《隧道與地下工程施工》模塊五

機(jī)械開挖法隧道施工技術(shù)

單元1盾構(gòu)法施工-盾構(gòu)選型

《隧道工程施工》

盾構(gòu)選型原則1選型主要方法2本講主要內(nèi)容

盾構(gòu)法施工-盾構(gòu)選型

01一、盾構(gòu)選型原則

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盾構(gòu)機(jī)選型不合適或設(shè)備參數(shù)設(shè)計(jì)不當(dāng)，輕則影響施工速度、拖延工期，而且有可能出現(xiàn)開挖面坍塌等問題，從而導(dǎo)致地表沉降和塌陷等，影響地面交通和環(huán)境，造成經(jīng)濟(jì)損失，重則引起重大工程事故，甚至隧道報(bào)廢，出現(xiàn)人員傷亡。盾構(gòu)法施工-盾構(gòu)選型

01一、盾構(gòu)選型原則

?盾構(gòu)選型是盾構(gòu)法隧道施工安全、環(huán)保、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)、快速建成的關(guān)鍵工作之一。

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盾構(gòu)選型應(yīng)從安全適應(yīng)性、技術(shù)先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)合理性等方面綜合考慮，所選擇的盾構(gòu)機(jī)形式要能盡量減少輔助施工法，并確保開挖面穩(wěn)定和適應(yīng)圍巖條件。

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盾構(gòu)選型總的原則是地質(zhì)適應(yīng)性第一位，以確保盾構(gòu)法施工的安全可靠；在安全可靠的情況下再考慮技術(shù)的先進(jìn)性，即技術(shù)先進(jìn)性第二位；然后再考慮盾構(gòu)的價(jià)格，即經(jīng)濟(jì)合理性第三位。

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盾構(gòu)施工時(shí)，施工沿線的地質(zhì)條件變化可能較大，在選型時(shí)一般選擇適合于施工區(qū)間大多數(shù)圍巖的機(jī)型。

盾構(gòu)法施工-盾構(gòu)選型

01一、盾構(gòu)選型原則

1、盾構(gòu)選型主要遵循下列原則:(1)

應(yīng)對(duì)工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件有較強(qiáng)的適應(yīng)性,首先要滿足施工安全的要求；(2)

安全適應(yīng)性、技術(shù)先進(jìn)性與經(jīng)濟(jì)合理性相統(tǒng)一,在安全可靠的情況下,考慮技術(shù)先進(jìn)性與經(jīng)濟(jì)合理性；(3)

滿足隧道外徑、長(zhǎng)度、埋深、施工場(chǎng)地、周圍環(huán)境等條件；(4)

滿足安全、質(zhì)量、工期、造價(jià)及環(huán)保要求；(5)

后配套設(shè)備的能力與主機(jī)配套,滿足生產(chǎn)能力與主機(jī)掘進(jìn)速度相匹配的要求,同時(shí)具有施工安全、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、布置合理和易于維護(hù)保養(yǎng)的特點(diǎn)；(6)

盾構(gòu)制造商的知名度、業(yè)績(jī)、信譽(yù)和技術(shù)服務(wù)。

盾構(gòu)法施工-盾構(gòu)選型

01一、盾構(gòu)選型原則

2、選型依據(jù)

我國幅員遼闊，復(fù)雜多樣的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件決定了盾構(gòu)機(jī)的選擇要有較高的適應(yīng)性。

盾構(gòu)機(jī)選型應(yīng)以工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件為主要依據(jù)，綜合考慮周圍環(huán)境條件、隧道斷面尺寸、施工長(zhǎng)度、埋深、沿線地形、地面及地下構(gòu)筑物等環(huán)境條件，以及周圍環(huán)境對(duì)地面變形的控制要求、工期、環(huán)保等因素。

盾構(gòu)法施工-盾構(gòu)選型

01一、盾構(gòu)選型原則

2011年5月6日凌晨7時(shí)30分許，天津地鐵2號(hào)線建，國道—天津站區(qū)間隧道突泥涌水導(dǎo)致2臺(tái)盾構(gòu)機(jī)被埋

盾構(gòu)法施工-盾構(gòu)選型

01一、盾構(gòu)選型原則

2、選型依據(jù)

（1）工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件

以Ⅰ、Ⅱ級(jí)圍巖為主的隧道較適合采用敞開式盾構(gòu)機(jī)施工以Ⅲ、IV級(jí)圍巖為主的隧道較適合采用雙護(hù)盾盾構(gòu)機(jī)施工對(duì)于以V級(jí)圍巖為主和地下水位較高的城市淺埋隧道或越江隧道則較適合采用盾構(gòu)法施工。

盾構(gòu)選型01一、盾構(gòu)選型原則

2、選型依據(jù)

（1）工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件

以Ⅰ、Ⅱ級(jí)圍巖為主的隧道較適合采用敞開式盾構(gòu)機(jī)施工以Ⅲ、IV級(jí)圍巖為主的隧道較適合采用雙護(hù)盾盾構(gòu)機(jī)施工對(duì)于以V級(jí)圍巖為主和地下水位較高的城市淺埋隧道或越江隧道則較適合采用盾構(gòu)法施工。根據(jù)主要穿越地層，粉土、粉質(zhì)黏土、淤泥質(zhì)粉土、粉砂層、軟巖及軟硬不均地層宜選用土壓平衡盾構(gòu)施工，開挖面渣土可直接進(jìn)入土倉及螺旋輸送機(jī)內(nèi)，從而維持開挖面的穩(wěn)定。

盾構(gòu)選型01一、盾構(gòu)選型原則

2、選型依據(jù)

（1）工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件

沖積形成的砂礫、砂、粉砂、黏土層、弱固結(jié)的互層，以及含水率高、開挖面不穩(wěn)定的地層，洪積形成的砂礫、砂、粉砂、黏土層，宜選用泥水平衡盾構(gòu)機(jī)施工。根據(jù)水文地質(zhì)條件：隧道穿越江、湖、海時(shí)，隧道最大外部水壓較大，如采用土壓平衡盾構(gòu)機(jī)施工，則易導(dǎo)致噴涌情況的發(fā)生，故宜選用泥水平衡盾構(gòu)機(jī)施工。

盾構(gòu)法施工-盾構(gòu)選型

01一、盾構(gòu)選型原則

2、選型依據(jù)

（2）隧道斷面

大斷面大直徑隧道，且地面沉降控制要求高，均采用泥水平衡盾構(gòu)機(jī)施工

（3）周圍環(huán)境條件

泥水平衡盾構(gòu)施工需配置泥水分離系統(tǒng)，占地面積大，影響交通和市容；而土壓平衡盾構(gòu)機(jī)占地面積小，對(duì)交通影響小。

盾構(gòu)法施工-盾構(gòu)選型

01二、盾構(gòu)機(jī)選型方法

對(duì)于土壓平衡盾構(gòu)機(jī)或泥水平衡盾構(gòu)機(jī)，通?？梢愿鶕?jù)地層的滲透系數(shù)、地層顆粒級(jí)配選型、地下水頭壓力來進(jìn)行選型。（1）根據(jù)地層滲透系數(shù)選型

當(dāng)?shù)貙訚B透系數(shù)小于10-7m／s時(shí)，可以選用土壓平衡盾構(gòu)機(jī)；

當(dāng)?shù)貙訚B透系數(shù)在10-7～10-4m／s之間時(shí)，既可以選用土壓平衡盾構(gòu)機(jī)，也可以選用泥水平衡盾構(gòu)機(jī)；

當(dāng)?shù)貙訚B透系數(shù)大于10-4m/s時(shí)，宜選用泥水平衡盾構(gòu)機(jī)。

盾構(gòu)法施工-盾構(gòu)選型

01二、盾構(gòu)機(jī)選型方法

（2）根據(jù)地層顆粒級(jí)配選型

土壓平衡盾構(gòu)機(jī)：主要適用于粉土、粉質(zhì)黏土、淤泥質(zhì)粉土、粉砂層等黏性土層的施工；黏土、淤泥質(zhì)土區(qū)，為土壓平衡盾構(gòu)機(jī)適用的顆粒級(jí)配范圍；

泥水平衡盾構(gòu)機(jī)：礫石粗砂區(qū)，為泥水平衡盾構(gòu)機(jī)適用的顆粒級(jí)配范圍；

粗砂、細(xì)砂區(qū)，可使用泥水平衡盾構(gòu)機(jī)，也可經(jīng)土質(zhì)改良后，使用土壓平衡盾構(gòu)機(jī)。

盾構(gòu)法施工-盾構(gòu)選型

01二、盾構(gòu)機(jī)選型方法

（3)

根據(jù)地下水壓選型

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