盾構(gou)機(ji)(Shield Machine),是(shi)一種全(quan)封閉的隧道掘(jue)進(jin)(jin)設備,主要由掘(jue)進(jin)(jin)系(xi)統(tong)、同步注漿(jiang)系(xi)統(tong)、出渣系(xi)統(tong)、渣土(tu)改良系(xi)統(tong)、拼(pin)裝系(xi)統(tong)、密封系(xi)統(tong)、導向(xiang)系(xi)統(tong)等組成(cheng)，利用襯砌(qi)管片提供反力,不能連(lian)續(xu)掘(jue)進(jin)(jin)。隧道掘(jue)進(jin)(jin)機(ji)(Tunnel Boring Machine),簡稱TBM，硬巖掘(jue)進(jin)(jin)機(ji),部分封閉,圍(wei)巖暴露并可(ke)提供反作用力,可(ke)連(lian)續(xu)掘(jue)進(jin)(jin)。

"盾"——"防(fang)御、保護" ，指刀(dao)盤、盾殼；

"構(gou)"——"構(gou)筑(zhu)、修建"，即管(guan)片襯(chen)砌和注漿(jiang)；

按照開挖面平衡方(fang)式(shi)分為：

土壓平衡式，適用于各種土層、巖層等復合地(di)層 ；

泥(ni)水平衡式，適用于含(han)水砂(sha)層以及軟(ruan)流(liu)塑、流(liu)動(dong)性等軟(ruan)弱地層；對地面沉降要(yao)求高的項(xiang)目；

復合式，適應性更廣

按照直徑大小分為：

巨型盾構，大于(yu)12米；15.43、14.9米；

常規(gui)盾構(gou)，大于(yu)6米(mi)；6.28、6.34、6.68米(mi)；

微型(xing)盾構(gou)，小于3米。0.15到3米。

按照開挖面敞開程度分為：

全敞開式(shi)，手掘式(shi)、半機(ji)械(xie)式(shi)、機(ji)械(xie)式(shi)

半敞開(kai)式，半擠壓、全(quan)擠壓、網格式

全封(feng)閉式，土壓、泥水、復(fu)合式

按照斷面形式分為

圓形盾構

矩形盾構

異形盾構（雙圓(yuan)、三圓(yuan)、球形）

盾構法的應用案例

2000年9月，北(bei)京地鐵五號線雍和宮站至北(bei)新橋站區間首次采(cai)用(yong)盾構法施工。

2000年-2014年，高速(su)發(fa)展期。建成(cheng)運(yun)(yun)營(ying)17條(tiao)線路(lu)，總長527公里。日均客流約1000萬(wan)人次。是國內最繁忙的軌道交(jiao)通系統。根據線網規劃，2020年將(jiang)建成(cheng)30條(tiao)線路(lu)，運(yun)(yun)營(ying)里程超過1000公里。

1994年，上海延(yan)安東路(lu)南線隧道首次使用土壓平衡盾構機施工。

2003年(nian)上(shang)海隧道股(gu)份設計制(zhi)造(zao)第一臺國產盾構(gou)機。

截至2014年(nian)(nian)，共建成運營14條線(xian)路，總計525.2公(gong)里(li)。根據(ju)線(xian)網(wang)規(gui)劃，2017年(nian)(nian)總里(li)程(cheng)689公(gong)里(li)，2020年(nian)(nian)總里(li)程(cheng)808公(gong)里(li)。

1995-1999年1號線(xian)建成運營(ying)；首次引入盾(dun)構法進行隧道施工。

1999年以后，2、3、4號線大量采用盾構(gou)法隧道修建(jian)；2010年高峰期，75臺盾構(gou)同時掘進。

截至2014年，共有9條營運路(lu)線(xian)（1號(hao)(hao)線(xian)、2號(hao)(hao)線(xian)、3號(hao)(hao)線(xian)、4號(hao)(hao)線(xian)、5號(hao)(hao)線(xian)、6號(hao)(hao)線(xian)、8號(hao)(hao)線(xian)、廣(guang)佛線(xian)及(ji)APM線(xian)），總(zong)長為260.5公(gong)(gong)里(li)(li)。2017年底，將新建10條線(xian)路(lu)，260公(gong)(gong)里(li)(li)新線(xian)。總(zong)里(li)(li)程超(chao)過500公(gong)(gong)里(li)(li)。

國內目前地鐵已經開工的(de)共(gong)23個城(cheng)(cheng)市，國務(wu)院批準(zhun)的(de)有33個城(cheng)(cheng)市，國內地鐵建設趨勢由中心城(cheng)(cheng)區向四(si)周輻(fu)射，十二五期(qi)間將是地鐵建設發展(zhan)高潮期(qi)。

國內城市軌(gui)道交通建設(she)盾構工法的使用比(bi)例已經超(chao)過85%。

盾構(gou)法隧道施工(gong)工(gong)作原理

盾構(gou)機(ji)千斤頂利用已成型管片(pian)提供反力，向(xiang)前施加推力，利用刀盤旋轉(zhuan)切(qie)削(xue)掌子面土(tu)體（保(bao)持土(tu)倉壓力），通過(guo)螺旋輸送(song)機(ji)（管道）把渣土(tu)輸送(song)出來，拼(pin)裝機(ji)拼(pin)裝管片(pian)形(xing)成襯砌，管片(pian)背后同步注漿，形(xing)成永久(jiu)結構(gou)。

土壓平(ping)衡盾構機施(shi)工原理示意(yi)圖(tu)如下：

泥水盾構機工作原理示意圖如下：

盾構法隧(sui)道施工的(de)特點

地(di)下施工，必須面對復雜的地(di)質條(tiao)件和(he)敏感的地(di)面環(huan)境。所用(yong)設(she)備集成度高，技術含量高，對人的要(yao)求較(jiao)高。涉及(ji)的專業(ye)領(ling)域較(jiao)多，對復合型人才有較(jiao)多需求。

盾構法隧道施工的優點(dian)

高效率。機(ji)械化作業程度(du)(du)高，施(shi)工速(su)度(du)(du)快，采用預制管片襯砌(qi)，一次(ci)成型，施(shi)工質(zhi)量易于控制。經濟效率顯著(zhu)。高安全。施(shi)工作業環境(jing)好，施(shi)工人(ren)員安全得到有效保障(zhang)。對周圍環境(jing)影(ying)響(xiang)小，地表沉(chen)降易于控制。高適(shi)應(ying)。不(bu)影(ying)響(xiang)地面交通，不(bu)影(ying)響(xiang)航(hang)運通航(hang)，不(bu)受(shou)風雨等氣候條件(jian)影(ying)響(xiang)。不(bu)受(shou)地質(zhi)限(xian)制。

盾(dun)構法(fa)隧道施工總體流程

始發井（車站(zhan)(zhan)）交付使用→盾(dun)構(gou)(gou)(gou)托架(jia)就位(wei)→盾(dun)構(gou)(gou)(gou)機(ji)下井組裝、調試(shi)、驗收→初始掘(jue)進(jin)(jin)（L=80-100米(mi)）→負環拆除及其它調整（換裝）→正(zheng)常掘(jue)進(jin)(jin)→盾(dun)構(gou)(gou)(gou)機(ji)到(dao)達(da)中(zhong)間(jian)站(zhan)(zhan)→盾(dun)構(gou)(gou)(gou)機(ji)通過中(zhong)間(jian)站(zhan)(zhan)→盾(dun)構(gou)(gou)(gou)機(ji)再次(ci)(ci)組裝、調試(shi)、驗收→盾(dun)構(gou)(gou)(gou)機(ji)再次(ci)(ci)初始掘(jue)進(jin)(jin)→正(zheng)常掘(jue)進(jin)(jin)→盾(dun)構(gou)(gou)(gou)機(ji)到(dao)達(da)終點站(zhan)(zhan)→盾(dun)構(gou)(gou)(gou)機(ji)解體外運→隧道清理、管片修補(bu)、堵(du)漏→工(gong)程驗收。

局部流程

準備工作(zuo)（風、水、電(dian)、漿(jiang)液、渣車(che)、管片）→啟(qi)動(dong)(dong)液壓系統(tong) →啟(qi)動(dong)(dong)刀盤 →啟(qi)動(dong)(dong)次級渣土運輸系統(tong)（皮(pi)帶機(ji)）→啟(qi)動(dong)(dong)推進(jin)千斤頂(ding)→啟(qi)動(dong)(dong)首級渣土運輸系統(tong)（螺旋(xuan)機(ji)）→同步(bu)注漿(jiang)→停(ting)止掘(jue)進(jin)→安裝管片→準備下一(yi)環(huan)掘(jue)進(jin)。

開挖→出土→注漿→拼裝

掘進系統：

同步注漿系統：

出渣系統：

管片拼裝系統：

導向系統：

密封系統：

渣土改良系統：

風、水、電、氣系統：

盾構隧道管(guan)片(pian)襯砌(qi)構造示意圖(tu)：

盾構機的操作技術：

做(zuo)好操(cao)作(zuo)(zuo)(zuo)前的準備(bei)工作(zuo)(zuo)(zuo)。嚴(yan)格按操(cao)作(zuo)(zuo)(zuo)規程進行操(cao)作(zuo)(zuo)(zuo)。按照操(cao)作(zuo)(zuo)(zuo)指令的控制掘進參數(shu)(刀盤轉速(su)﹑扭矩﹑土倉壓力(li)﹑推(tui)力(li)﹑掘進速(su)度(du)﹑鉸接角度(du)﹑注(zhu)漿壓力(li)等)

對線路特點(dian)﹑工程地(di)質和地(di)面的環(huan)境狀況有充分(fen)認識。對異(yi)常(chang)情況要及時(shi)采取措施并上報