，隧洞内径7.0m管片内部增加预应力钢筋混凝土内衬采用泥水盾构施工盾构机刀盘设计衬砌管片分块设计盾构机刀盘设计衬砌管片分块设计一、盾构技术发展历史及国内应用情况简介一、盾构技术发展历史及国内应用情况简介5.辽宁大伙房输水工程辽宁大伙房输水工程隧道全长约20km，隧道通过岩性包括长片麻岩， 花岗片麻岩、二云斜长片麻岩、云英闪长片麻岩、 斜长角闪岩、变粒岩夹磁铁石英岩，存在KF1、 F41、F41-1、F44、F48-3等较大断层围岩饱和 抗压强度30～114MPa。

掘进机在洞内组装，通过 斜井运输皮带机运输工程进度指标高，月平均进 度指标达480m/月大伙房输水工程使用的掘进机大伙房输水工程使用的掘进机连续皮带出碴连续皮带出碴二、国内应用情况简介二、国内应用情况简介6.新疆大坂输水隧道新疆大坂输水隧道二、国内应用情况简介二、国内应用情况简介7.新建广深港客运专线狮子洋隧道新建广深港客运专线狮子洋隧道工程全长10.8km，从广州侧由西向东下穿狮子洋后进入东莞该工程为目前国内隧道最长、标准 最高的水底隧道，同时也是世界上速度目标值最高的水底隧道，是广深港客运专线的控制性工程隧道采用两台直径Φ11.2m泥水盾构进行掘进施工，衬砌为单层装配式钢筋混凝土管片管片外径 10.8m、内径9.8m，环宽2m、厚0.5m，为“5+2+1”形式，管片接缝设定位榫和定位杆槽隧道最大水压为0.67MPa本标段工程有工程规模大、设计标准高、涉及工法多、工期紧、工程 地质复杂、水压力大、盾构掘进距离长等特点同时，本工程存在明挖基坑地层软弱、长距离盾构掘 进及刀具管理、高水压带压作业以及江底地中盾构对接与拆解等重难点二、国内应用情况简介二、国内应用情况简介二、国内应用情况简介二、国内应用情况简介7.新建广深港客运专线狮子洋隧道新建广深港客运专线狮子洋隧道8. 南京南京-浦口长江第二隧道浦口长江第二隧道 属市区隧道，原方案为双向六车道，由于采用 大直径Φ属市区隧道，原方案为双向六车道，由于采用 大直径Φ15m泥水盾构。

造价高，风险大，埋深加 大专家建议采用分离式两条双向四车道的过江方 案，因Φ泥水盾构造价高，风险大，埋深加 大专家建议采用分离式两条双向四车道的过江方 案，因Φ15m盾构制造风险很大，施工风险更大， 而且造价很高（盾构制造风险很大，施工风险更大， 而且造价很高（3亿元亿元/台）2007年年6月盾构进场，月盾构进场，2008年底建成、年底建成、2009年 上半年通车 年 上半年通车 二、国内应用情况简介二、国内应用情况简介10. 港、珠、澳海上大通道港、珠、澳海上大通道 全长全长36km，分别由，分别由6km沉埋管段和大 桥相联后，用沉埋管段和大 桥相联后，用3.6km盾构或浅埋暗挖法修 建隧道，在珠海拱北上岸，再用桥和盾构或浅埋暗挖法修 建隧道，在珠海拱北上岸，再用桥和6km 长的山岭隧道相联，并和太澳公路相联， 工程规模为双向六车道长的山岭隧道相联，并和太澳公路相联， 工程规模为双向六车道11. 上海浦东至长兴岛水底隧道上海浦东至长兴岛水底隧道 拟定双向六车道，采用盾构法施工， 盾构直径拟定双向六车道，采用盾构法施工， 盾构直径15.18m专家提醒：长距离专家提醒：长距离4km 掘进，风险很大，需认真研究，尤其不易 在江中设置横通道，应充分利用主洞行车 道下面的很大空间进行疏散救援，取消横 通道对两个主体隧道的结构沉降减少制约， 防止结构开裂非常有利。

掘进，风险很大，需认真研究，尤其不易 在江中设置横通道，应充分利用主洞行车 道下面的很大空间进行疏散救援，取消横 通道对两个主体隧道的结构沉降减少制约， 防止结构开裂非常有利二、国内应用情况简介二、国内应用情况简介9. 杭州市庆春路钱塘江市区水底隧道杭州市庆春路钱塘江市区水底隧道 采用双向四车道盾构方案，理念正确， 已进行了安全、风险评估，对环境影响很 小目前正在进行采用双向四车道盾构方案，理念正确， 已进行了安全、。