第六章盾构法隧道结构 (2).ppt

第六章盾构法隧道结构
本讲稿第一页，共六十二页
盾构衬砌结构
本章介绍盾构构造和分类，盾构推进及衬砌拼装;
圆形衬砌构造、内力计算与管片结构设计，要求了解盾构隧道的功能和适用环境。
掌握圆形衬砌结构设计方法和构造要求。
本讲
闭胸
半挤压盾构
胸板局部开孔依赖盾构千斤顶推力土砂自然流入
软可塑的粘性土
全挤压盾构
胸板无孔、不进土
淤泥
半机械式
敞胸
反铲式盾构
手掘式盾构装上反铲挖土机
土质坚硬稳定开挖面能自立
辅助措施
旋转式盾构
同上，装上软岩掘进机
软岩
机械式
敞胸
旋转刀盘式盾构
单刀盘加面板多刀盘加面板
软岩
辅助措施
闭胸
局中气压盾构
面板和隔板间加气压
多水松软地层
不再另设辅助措施
泥水加压盾构
面板和隔板间加压力泥水
含水地层、冲积层、洪积层
辅助措施
土压平衡盾构（加水式、加泥式）
面板和隔板间充满土砂容积产生的压力与开挖面处的地层压力保持平衡
淤泥、淤泥混砂
辅助措施
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盾构几何尺寸的选定及盾构千斤顶推力计算
主要指盾构外径D和盾构长度L、盾构灵敏度L/D。
最小建筑空隙值x
x=mα=m
D=d+2(x+δ)
δ=+（D-4）
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2）盾构长度L
L=L0+L1+L2+L3
L0—盾尾长度；
L1—支承环长度；
L2—切口环长度；
L3—前檐长度。
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3）盾构灵敏度L/D
经验数值 :
小型盾构D=2~3m，L/D=
中型盾构D=3~6m, L/D=
大型盾构D=6~9m, L/D=
特大型盾构D＞12m, L/D=~
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4）盾构千斤顶推力计算
阻力包括：
盾构外表面与四周地层的摩阻力；
盾尾内壳与衬砌结构之间的摩阻力；
盾构切口部分刃口切入土层的阻力；
盾构切口环切入土层时的正面阻力；
开挖面正面支撑阻力；
以及盾构自重引起的阻力，纠偏时的阻力，局部气压或泥水压力，阻力板阻力等。
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日本盾构总推力经验公式
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表6-2
盾构总推力
隧道名称
直径
D(m)
长度
L(m)
灵敏度L/D
重量W(t)
盾构千斤顶（只数）
(104N)
盾壳厚度(mm)
附注
荷兰Vehicular



400
30
6000
70
美国林肯隧道



304
28
6440
63=
美Brooklyn-battery



315
28
6440
63=
美Queen-Midtown



28
5600
比Antwerpen



275
32
6400
70
Rotherhite



40
6700
原苏联莫斯科地铁



340
36
3500
中国上海打浦路隧道



400
40
8000
中国上海延安东路隧道



480
44
8800
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盾构推进及衬砌拼装
盾构推进
已建隧道所采用过的大直径盾构，大部分都属于手掘式敞胸盾构或闭胸挤压盾构，或者是两者兼有的盾构。
技术先进的泥水盾构或土压平衡盾构很少采用 。
本节将主要介绍在松软含水地层中采用手掘式敞胸盾构施工，辅以气压，人工井点降水及其它地层加固措施，盾构开挖掘进时的几种施工方法。
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1）人工井点降水加手工掘式敞胸盾构施工
人工井点降水 ，经济，适用于漏气量大的砂性土。
地下水位降低、疏干地层，增加土体强度，以保证开挖面稳定，盾构在地下水位以上通过，施工场地较干燥。
一般都采用喷射井点，深度曾用到27 m，使埋深为25 m的隧道能顺利开挖。
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具体过程 ：
（1）先借助盾构千斤顶使盾构推进，将切口环部分切入地层，然后在切口环保护下进行土体开挖与运输，这样对周围地层扰动较小。
（2）分层开挖，施工工具为普通手工工具或手持式风动工具。
（3）每环管片可分数次开挖和推进，盾构纠