盾构机功能介绍及应用技术培训.pptx

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1、盾构机功能介绍及应用技术培训2017年3月全断面隧道掘进机发展历史及分类目 录目 录第一部分：全断面隧道掘进机发展历史第二部分：全断面隧道掘进机的分类第三部分：中国隧道掘进机(盾构)技术的发展与应用第四部分：中国TBM/盾构技术展望第一部分：全断面隧道掘进机发展历史一、什么是全断面隧道掘进机？全断面隧道掘进机是集机、光、电、液、传感、信息技术于一体的大型全断面隧道施工机械，是隧道的工厂化作业，英文称做（Full Face）Tunnel BoringMachine，故又称为“TBM”。第一部分：全断面隧道掘进机发展历史一、什么是全断面隧道掘进机第一部分：全断面隧道掘进机发展历史钻爆法隧道施工悬臂

2、掘进机隧道施工第一部分：全断面隧道掘进机发展历史与钻爆法隧道施工相比，TBM施工有以下优点:（1）作业人员少，掘进速度高（2）成洞质量好，无超欠挖现象（3）施工安全（4）施工过程是连续的，实现隧道施工“工厂化”作业（5）洞内粉尘、有害气体含量低，改善了劳动条件（6）操作容易实现集中、远程、自动和无线控制第一部分：全断面隧道掘进机发展历史扩挖机隧道施工第一部分：全断面隧道掘进机发展历史二、隧道掘进机的发展历史 从1818年法国人brunel(布鲁尔)首先开发出手掘盾构应用于泰晤士河公路隧道，盾构的发展有接近200年的历史。第一部分：全断面隧道掘进机发展历史盾构工法的诞生 1818年：法国人工程师

3、M.I.Brunel 发明（专利）1823年：TEMS河(泰晤士河)底公路隧道计划 1825年：开工（塌方，停工）1834年：再次上马 1841年：贯通 1843年：使用第一部分：全断面隧道掘进机发展历史 申请的盾构专利图第一部分：全断面隧道掘进机发展历史设计的在泰晤士河底施工的盾构第一部分：全断面隧道掘进机发展历史泰晤士河底隧道第一部分：全断面隧道掘进机发展历史Maus的隧道机械“片山机”(mountain-slicer)，虽然没有经过实践检验，但却是公认的第一台硬岩掘进机TBM。硬岩掘进机(TBM)是在1846年由意大利人Maus(毛瑟)发明的。第一部分：全断面隧道掘进机发展历史 1881

4、年波蒙特开发了压缩空气式TBM，并成功应用于英吉利海峡隧道直径为2.1m的勘探导坑，共掘进了3英里多管片盾构地基开挖面第一部分：全断面隧道掘进机发展历史 1914年美国.克利夫兰使用钢筋混凝土管片成功第一部分：全断面隧道掘进机发展历史 1931年首次莫斯科地铁工程中使用英制和苏制盾构施工，由于渗水采用了化学注浆、冻结法，在第五次工程中使用莫斯科盾构第一部分：全断面隧道掘进机发展历史 美国罗宾斯（Robbins）公司自1952年开发制造出了现代意义上的第1台软岩TBM后，1956年又研制成功中硬岩TBM.从此，TBM进入了快速发展时期。第一部分：全断面隧道掘进机发展历史 1991年日本新干线隧道

5、项目中三菱公司的开胸式盾构盾构外径：992010700第一部分：全断面隧道掘进机发展历史 1995年日本地铁项目中三菱公司的三圆泥水盾构。盾构外径：第一部分：全断面隧道掘进机发展历史盾构外径：54207950mm 1996年日本建设省共同沟工事项目中三菱公司的异型（方形）土压平衡盾构第一部分：全断面隧道掘进机发展历史刀盘翻转180度 1996年三菱公司日本横滨污水隧道9.45m 泥水式球铰盾构盾构（隧道长度：4.4km）年代特征第一代(18181880年）Brunel的盾构Greathead和Barlow的盾构第二代(18801960年）机械式盾构/TBM气压式盾构开挖面的稳定城市盾构工法第三

6、代(19601980年）闭胸式盾构泥水式，土压式第四代(1980）大断面，大深度，长距离，高速化断面的多样化；MF盾构(多圆)，DOT盾构(双圆)自由断面，扩大断面盾构，球体盾构第一部分：全断面隧道掘进机发展历史盾构法的历史表目 录目 录第一部分：全断面隧道掘进机发展历史第二部分：全断面隧道掘进机的分类第三部分：中国隧道掘进机(盾构)技术的发展与应用第四部分：中国TBM/盾构技术展望第二部分：全断面隧道掘进机的分类 TBM/盾构按适应地质情况分类(三菱)TBM/盾构按结构形式分类 TBM/盾构按直径/施工方式分类 TBM/盾构按适应地质情况及结构形式分类手挖式盲式机械式半机械式土压平衡式泥水平

7、衡式气垫泥水平衡式复合刀盘式硬岩盾构第二部分：全断面隧道掘进机的分类TBM/盾构按适应地质情况分类第二部分：全断面隧道掘进机的分类TBM/盾构按结构形式分类子母盾构第二部分：全断面隧道掘进机的分类TBM/盾构按结构形式分类球铰盾构第二部分：全断面隧道掘进机的分类TBM/盾构按结构形式分类双圆盾构第二部分：全断面隧道掘进机的分类TBM/盾构按结构形式分类三圆盾构四圆盾构第二部分：全断面隧道掘进机的分类TBM/盾构按结构形式分类方形盾构异形盾构第二部分：全断面隧道掘进机的分类TBM/盾构按直径/施工方式分类微型盾构/顶管（.2m）第二部分：全断面隧道掘进机的分类TBM/盾构按直径/施工方式分类微型

8、盾构/顶管（.2m）第二部分：全断面隧道掘进机的分类顶管工作原理第二部分：全断面隧道掘进机的分类顶管工作原理第二部分：全断面隧道掘进机的分类顶管工作原理First Jacking Pipe in place.第二部分：全断面隧道掘进机的分类顶管工作原理Jacking Cylinders Push.第二部分：全断面隧道掘进机的分类顶管工作原理Jacking Cylinders Retract forSecond Jacking Pipe.第二部分：全断面隧道掘进机的分类顶管工作原理Second Jacking Pipe in Place.第二部分：全断面隧道掘进机的分类顶管工作原理第二部分：全断

9、面隧道掘进机的分类TBM/盾构按直径/施工方式分类开胸式盾构第二部分：全断面隧道掘进机的分类TBM/盾构按直径/施工方式分类开胸式盾构第二部分：全断面隧道掘进机的分类TBM/盾构按直径/施工方式分类敞开模式封闭模式土压平衡模式双模式盾构机（敞开土压）第二部分：全断面隧道掘进机的分类TBM/盾构按适应地质情况及结构形式分类第二部分：全断面隧道掘进机的分类开敞式硬岩掘进机(一)主梁式硬岩掘进机第二部分：全断面隧道掘进机的分类开敞式硬岩掘进机(二)凯式硬岩掘进机第二部分：全断面隧道掘进机的分类凯式硬岩掘进机换步原理第二部分：全断面隧道掘进机的分类第二部分：全断面隧道掘进机的分类第二部分：全断面隧道掘

10、进机的分类第二部分：全断面隧道掘进机的分类单护盾硬岩掘进机第二部分：全断面隧道掘进机的分类单护盾硬岩掘进机结构第二部分：全断面隧道掘进机的分类第二部分：全断面隧道掘进机的分类双护盾硬岩掘进机第二部分：全断面隧道掘进机的分类双护盾硬岩掘进机结构第二部分：全断面隧道掘进机的分类双护盾掘进模式(硬岩模式)1.掘进与安装管片2.换步3.再支撑4.再掘进与安装管片第二部分：全断面隧道掘进机的分类1.掘进2.换步(辅助推进油缸缩回)3.安装管片4.再掘进单护盾掘进模式(软岩模式)第二部分：全断面隧道掘进机的分类第二部分：全断面隧道掘进机的分类泥水加压平衡式盾构机泥水式泥水舱进浆管排浆管刀盘第二部分：全断面

11、隧道掘进机的分类泥水加压平衡式盾构机气垫式排浆管进浆管空气压缩机自动阀气垫舱泥水舱地 层刀盘进浆管排浆管浆液液位传感器气垫舱进浆管压缩空气浆液渗透区第二部分：全断面隧道掘进机的分类气垫控制与泥水平衡控制对比效果第二部分：全断面隧道掘进机的分类第二部分：全断面隧道掘进机的分类第二部分：全断面隧道掘进机的分类土压平衡盾构机第二部分：全断面隧道掘进机的分类目 录目 录第一部分：全断面隧道掘进机发展历史第二部分：全断面隧道掘进机的分类第四部分：中国盾构技术展望第三部分：中国隧道掘进机(盾构)技术的发展与应用第三部分：中国隧道掘进机（盾构）技术的发展与应用1、1950年初，在辽宁阜新煤矿使用手掘式盾构修

12、建疏水巷道工程2、1957年的北京市下水道工程中进行过小口径盾构工法的尝试。3、60年代，为了修建北京地铁，也有过研究盾构施工技术，并成功地进行了试验。60年代北京地铁用盾构试验第三部分：中国隧道掘进机（盾构）技术的发展与应用4、60年代在北京进行了1:500的盾构挤压混凝土衬砌的模拟试验盾构压缩混凝土衬砌模拟试验第三部分：中国隧道掘进机（盾构）技术的发展与应用5、上海地区软土地基盾构发展历史第三部分：中国隧道掘进机（盾构）技术的发展与应用6、1966年采用10.22m网格挤压式盾构修建打浦路过江隧道工程打浦路直径10.2m网格挤压型盾构掘进机第三部分：中国隧道掘进机（盾构）技术的发展与应用7

13、、1988年建成的11.3m的延安东路过江隧道等都是应用盾构技术在软土地层施工成功延安东路直径11.3m网格型水力出土盾构掘进机第三部分：中国隧道掘进机（盾构）技术的发展与应用翔殷路盾构8、2003年6月，当时中国最大的盾构法隧道翔殷路开工，采用直径为11.58m的超大型泥水平衡盾构掘进9、上海上中路隧道工程盾构直径达14.87m第三部分：中国隧道掘进机（盾构）技术的发展与应用10、中国国家863计划支持，上海隧道股份机械公司、中铁隧道装备制造有限公司以及中国铁建重工集团隧道装备公司研制出了有自主知识产权的盾构机第三部分：中国隧道掘进机（盾构）技术的发展与应用11、中国用开敞式硬岩掘进机修建铁

14、路隧道TB880E修建的秦岭18.4km铁路隧道第三部分：中国隧道掘进机（盾构）技术的发展与应用秦岭18.4km铁路隧道第三部分：中国隧道掘进机（盾构）技术的发展与应用安康至南京磨沟岭铁路隧道(开敞式硬岩掘进机)第三部分：中国隧道掘进机（盾构）技术的发展与应用12、中国的江（海）底隧道南水北调工程中线建造了穿越黄河河底的引水隧道(8.8m)重庆主城越江排水隧道(6.7m泥水式盾构)城陵矶西气东输越江隧道(3.185m泥水盾构)武汉长江公路隧道（长江第一隧道）(11.38m泥水盾构)上海崇明越江隧道(15.43m泥水盾构)三江口西气东输越江隧道(4.3m泥水盾构)上海上中路越江隧道(14.87m

15、泥水盾构)南京长江越江隧道(14.96m泥水盾构)第三部分：中国隧道掘进机（盾构）技术的发展与应用武汉长江公路隧道（长江第一隧道）第三部分：中国隧道掘进机（盾构）技术的发展与应用上中路隧道上海崇明越江隧道第三部分：中国隧道掘进机（盾构）技术的发展与应用南京长江越江隧道目 录目 录第一部分：全断面隧道掘进机发展历史第二部分：全断面隧道掘进机的分类第三部分：中国隧道掘进机(盾构)技术的发展与应用第四部分：中国TBM/盾构技术展望第四部分：中国TBM/盾构技术展望1、世界盾构技术正朝着大断面化、工程的大深度化、长距离化、高速化发展，施工技术也越来越成熟，越来越多样化。2、在中国大量的城市隧道工程在大

16、量工程实践中积累了丰富的经验。在21世纪盾构工法将会更加多种多样，我们应当完善当前已问世的新工法、新工艺的技术细节，使之提高成熟；加速TBM/盾构工法的自动化进程；推出崭新概念的工法、工艺、材料。第四部分：中国TBM/盾构技术展望3、我们应当看到我国的TBM/盾构技术还存在着许多不足之处，应当多注重原有技术的改造，解决现在工程中的难题，引进概念全新的新技术。4、针对每一地区不同的地质特征找到合适的TBM/盾构机类型和相应的施工方法。第四部分：中国TBM/盾构技术展望5、中国将有大量隧道需要建设，投资巨大，市场广阔。我国盾构隧道技术的使用和研发起步较晚，与国外相比，不仅在刀具、刀盘、轴承密封、盾尾密封、液压系统及自动化控制等方面存在着较大的差距，而且在设计、施工、管理等诸多领域须向国外学习。对我们盾构隧道技术工作者来说既是机遇也是极大的挑战。第四部分：中国TBM/盾构技术展望6、我国幅员辽阔，工程地质水文条件复杂，不仅在TBM/盾构国产化的过程中，可能会遇到技术及政策、法规等方面的困难。相信，我们能够克服各种困难，为世界盾构技术的发展增添新的力量。结束 THE END 谢谢各位！