資源描述：
《盾構機的構造工作原理.ppt》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在PPT專區(qū)-天天文庫。
1、盾構機的構造與工作原理機械工程分公司 二○○九年三月內容一、盾構法隧道的起源及發(fā)展史二、盾構機的概述三、盾構法施工的特點及工藝流程四、盾構機的構造五、盾構機的工作原理一、盾構法隧道的起源及發(fā)展史1、國外盾構法隧道的起源及發(fā)展史1818年，法國的布魯諾爾(M.I.Brune1)從蛀蟲鉆孔得到啟示，最早提出了用盾構法建設隧道的設想，并在英國取得了專利。布魯諾爾注冊專利的盾構布魯諾爾構想的盾構機機械內部結構由不同的單元格組成，每一個單元格可容納一個工人獨立工作并對工人起到保護作用。采用的方法是將所有的單元格牢靠地裝在盾殼上。當時設計了兩種方法，一種是當一段隧道挖完
2、后，整個盾殼由液壓千斤頂借助后靠向前推進；另一種方法是每一個單元格能單獨地向前推進。第一種方法后來被采用，并得到了推廣應用，演變?yōu)槌墒斓亩軜嫹ù撕?，布魯諾爾逐步完善了盾構結構的機械系統(tǒng)，設計成用全斷面螺旋式開挖的封閉式盾殼，襯徹緊隨其后的方式。M.I.Brunel螺旋盾構，1818.1825年，他第一次在倫敦泰晤土河下開始用一個斷面高6.8m、寬11.4m，并由12個鄰接的框架組成的矩形盾構修建隧道。每一個框架分成3個艙，每一個艙里有一個工人，共有36個工人。此系統(tǒng)按照以下模式工作：首先，借助螺桿將鞍型框架壓入前方的土中。從上部撤除隧道工作面上的木料并掘土6
3、英寸，然后，隧道工作面重新用木料覆蓋并用螺桿支撐，緊接著盾構后部砌磚，把它作為整個機架的支座。第一條隧道施工的盾構機泰晤士河下的隧道工程施工期間遇到了許多困難，在經歷了五次以上的特大洪水后，直到1843年，經過18年施工，完成了全長458m的第一條盾構法隧道。1828年1月12日泰晤土河水涌入盾構機1830年，英國的羅德發(fā)明“氣壓法”輔助解決隧道涌水。1866年，莫爾頓申請“盾構”專利。盾構最初稱為小筒（cell）或圓筒（cylinder），在莫爾頓專利中第一次使用了“盾構”（shield）這一術語。1865年，英國的布朗首次采用圓形盾構和鑄鐵管片，1869
4、年用圓形盾構在泰吾士河下修建外徑2.2m的隧道。在地下水方面沒遇到什么困難。1874年，工程師格瑞海德發(fā)現在強滲水性的地層中很難用壓縮空氣支撐隧道工作面，因此開發(fā)了用液體支撐隧道工作面的盾構，通過液體流，以泥漿的形式出土。1886年，格瑞海德在倫敦地下施工中將壓縮空氣方法與盾構掘進相組合使用，在壓縮空氣條件下施工，標志著在承壓水地層中掘進隧道的一個重大進步，20世紀初，大多數隧道都是采用格瑞海德盾構法修建的。布魯諾爾發(fā)明盾構法之后的另一個技術進步是用機械開挖代替人工開挖。第一個機械化盾構專利是1876年英國人約翰·荻克英森·布倫敦和姬奧基·布倫敦申請的。這臺
5、盾構有一個由幾塊板構成的半球形的旋轉刀盤，開挖的土料落入徑向裝在刀盤上的料斗中，料斗將渣料轉運至膠帶輸送機上，再將它轉運到后面從盾構中運出，這一構想后來被用于修建地鐵隧道工程。1917年，日本引進盾構施工技術，是歐美國家以外第一個引進盾構法的國家。1963年，土壓平衡盾構首先由日本SatoKogyo公司開發(fā)出來。1963年SatoKogyo公司土壓平衡盾構1974年第一臺土壓平衡盾構在東京被采用。該盾構由日本制造商IHI（石川島播磨）設計，其外徑3.72m，掘進了1900m的主管線。在以后的年代里，很多廠商以土壓盾構、壓力保持盾構、軟泥盾構、土壤壓力盾構、泥
6、壓盾構等名稱生產了“土壓平衡盾構”。所有這些名稱的盾構都應有了同一種工法國際上稱為“土壓平衡系統(tǒng)”（EPBS）。1989年，日本最引人注目的泥水盾構隧道工程開工。東京灣海底隧道長10km，是世界最長公路專用海底隧道，用八臺直徑14.14m泥水加壓式盾構施工。日本東京灣海底隧道盾構機示意圖日本東京灣海底隧道泥水式盾構機1992年，日本研制成世界上第一臺三圓泥水加壓式盾構，并成功地用于大阪市地鐵7號線“商務公園站”車站工程施工。2、我國盾構機的發(fā)展歷程縱觀我國盾構法隧道的發(fā)展歷程，大體上可以分為三個階段：起步階段(20世紀60年代-80年代初)；平穩(wěn)發(fā)展階段(2
7、0世紀80年代中-2000年)；快速發(fā)展階段。（1）起步階段(20世紀60年代-80年代初)：1962年2月，我國上海市城建局隧道處開始塘橋試驗隧道工程。采用直徑4.16m的一臺普通敞胸盾構在兩種有代表性的地層下進行掘進試驗，用降水或氣壓來穩(wěn)定粉砂層及軟粘土地層。選用由螺栓連接的單層鋼筋混疑土管片作為隧道襯砌，環(huán)氧煤焦油作為接縫防水材料。試驗獲得成功，采集了大量盾構法隧道數據資料。（2）平穩(wěn)發(fā)展階段(20世紀80年代中-2000年)：這一時期，隨著改革開放和經濟發(fā)展，地鐵建設也由服務于戰(zhàn)備轉為服務于經濟發(fā)展。繼北京、天津修建地鐵外，上海、廣州也相繼修建了地鐵
8、工程。地鐵施工技術突破了原有淺埋明挖法的限制，盾構法
