StructuralDesignandConstruction inUrban Mass Transit开挖面稳定措猫斜坡切削轮支撑板自然支撑机械支撑压力舱壁及气闸压缩空气支撑沉漫瑞土一泥浆混合支撑液体螺旋输送机空气垫压缩空气土压平衡支撑液泥浆支撑五种士体支护方法和与之匹配的盾构类型
开挖面稳定措施 五种土体支护方法和与之匹配的盾构类型
Structural DesignandConstruction in UrbanMassTransit盾构机分类盾构的分类手摇式半机械式全开放式机械式网格式盾构部分开放式泥水+面板泥水式泥水+辐条一封闭式掘削土+面板土压式掘削土+辐条土压式掘削土+添加材+面板泥土式掘削土+添加材+福条泥土式掘削土+泥浆+面板泥浆式掘削土+泥浆+辐条
盾构机分类
Structural Design and Construction in Urban Mass Transit土压平衡盾构为了士压的平衡，防止地表的隆陷隧道开挖面由刀盘挖出的渣士来支撑。为了使其成为支撑介质，挖出的渣土应具有以下特性：高的可塑性；具有流动性，密度低；低的内摩擦；低的渗水性。如果开挖的泥士不具备以上特性，可刀盘验批拌胖片镀接千斤形状保持装量采用土体改良措施（如膨润土和泡沫）绿准动机添加材科喷出口中央淡拌洗置刀盘盾构千斤顶升隐染置
土压平衡盾构 为了土压的平衡，防止地表的隆陷， 隧道开挖面由刀盘挖出的渣土来支 撑。为了使其成为支撑介质，挖出 的渣土应具有以下特性： • 高的可塑性； • 具有流动性，密度低； • 低的内摩擦； • 低的渗水性。 如果开挖的泥土不具备以上特性，可 采用土体改良措施（如膨润土和泡沫）
StructuralDesignandConstructioninUrbanMassTransit泥水平盾构进浆管泥水仓·地面泥水处理排浆管。在刀盘的后方设置一道封闭隔板，隔板与刀盘间为泥水舱，把水、粘土、添加剂等混合而成的泥水（膨润土悬浮液），经输送管道压入泥水舱，盾构机推进系统推进时，推进力经泥水传递到掘削面的土体上泥水渗透到土体中，形成渗透系数很小的泥膜，减小开控面的压力损失，防止开控面变形和崩塌德国式的在泥水舱中设置了气压舱，便于人工正面控制泥水压力，构造简单：日本式的泥水密封舱中全是泥水，要有一套自动控制泥水平衡的装置。通过出浆管，将渣士带出地面，滤清后重复利用，进浆比重1.05~1.25，出浆比重1.1~1.4；还有粘度的要求气仓底部有碎石机，以粉碎大石块
泥水平衡盾构 • 在刀盘的后方设置一道封闭隔板，隔板与刀盘间为泥水舱，把水、粘土、添加剂等 混合而成的泥水（膨润土悬浮液），经输送管道压入泥水舱，盾构机推进系统推进 时，推进力经泥水传递到掘削面的土体上 • 泥水渗透到土体中，形成渗透系数很小的泥膜，减小开挖面的压力损失，防止开挖 面变形和崩塌 • 德国式的在泥水舱中设置了气压舱，便于人工正面控制泥水压力，构造简单；日本 式的泥水密封舱中全是泥水，要有一套自动控制泥水平衡的装置。 • 通过出浆管，将渣土带出地面，滤清后重复利用， • 进浆比重1.05~1.25，出浆比重1.1~1.4；还有粘度的要求 • 气仓底部有碎石机，以粉碎大石块 泥水仓 进浆管 排浆管 • 地面泥水处理
Structural Design and Construction in Urban Mass Transit土压、泥水盾构对比土压、泥水盾构综合对比表项目土压平衡盾构泥水平衡盾构稳定开挖面保持土压压力，维持开挖面土体稳定有压泥水能保持开挖面地层稳定地质条件适应性在砂性土等透水性地层中要有土体改良的特殊措施无需特殊士体改良措施，有循环的泥水即能适应各种地层靠泥水在开挖面形成泥膜抵抗水土压力，更能适应高水压地抵抗水土压力靠泥土的不透水性在螺旋机内形成土塞效应抵抗水土压力层地表沉降控制保持土仓压力、控制推进速度、维持切削量与土量平衡控制泥浆质量、压力及推进速度、保持送排泥量的动态平衡洞内的出渣使用泥浆泵这种流体形式出渣，效率高用机车牵引渣车进行运输，有门吊提升出渣，效率低渣土处理直接外运需要进行泥水处理系统分离处理由于泥浆的作用，土层对盾壳的阻力小，盾构推进力比土压盾构推力土层对盾壳的阻力大，盾构推进力比泥水平衡盾构大平衡盾构小切削面及土仓中充满泥水，对刀具、刀盘起到润滑冷却作用刀盘与开挖面的摩擦大，土仓中土渣与添加材料搅拌阻力，摩擦阻力与土压平衡盾构相比要小，泥浆搅拌阻力小，相刀盘大，故其刀盘的寿命比泥水平衡盾构要短，刀盘驱动扭转对土压平衡而言，其刀具、刀盘的寿命要长，辅助工作少，比泥水平衡盾构大故效率比主压平衡盾构高开挖土的输送随着掘进距离的增加、其施工效率也降低、掘削下来的渣土转换成泥水通过管道输送，并且施工性能良掘进效率辅助工作多好，辅助工作少，故效率比土压平衡盾构高隧道内环境需矿车运送渣土，渣土有可能撤落，相对而言，环境较差采用流体输送方式出渣，不需要矿车，隧洞内施工环境良好渣土呈泥状，无需进行任何处理即可运输，所在地面面积施工场地在施工场面需配置必要的泥水处理系统，占地面积大小经济性只需要出渣矿车和配套的门吊，整套设备购置费用低需要泥水处理系统，整套设备购置费用高
土压、泥水盾构对比 项目 土压平衡盾构 泥水平衡盾构 稳定开挖面 保持土压压力，维持开挖面土体稳定 有压泥水能保持开挖面地层稳定 地质条件适应性 在砂性土等透水性地层中要有土体改良的特殊措施 无需特殊土体改良措施，有循环的泥水即能适应各种地层 抵抗水土压力 靠泥土的不透水性在螺旋机内形成土塞效应抵抗水土压力 靠泥水在开挖面形成泥膜抵抗水土压力，更能适应高水压地 层 地表沉降控制 保持土仓压力、控制推进速度、维持切削量与土量平衡 控制泥浆质量、压力及推进速度、保持送排泥量的动态平衡 洞内的出渣 用机车牵引渣车进行运输，有门吊提升出渣，效率低 使用泥浆泵这种流体形式出渣，效率高 渣土处理 直接外运 需要进行泥水处理系统分离处理 盾构推力 土层对盾壳的阻力大，盾构推进力比泥水平衡盾构大 由于泥浆的作用，土层对盾壳的阻力小，盾构推进力比土压 平衡盾构小 刀盘 刀盘与开挖面的摩擦大，土仓中土渣与添加材料搅拌阻力 大，故其刀盘的寿命比泥水平衡盾构要短，刀盘驱动扭转 比泥水平衡盾构大 切削面及土仓中充满泥水，对刀具、刀盘起到润滑冷却作用 ，摩擦阻力与土压平衡盾构相比要小，泥浆搅拌阻力小，相 对土压平衡而言，其刀具、刀盘的寿命要长，辅助工作少， 故效率比土压平衡盾构高 掘进效率 开挖土的输送随着掘进距离的增加、其施工效率也降低、 辅助工作多 掘削下来的渣土转换成泥水通过管道输送，并且施工性能良 好，辅助工作少，故效率比土压平衡盾构高 隧道内环境 需矿车运送渣土，渣土有可能撒落，相对而言，环境较差 采用流体输送方式出渣，不需要矿车，隧洞内施工环境良好 施工场地 渣土呈泥状，无需进行任何处理即可运输，所在地面面积 小 在施工场面需配置必要的泥水处理系统，占地面积大 经济性 只需要出渣矿车和配套的门吊，整套设备购置费用低 需要泥水处理系统，整套设备购置费用高 土压、泥水盾构综合对比表