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盾构机功能介绍及应用技术培训 2017年3月 全断面隧道掘进机 发展历史及分类 目 录 目 录 第一部分：全断面隧道掘进机发展历史 第二部分：全断面隧道掘进机的分类 第三部分：中国隧道掘进机(盾构)技术的发展与应用 第四部分：中国TBM/盾构技术展望 第一部分：全断面隧道掘进机发展历史 一、什么是全断面隧道掘进机 ？ 全断面隧道掘进机是集机、光、电、液、传感、 信息技术于一体的大型全断面隧道施工机械， 是隧道的工厂化作业，英文称做（Full Face） Tunnel Boring Machine，故又称为“TBM”。 第一部分：全断面隧道掘进机发展历史 一、什么是全断面隧道掘进机 第一部分：全断面隧道掘进机发展历史 钻爆法隧道施工 悬臂掘进机隧道施工 第一部分：全断面隧道掘进机发展历史 与钻爆法隧道施工相比，TBM施工有以下优点: （1）作业人员少，掘进速度高 （2）成洞质量好，无超欠挖现象 （3）施工安全 （4）施工过程是连续的，实现隧道施工“工厂化” 作业 （5）洞内粉尘、有害气体含量低，改善了劳动条 件 （6）操作容易实现集中、远程、自动和无线控制 第一部分：全断面隧道掘进机发展历史 扩挖机隧道施工 第一部分：全断面隧道掘进机发展历史 二、隧道掘进机的发展历史 Ø从1818年法国人brunel(布鲁尔)首先开发出手 掘盾构应用于泰晤士河公路隧道，盾构的发展有 接近200年的历史。 ６．７８ ｍ ４３ １１． ｍ 第一部分：全断面隧道掘进机发展历史 盾构工法的诞生 • 1818年： 法国人工程师 M.I. Brunel 发明（专利 ） • 1823年： TEMS河(泰晤士河) 底公路隧道计划 • 1825年：开工（塌方，停工） • 1834年：再次上马 • 1841年：贯通 • 1843年：使用 第一部分：全断面隧道掘进机发展历史 Ｍ．Ｉ．Ｂｒｕｎｅｌ 申请的盾构专利图 第一部分：全断面隧道掘进机发展历史 Ｍ．Ｉ．Ｂｒｕｎｅｌ设计的在泰晤士河底施工的盾构 第一部分：全断面隧道掘进机发展历史 泰晤士河底隧道 第一部分：全断面隧道掘进机发展历史 Maus的隧道机械 “片山 机”(mountain- slicer)，虽然 没有经过实践检 验，但却是公认 的第一台硬岩掘 进机TBM。 Ø 硬岩掘进机(TBM)是在1846年由意大利人Maus(毛瑟)发明的。 第一部分：全断面隧道掘进机发展历史 Ø1881年波蒙特开发了 压缩空气式TBM，并成 功应用于英吉利海峡隧 道直径为2.1m的勘探导 坑，共掘进了3英里多 管片 盾构 地基 开 挖 面 第一部分：全断面隧道掘进机发展历史 Ø1914年　 美国.克利夫兰使用 钢筋混凝土管片成功 第一部分：全断面隧道掘进机发展历史 Ø1931年　 首次莫斯科地铁工 程中使用英制和苏 制盾构施工，由于 渗水采用了化学注 浆、冻结法，在第 五次工程中使用莫 斯科盾构 第一部分：全断面隧道掘进机发展历史 Ø美国罗宾斯（ Robbins）公司自1952 年开发制造出了现代意 义上的第1台软岩TBM后 ，1956年又研制成功中 硬岩TBM.从此，TBM进 入了快速发展时期。 第一部分：全断面隧道掘进机发展历史 Ø1991年日本新干 线隧道项目中三菱 公司的开胸式盾构 盾构外径：　9920＊10700ｍｍ 第一部分：全断面隧道掘进机发展历史 Ø1995年日本地铁 项目中三菱公司的 三圆泥水盾构。 盾构外径　：８８４６×１７４４０ｍｍ 第一部分：全断面隧道掘进机发展历史 盾构外径：5420×7950mm Ø1996年日本建设 省共同沟工事项目 中三菱公司的异型 （方形）土压平衡 盾构 第一部分：全断面隧道掘进机发展历史 刀盘翻转180度 Ø1996年 三菱公司日本横滨污水隧道Φ 9.45m 泥水式球铰盾构盾构 （隧道长度：4.4km） 年代 特征 第一代 (1818～1880年） Brunel的盾构 Greathead和Barlow的盾构 第二代 (1880～1960年） 机械式盾构/TBM 气压式盾构开挖面的稳定 城市盾构工法 第三代 (1960～1980年） 闭胸式盾构 泥水式，土压式 第四代 (1980～） 大断面，大深度，长距离，高速化 断面的多样化；MF盾构(多圆)，DOT盾构(双圆) 自由断面，扩大断面盾构，球体盾构 第一部分：全断面隧道掘进机发展历史 盾构法的历史表 目 录 目 录 第一部分：全断面隧道掘进机发展历史 第二部分：全断面隧道掘进机的分类 第三部分：中国隧道掘进机(盾构)技术的发展与应用 第四部分：中国TBM/盾构技术展望 第二部分：全断面隧道掘进机的分类 ØTBM/盾构按适应地质情