盾构机的构造工作原理

盾构机的构造工作原理

盾构机的构造与工作原理机械工程分公司 二○○九年三月

盾构机的构造工作原理

内容一、盾构法隧道的起源及发展史 二、盾构机的概述 三、盾构法施工的特点及工艺流程 四、盾构机的构造 五、盾构机的工作原理

盾构机的构造工作原理

一、盾构法隧道的起源及发展史

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1、国外盾构法隧道的起源及发展史

1818 年，法国的布鲁诺尔 (M.I.Brune1) 从 蛀虫钻孔得到启示，最早提出了用盾构法 建设隧道的设想，并在英国取得了专利。

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布鲁诺尔注册专利的盾构

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布鲁诺尔构想的盾构机机械内部结构由不 同的单元格组成，每一个单元格可容纳一 个工人独立工作并对工人起到保护作用。 采用的方法是将所有的单元格牢靠地装在 盾壳上。

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当时设计了两种方法，一种是当一段隧道 挖完后，整个盾壳由液压千斤顶借助后靠 向前推进；另一种方法是每一个单元格能 单独地向前推进。 第一种方法后来被采用，并得到了推广应 用，演变为成熟的盾构法

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此后，布鲁诺尔逐步完善了盾构结构的机 械系统，设计成用全断面螺旋式开挖的封 闭式盾壳，衬彻紧随其后的方式。

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M.I.Brunel 螺旋盾构，1818

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. 1825 年，他第一次在伦敦泰晤土河下开始 用一个断面高 6.8m 、宽11.4m,并由12 个邻 接的框架组成的矩形盾构修建隧道。每一 个框架分成3个舱，每一个舱里有一个工人 ，共有36个工人。

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此系统按照以下模式工作： 首先，借助螺杆将鞍型框架压入前方的土 中。从上部撤除隧道工作面上的木料并掘 土6英寸，然后，隧道工作面重新用木料覆 盖并用螺杆支撑，紧接着盾构后部砌砖， 把它作为整个机架的支座。

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第一条隧道施工的盾构机

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泰晤士河下的隧道工程施工期间遇到了许 多困难，在经历了五次以上的特大洪水后 ，直到1843年，经过18年施工，完成了全 长458m的第一条盾构法隧道。

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1828年1月12日泰晤土河水涌入盾构机

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1830年，英国的罗德发明“气压法”辅助 解决隧道涌水。 1866年，莫尔顿申请“盾构”专利。盾构最初 称为小筒(cell)或圆筒(cylinder),在莫 尔顿专利中第一次使用了“盾构”(shield) 这一术语。

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1865年，英国的布朗首次采用圆形盾构和铸 铁管片，1869年用圆形盾构在泰吾士河下修 建外径2.2m的隧道。在地下水方面没遇到什 么困难。