3.2.1盾构施工造成地表稳定性的问题 15

3.2.2深圳地铁7号线地质特征引起的滚刀问题 16

3.2.3深圳地铁7号线地质特征引起的施工问题 17

4．盾构选型 17

4.1盾构选型的主要步骤 17

4.2盾构选型的方法 19

4.2.1根据底层的渗透系数进行选型 19

4.2.2根据地层的颗粒级配进行选型 19

4.2.3根据地下水压进行选型 20

4.2.4盾构选型时必须考虑的特殊因素 20

5. 主要技术参数计算 21

5.1 理论分析 21

5.2 施工的数值模拟 21

5.3盾构机主要技术参数计算 22

5.3.1盾构推力 22

5.3.2扭矩设计 23

5.4 盾构参数表 23

6．总结 27

致谢 28

参考文献 28

附录1 30

附录2 37

1 盾构工法的分类及应用

1.1 盾构机概述

盾构机又称为全断面隧道掘进机。盾构机是由机、电、光、气、水、液、信息等组成的可以完成掘进、出渣、衬砌等隧道开挖工作的大型装备。盾构机包含五大系统：盾构外壳、开挖系统、掘进系统、管片拼装系统、控制系统，与土木、机械、液压、电气、控制、测量等诸多学科存在密切的联系。面对不同的施工区域，要根据当地的工程地质情况进行有针对性的设计制造，可靠性要求高。使用盾构机修建隧道时开挖、衬砌更加安全，隧道的掘进速度有了大幅提升，也就间接的缩短了施工周期。盾构机的掘进、出土、拼装衬砌等过程都是全自动化作业，降低了劳动强度。在施工期间，工程进度不会因为季节、风雨等气候条件而延长，也不会产生噪音和扰动，不影响地面交通和地下管线等设施的正常使用。在含水量高、稳定性不好的地层中修建较长、较大的隧道时，往往具有技术和经济方面的优势。但从施工费用等方面来看，盾构施工造价昂贵，且在富水松软地层中地表沉降难以控制等缺点。盾构机对地质的正对性极强，在机械施工中，把在土质隧道中采用的设备称之为盾构机，而把在岩质隧道施工中的设备称为掘进机或TBM。由于机械制造技术的快速发展，这种区分越来越不明显，因此目前多把掘进机和盾构一并称为盾构掘井机。TBM和盾构分别如图1.1和1.2。

图1.1 岩石掘进机（TBM）

图1.2 凤凰号盾构机

盾构机的是一个圆筒形的钢构件，沿着已经规划好的隧道轴线对土壤挖掘和推进，然后进行管片拼装，完成隧道修建。盾构机的护盾就是圆柱壳组件的壳。具有对已经挖掘但还没有衬砌的隧道临时支撑的作用，并承受周围土体的压力和地下水压。也将地下水挡在护盾的外面。盾构机的刀盘表面装有切割开挖面土体的刀具，刀盘在旋转液压马达的驱动下对土体进行旋转切割。在盾构机液压推进油缸的配合下，把盾构机向前推进。盾构机向前持续向前掘进，被刀盘切削下来的渣土先入泥土舱，泥土舱内的渣土通过螺旋输送机排送到传送带上，通过传送带将渣土运输到渣土车的土箱中，由渣土车运出隧道。

刀盘切削下来的渣土会在泥土仓和螺旋输送机上的有一定的聚集，刀盘切削下来的新鲜的渣土进入泥土舱时阻力就会变大，随之在泥土舱内就产生了土压力。泥土仓内土压力的作用是保持开挖面的稳定，当土压力与地下水的水压力以及开挖面的土压力相平衡时，开挖面就可以保持稳定，开挖面上方也不会出现塌陷等现象。当盾构机向前掘进了一个管片的长度以后，就要进行衬砌和管片拼装工作，使隧道一次成型。图2.3为盾构机工作原理，,图2.4为盾构法施工现场图。

图1.3 盾构机工作原理

图1.4 盾构法施工现场图

1.2盾构机分类

盾构机的种类有很多，根据不同的参照标准，有不同的分类方法。可根据盾构切削断面的形状进行分类。可根据盾构本身构造的特点、尺寸的大小、功能进行分类。可根据挖掘土体的方法进行分类。可根据掘削面的挡土形式进行分类。可根据稳定掘削面的加压方式进行分类。可根据施工方法进行分类。可根据适用土质的状况进行分类等多种方式分类。本文按盾构不同的工作原理进行分类。