专业性
责任心
高效率
科学性
全面性
第一节 国外盾构技术的发展
一、世界盾构技术的发展情况
盾构技术自1823年由布鲁诺尔首创于英国伦敦的泰晤土河的水底隧道工程以来，已有170余年的历史。在这170余年的风风雨雨中，经过几代人的努力，盾构法已从一种只能在极少数欧美发达国家中才见应用的特殊技术，发展成为在发达国家中极为普通，在发展中国家中亦逐渐得到应用的隧道施工技术。
据说最早发明盾构法的思路是来自发明者的一个有趣的发现，英国的布鲁诺尔发现船的木板中，有一种蛀虫钻出孔道，并用它自己分泌的液体覆涂在孔壁上。1818年布鲁诺尔在蛀虫钻孔的启示下，最早提出了用盾构法建设隧道的设想，并且在英国取得了该施工法的专利。1825年，布鲁诺尔用他自己的想法制成盾构，并第一次在泰晤士河施工了水底隧道。这条道路隧道的断面（11.4m×6.8m）相当大，施工中遇到了坍方和水淹，加上隧道的损坏，当时处于难于进展的状态，由于初始未能掌握控制泥水涌入隧道的方法，隧道施工中两次被淹，后来在东伦敦地下铁道公司的合作下，经过对盾构施工的改进，用气压辅助施工，花了18年的时间才于1843年完成了全长458m的第一条盾构法隧道。
1865年巴尔劳首次采用圆形盾构，并用铸铁管片作为地下隧道衬砌。1869年，他用圆形盾构在泰晤土河底下建成了外径为2.21m的隧道。在盾构穿越饱和含水地层时，施加压缩空气以防止涌水的气压法最先是在1830年由口切兰斯爵士（LordCochrance）发明的。1874年，在英国伦敦地下铁道南线的粘土和含水砂砾地层中建造内径为3.12m的隧道时，格雷塞德（HenryGreathead）（1844～1896）综合了以往所有盾构施工和气压法的技术特点，较完整地提出了气压盾构法的施工工艺，并且首创了在盾尾后面的衬砌外围环形空隙中压浆的施工方法，为盾构法发展起了重大的推动作用。1880～1890年间，在美国和加拿大间的圣克莱河下用盾构法建成一条直径6.4m，长1800余m的水底铁路隧道。二十世纪初，盾构施工法已在美、英、德、苏、法等国开始推广。30～40年代在这些国家已成功地使用盾构建成内径自3.0～9.5m的多条地下铁道及过河公路隧道。仅在美国纽约就采用气压法建成了19条重要的水底隧道，盾构施工的范围很广泛，有公路隧道、地下铁道、上下水道以及其他市政公用设施管道等。苏联40年代初开始使用直径为6.0～9.5m的盾构先后在莫斯科、列宁格勒等市修建地下铁道的区间隧道及车站。
从20世纪60年代起，盾构法在日本得到迅速发展，除了大量在东京、大阪、名古屋等城市的地下铁道建设中外，更多地是用在下水道等市政公用设施管道建设中。70年代，日本及联邦德国等国针对在城市建设区的松软含水地层中由于盾构施工所引起的地表沉陷、预制高精度钢筋混凝土衬砌和接缝防水等技术问题，研制了各种新型的衬砌和防水技术及局部气压式、泥水加压式和土压平衡式等新型盾构及相应的工艺和配套设备。
1993年建成的、连接英法两国的英吉利海峡隧道，全长48.5km，海底段长37.5km，隧道最深处在海平面下100m。这条隧道全部采用盾构法技术施工，英国一侧共用6台盾构，3台施工岸边段，3台施工海底段，施工海底段的盾构要向海峡中单向推进21.2km，与从法国侧向英国方向推来的盾构对接。法国侧共用6台盾构，2台施工岸边段，3台施工海底段。海峡隧道由2条外径8.6m的单线铁路隧道及1条外径为5.6m米的辅助隧道组成。由于海底段最大深度达100m，因此无论盾构机械还是预制钢筋混凝土管片衬砌结构均要承受10个大气压的水压力，又由于单向推进21.2km，盾构推进速度必须达到月进1000m的速度才能在3年左右的时间内完成，因此盾构的构造及其后续设备均须采用高质量的耐磨耗及腐蚀的材料。所以该隧道的修建标志着盾构技术的最新水平。
二、日本盾构技术的发展
1、盾构技术的引进和发展
在日本最初成功的盾构技术，是国铁关门海底隧道工程（1939～1944），在门司方的不良地基中上行线405m，下行线725m之中，是使用φ7.2m的人工挖掘式盾构机，兼用了气压施工法和化学药液注浆法进行了施工。通过这项工程，可以认为是确立了日本的盾构技术的技术。
是在1953年的关门公路隧道和1957年的帝都高速交通营团4号线永田町2工区中，使用的是顶板盾构，再有，是名古屋市的地下铁道觉王山隧道中，是兼用气压施工法的人工开挖盾构施工的。
在此以后，由于要面向1964年的东京奥林匹克的工程，随着经济的高度成长，要求城市设施建设工程急剧增加，建设工程有时也带来的公害明显化了。人工开挖式盾构技术的使用就此替代了以往的城市隧道中的明挖工法。在此时期内，伴随着盾构掘进，作为对付地下水的对策便是降水工法和气压工法，而作为对付地基沉降等的措施，则是兼用了化学药液注浆法等的辅助工法。
在普及盾构技术的同时，希望能开发在缩短工期、省力化、对付复杂地基等问题上的盾构技术，而机械式掘进盾构技术是在1963年大阪市上水道大淀输水管道（φ2.6m，长度227m）中，是首先使用的新的盾构。第二年在大阪市地下铁道工程中，使用了φ6.97m，掘进长度达668.4m大断面机械掘进式看构工法，各制造厂方、公司致力于机械掘进式盾构机的开发并推向实用化阶段。
2、密闭型盾构技术的开发
作为辅助工法的气压工法或者是化学注浆工法使用的结果，是可能发生缺氧事故，化学浆液为害事故或隧道内火灾事故。在摸索这些事故的对策之中，成为泥水式盾构和土压式盾构技术的先后诞生过程。
泥水式盾构的原理，是在1961年由法国卡姆诺培罗纳笃公司设想出来的，而在日本是用于1967年帝都高速交通营团地下铁道的9号线神田川工区主线工程的引水隧道（φ3.1m、长度312m）中使用过泥水盾构技术。泥水盾构技术是对原封不作改变的机械化盾构的切削刀盘部分，用隔墙密闭化、用压送泥水至开挖面上，而用排泥阀按流体方式输送掘削土碴的。作为大型隧道断面的使用，是在1969年，日本铁道建设公团京叶线的羽田隧道，在贯穿森崎运河工区中，采用了φ7.29m、长度为856m×2线路工程，曾引起国外有关人士的较大关注。
此外，在1974年由日本独自开发了土压式盾构。这种盾构技术，也还是在机械化盾构机的切削刀盘后面设置了隔墙，采用螺旋输送机进行排出土碴，将密闭舱内掘削土经混合搅拌机构搅拌成泥土化，是通过给予所规定的压力来求得开挖面的稳定。作为土压式盾构技术的改良型，是在切削器的密闭舱内注入添加材料（加泥材料、泥浆材料），开发了藉助搅拌叶轮的混合泥土加压式盾构技术，土压式盾构技术可能应用的范围逐渐地在扩展。泥土加压式盾构技术首先采用的是在1976年东京都水道局本地区的水管建设工程中。作为使所用的添加材料，是使用气泡、使得掘削土的流动性能和止水性能得以提高的气泡（泡沫）盾构技术。
泥水式和土压式等的密闭型盾构技术改善了施工坑道内的大气压力作业的环境，不再有漏气、缺氧等问题产生，也为谋求工程区域周围的环境保护得到保证，已成为今后盾构技术的主流了。
2、盾构技术的多样化
由于密闭型盾构技术的实用化，对于开挖面的稳定和地基沉降等对周边环境的影响变小了，盾构技术成为对付地下铁道、上下水道、电力通信、道路、地下河渠等大规模的隧道工程施工条件不利情况下施工的主力军。
此外，当进入到廿世纪八十年代的后半时期，成为对于这些隧道中对应的规模、形状、线形、自动化、省力化、降低成本等多种需要，开展了工程总承包商和制造商相互之间技术竞争的动力。
1）大断面化
在克服开挖面的稳定和物资、机械、材料组合的功效化课题，以φ14.14m的横贯东京湾道路为起点，所进行了大断面铁路、公路、地下河流等大直径隧道施工。
2）大深度化
由于城市中比较浅的地下空间皆为已设置的构筑物云集占据，要新建隧道必须变深，便成为要施工深度在下60～70m的隧道，要提高盾构机和管片的承压性，耐久性，乃是往大深度、高水压施工的必要具备的条件。
3）长距离化
在过分密集的市中心部分，对于难以保证竖井用地的情况下，通过对盾构机等功效的有效使用，把降低造价为目标，要求使用1台盾构机作长距离的掘进。在此情况下，成为盾构机的耐久性，切削刀头的更换技术，掘削土碴的处理设备，物资器材高速度输向开挖面的设备等课题。正在出现施工长度为6.5km的工程实绩。
4）隧道衬砌、地下对接技术
作为缩短工期、降低造价的技术开发之一，乃是开发了不使用预制管片衬砌块，而是在盾构中直接设置模板，在现场就地浇筑隧道衬砌的ECL工法。此种场合下，从两侧方向掘进而至的盾构机，作会在地层中进行盾构的接合技术，而开发发地层土冻结工法，MSD工法等项目。
三、欧洲盾构技术的发展
目前欧洲开始采用ECL（挤压混凝土衬砌施工法）技术代替传统的管片衬砌系统，在施工成本和衬砌质量方面都取得了良好的效果，这项技术在国内还没有应用。德国海瑞克公司和德国维尔特公司是欧洲的两大知名生产商，德国维尔特公司声8.8m敞开式掘进机，平均月进尺316m(纯作业时间达到40％左右)。
1、英国爱德蒙努尔公司盾构
沃林顿排污隧道的直径为2.87m。用膨润土泥水盾构开挖，施工中遇到的地质是砂层和砂岩层。由于分界面接近表层，所以开挖中遇到了粒径为500mm的中砾层。这就迫使工程师不得不对切削头进行多次改进，但对膨润土泥浆系统未作重大改动。不过，从隧道施工最大进尺每班(10h)6.7m以及地面沉降量(最大19mm)相对较小来看，这种系统具有较大的灵活性和安全性，可以对付各种难于处理的地层。
2、水力喷射盾构及工程应用
在汉堡哈尔堡排污隧道施工中，与泥水加压盾构法配合，采用了钢纤维混凝土衬砌(外层衬砌)技术(开挖隧道直径为3.55m)。
隧道直径一般都在3.6m和10.6m之间。若采用顶管法混凝土衬砌，隧道内径可以减小到2.5m；采用混凝土管片衬砌，内径最小为3m。隧道直径小使得与开挖面联系困难，开挖设备只能纵向布置，成本相对较高。为了满足泥水盾构在小直径隧道中施工，又开发一种简单的盾构，即水力喷射盾构。
水力喷射盾构机头于1980年首次在汉堡哈尔堡排污隧道工程中使用。这项工程包括若干竖井施工、一部分填方和挖方施工以及总长920m的内径1.5m和2.4m不等的几条隧道的开挖。这些隧道有一部分是上下相叠布置的，隧道外壁间距最小0.55m。上层隧道覆盖层小于它的开挖隧道直径。上层隧道为下水道(内径2.4m)。采用素混凝土管衬砌，开挖隧道直径为3m，为了防腐，排污隧道的内表面涂有一层聚酯材料。
这条排污隧道的支线长430m，开挖隧道直径1.9m，隧道底板离地面约8～10m，地下水水头为6～7m。隧道沿线的地层为密实的中砂层，局部为泥炭层。在隧道施工中，即未采取排水法也未采用压缩空气，因为隧道附近有建筑物，这两种措施对它都很敏感。最后，采用水力喷射盾构机头，并配合使用顶管法进行施工，每段混凝土管长3.3m，竖井底的顶进设备、中继顶进站及润滑装置与普通顶管设备都相同。
盾构的切削装置是在控制头内组装的，有三个喷嘴(直径22mm)，按12、4、8三个钟点的位置布置，喷嘴摆动范围为120°。喷嘴前端的机械保护装置上有一块弹簧片，碰上固体障碍物时会将喷嘴关上。喷嘴水流速度的变化可以从操作者的控制盘上反映出来。操作者只是在隧道内进行观测，若将控制盘的电缆接长，也可以在隧道外的地面上观测泥水的流速变化。
在这条隧道施工中，多数时间的进尺达到10m。其推进速度主要受混凝土管节安装速度的影响，而与切削装置的切削能力无关。施工中只是在局部地区观测到有较小的地面沉降(约5mm)。
随着泥水加压式盾构和水力喷射式盾构的进一步发展，直径小于1.0m的隧道也可用盾构开挖，操作人员还可以在隧道外工作。
用水和价格便宜的填料配制的支护液可以取代昂贵的膨润土泥浆。这是降低开挖成本的一种方法。施工中还发现，通过对系统进行改造，可以减少动力方面的耗资。
第二节 中国盾构技术的发展
一、盾构法施工技术在我国的发展
我国盾构法施工技术的应用可以追溯到1953年东北阜新煤矿用手掘式盾构修建直径为2.6m的疏水巷道，但是由于受这一时期我国经济技术的限制，盾构技术一直没有受到足够的重视，发展非常缓慢，应用也相当有限。直到进入20世纪90年代后，随着我国经济进入了良性发展的快车道，公路、铁路、水利建设和城市化进程等达到了前所未有的发展速度，对盾构的巨大市场需求大大超过了国内的盾构研制水平。20世纪90年代进行的几项重大工程所采用的盾构设备和施工技术基本都依赖进口，如：上海地铁1号线采用7台法国制造的土压平衡盾构；上海2号线除了使用1号线的7台盾构外，又新进口了两台盾构；延安东路复线隧道采用从日本引进的泥水式平衡盾构；广州地铁1号线也采用日本制造的土压平衡盾构。
1、网格挤压式盾构机的应用
1965年6月，上海地铁60工程区间隧道采用由隧道工程设计院设计、江南造船厂制造的2台φ5.8m网格挤压型盾构施工，总推力为3.724×104kN。隧道覆土约12m，掘进长度2×600m。盾构推进穿越的建筑物和地下管线均未受影响。1967年7月，地铁试验工程完成，这是我国首次采用盾构机施工地铁隧道。1967年3月，上海打浦路越江公路隧道采用φ10.2m网格挤压型盾构，掘进总长1324m。盾构总推力达7.84×104kN。盾构穿越地面以下深度为17~30m的淤泥质粘土层和粉砂层，在岸边段采用降水全出土、气压全出土和局部挤压方法施工，在江中段采用全气压局部挤压出土法施工。1970年以来，上海又用网格挤压盾构在长江边和海边建成了6条φ3.6~4.3m的排水及引水隧道。北京、江苏、浙江、福建等省市也用盾构法建造了各种不同用途的小直径隧道。
1983年，上海建设第2条黄浦江越江公路隧道——延安东路隧道。1476m圆形主隧道采用盾构掘进施工，其中500m穿越黄浦江底，500m穿越市中心区建筑密集群。为提高掘进速度和确保隧道沿线的构筑物安全，上海隧道公司自行设计研制了φ11.3m网格型水力出土盾构，这是在网格挤压型盾构基础上发展起来的新颖掘进机。网格上布有30扇可开启和关闭的液压闸门，具有调控开挖面进土部位、面积和进土量的作用，可辅助盾构纠偏和控制地面沉降。网格上还布设了20只钢弦式土压计，可随时监测开挖面部位土压值的变化，首次在盾构掘进过程中实现信息化施工。开挖面高压水冲切土体，并采用大型泥浆泵接力输送泥浆，自动计量装置控制出土量，实现掘进、出土运输自动化。衬砌拼装机的回旋装置首次采用了带制动器的大扭矩液压马达，起重量达5t，运转平衡。盾尾密封装置吸收国外新技术，采用三道钢丝刷，并注入自行研制的盾尾油脂，确保了盾尾密封。盾构推力由尾部周围48只油压千斤顶提供1.08×105kN推力，采用φ11.3m网格型水力出土盾构，顺利穿越江中段浅覆土层和浦西500m建筑密集区，保护了沿线的主要建筑物和地下管线。该盾构技术成果被评为国家科技进步二等奖和上海市科技进步一等奖。
2、土压平衡盾构机的开发和应用
1987年，上海隧道工程公司成立土压盾构攻关小组，在消化吸收国外土压平衡盾构机理和设计制造技术的基础上，研制了国内首台φ4.3m加泥式土压平衡盾构机。该机全部采用国产部件，由上海船厂制造，用于市南站过江电缆隧道。隧道总长度534m，在黄浦江底掘进，隧道埋深21~30m，穿越土层主要为砂质粉土。隧道掘进顺利解决了高水压情况下的密封和砂性土的加泥塑流技术难题，施工性能技术指标达到80年代国际先进水平，技术成果获90年国家科技进步一等奖。在掌握了国际先进的土压盾构技术以后的10余年间，隧道公司又陆续设计制造了10余台φ3.8~6.34m土压平衡盾构，用于取排水隧道和地铁隧道。1993年，制造了1台φ6.34m土压盾构，用于南京市夹江排水隧道工程，穿越粉砂地层，掘进长度1294m。
1990年，国务院批准上海地铁1号线开工建设，圆形隧道选用7台φ6.34m土压平衡盾构推进。第1台φ6.34m土压盾构于1991年6月始发推进，7台盾构掘进总长度17.374km，1993年2月全线贯通，掘进施工期仅20个月，每台盾构的月掘进长度达200~250m。掘进施工穿越市区建筑群、道路、地下管线等，地面沉降控制在+1cm~-3cm。1995年上海地铁2号线24km区间隧道开始掘进施工，地铁1号线工程所用的7台φ6.34m土压盾构经维修以后，继续用于2号线区间隧道掘进，同时又从法国FMT公司和上海的联合体购置2台土压盾构，加上上海隧道股份制造的1台土压盾构，共计10台土压盾构用于隧道施工，并从日本三菱重工引进4台φ6.14m土压平衡盾构。2000年开工兴建的地铁线二期区间隧道仍使用这10台φ6.34m土压平衡盾构施工。
2000年，广州地铁2号线工程海珠广场至江南新村3423m区间隧道选用2台φ6.14m复合型土压盾构掘进施工。地铁隧道要从珠江底穿越，埋深16~28m，掘进地层主要为全风化岩。2000年，北京地铁5号线工程进行区间隧道盾构掘进试验工程，引进1台土压平衡盾构机。南京地铁1号线区间隧道也选用3台土压平衡盾构机。
3、泥水加压平衡盾构的引进和开发应用
1994年，上海延安东路隧道南线1300m圆形主隧道施工引进日本三菱重工制造的φ11.22m泥水加压平衡盾构。该机具有自动化程度高、盾构掘进对周围地层影响小的优点。盾构穿越厂房、防汛墙、地下人行道、高层建筑十分安全，沉降量小于2cm。掘进速度一般为6m/d，最高达12m/d。广州地铁1号线工程于1996年引进2台φ6.14m泥水加压平衡盾构，掘进5852m。掘进地层为粉细砂、中砂、粗砂、粉质粘土和风化岩。上海隧道股份在消化吸收φ11.22m泥水平衡盾构基础上，基本掌握了泥水加压盾构的设计计算方法，并于1997年自行设计制造了1台φ2.2m泥水加压平衡顶管机，用于上海合流二期过江倒虹管隧道工程，在高水压的砂性地层中顺利掘进1220m，其技术成果达到国际先进，被评为1999年上海市科技进步二等奖。
5、异形盾构机的研究和应用
常用的盾构隧道掘进机为圆形，主要是圆形结构受力合理，施工摩阻力小，即使机头旋转也影响小。但是圆形隧道往往断面空间利用率低，尤其在人行地道和车行隧道工程中，矩形、椭圆形、马蹄形、双圆形和多圆形断面更为合理。日本在80年代开发应用了矩形隧道，在90年代开发应用了任意截面盾构和多圆盾构，并完成了多条人行隧道、公路隧道、铁路隧道、地铁隧道、排水隧道、市政共同沟隧道等，使异形盾构技术日益成熟，异形断面隧道工程日益增多。
上海隧道股份于1995年开始研究矩形隧道技术，1996年研制1台2.5m×2.5m可变网格矩形顶管掘进机，顶进矩形隧道60m，解决了推进轴线控制、纠偏技术、沉降控制、隧道结构等技术难题。1999年5月，上海地铁2号线陆家嘴车站过街人行地道采用1台3.8m×3.8m组合刀盘矩形顶管掘进机施工，掘进距离124m。近年来，上海隧道股份研究所开展了对双圆隧道和多圆隧道掘进工程的可行性研究，进行了双圆隧道结构的模拟试验，为我国异形隧道的发展做了技术储备工作。
二、我国盾构技术的发展
我国盾构技术研究开发始于50年代中期，迅速发展于90年代。从事此项研究的主要有上海隧道工程设计院、铁道部隧道局、首钢集团下属的重型机械公司、广重集团等单位。他们自行设计和开发了适用的盾构掘进机和相关的施工技术，制造了多种形式的盾构。如在90年代，已成功地研制了直径3.8~6.34m的土压平衡盾构掘进机10余台，用于地铁隧道、引排水隧道、电缆隧道工程，技术水平已接近国际先进，在隧道导向技术、监控技术方面的研究也达到了国际先进。但由于我国液压泵和阀件的加工制造水平与国外相比尚存在一定差距，在一些盾构掘进机中适量采用了国外的零部件。在直径1.2~3m的顶管掘进机方面，我国已经先后研制了先进的反铲顶管机、土压平衡顶管机和泥水加压顶管机，国内已完全有能力制造国产机械，替代进口设备。此外，上海还研制了国内第一台3.8m×3.8m组合刀盘土压平衡式矩形顶管机，完成了2条62m长的地下人行通道，使我国在异形盾构的开发研究方面挤入世界先进行列。在微型隧道掘进机方面，我国也已研制了直径600~800mm的中心螺杆出土顶管机、夯管顶管机和水平定向钻机等设备。
上海隧道工程有限公司研制成功我国首台具有自主知识产权的国产地铁盾构“先行号”，并在2004年底，投入到上海地铁工程的建设中。她从步履蹒跚到稳健推进，犹如中国地下施工装备制造业的发展缩影。具有自主创新能力的隧道股份，投入巨资打造中国国产盾构研发和生产基地的举措预示着：“洋盾构”在国内地下施工界一统天下的局面将被打破！
三、盾构技术在我国地下空间的利用和新发展
19世纪是桥的世纪，20世纪是高层的世纪，21世纪将是地下空间的世纪。，城市地下空间在加强城市功能，改善城市环境，实现城市集约化和可持续发展中将发挥越来越重要的作用。
有效开发和利用城市地下空间，最直接的益处是有利于节约城市用地，使地面空间得到松动，以增加绿地，改善环境质量，同时，还有利于减轻地面交通的负担，改善城市交通，加强城市防御战争和抗震、救灾等各方面的防护能力。而盾构机则是地下工程中的重要施工机构，在地下空间开发中起着举足轻重的作用。
盾构掘进速度比传统方法快4－10倍。盾构又叫全断面隧道掘进机，是隧道掘进机的一种。隧道掘进机主要分为两类，一类用于岩层，称作硬岩掘进机或TBM；另一类用于土层，需要一边挖掘一边形成保护层，也就是盾构。这两种掘进机均是集机、电、液、控于一体的大型工程机械，实现了隧道施工的工厂化。尤其是盾构，目前已广泛地应用于城市地铁隧道、市政公用隧道、越江越海交通隧道、水利电力隧道、铁路公路隧道工程建设中。
进入21世纪以来，我国各大城市掀起地铁建设的高潮。除北京、上海、广州等几个大城市外，我国拟建地铁的城市还有杭州、武汉、成都、重庆、沈阳、哈尔滨、西安、苏州等，已规划2010年前建设的线路约20条，长度约500公里，盾构机需求量约100台。这是一个约30亿元的市场。过去修建地铁，主要采取明挖的方法，直接从地面挖掘隧道，然而随着城市建设的发展，现在已经不允许这样做。而盾构具有速度快、质量好、完全、经济和有利于环境保护等优点，掘进速度也比传统方法快4到10倍。
第三节 盾构施工概况
一、盾构法的基本概念及其主要优点和不足
1、基本概念
盾构法是在地面下暗挖隧道的一种施工方法。当代城市建筑、公用设施和各种交通日益繁杂，市区明挖隧道施工，对城市生活的干扰问题日趋严重，特别在市区中心遇到隧道埋深较大，地质复杂的情况，若用明挖法建造隧道则很难实现。在这种条件下采用盾构法对城市地下铁道、上下水道、电力通讯、市政公用设施等各种隧道建设具有明显优点。此外，在建造穿越水域、沼泽地和山地的公路和铁路隧道或水工隧道中，盾构法也往往因它在特定条件下的经济合理性及技术方面的优势而得到采用。
2、主要优点
1）除竖井施工外，施工作业均在地下进行，噪音、振动引起的公害小，既不影响地面交通，又可减少对附近居民的噪音和振动影响。
2）盾构推进、出土、拼装衬砌等主要工序循环进行，施工易于管理，施工人员也较少，劳动强度低，生产效率高。
3）土方量外运较少。
4）穿越河道时不影响航运。
5）施工不受风雨等气候条件影响。
6）隧道的施工费用不受覆土量多少影响，适宜于建造覆土较深的隧道。在土质差水位高的地方建设埋深较大的隧道，盾构法有较好的技术经济优越性。
7）当隧道穿过河底或其他建筑物时，不影响施工。
8）只要设法使盾构的开挖面稳定，则隧道越深、地基越差、土中影响施工的埋设物等越多，与明挖法相比，经济上、施工、进度上越有利。
3、不足
1）当隧道曲线半径过小时，施工较为困难。
2）在陆地建造隧道时，如隧道覆土太浅，开挖面稳定甚为困难，甚至不能施工，而在水下时，如覆土太浅则盾构法施工不够安全，要确保一定厚度的覆土。
3）竖井中长期有噪声和振动，要有解决的措施。
4）盾构施工中采用全气压方法以疏干和稳定地层时，对劳动保护要求较高，施工条件差。
5）盾构法隧道上方一定范围内的地表沉陷尚难完全防止，特别在饱和含水松软的土层中，要采取严密的技术措施才能把沉陷限制在很小的限度内，目前还不能完全防止以盾构正上方为中心土层的地表沉降。
6）在饱和含水地层中，盾构法施工所用的拼装衬砌，对达到整体结构防水性的技术要求较高。
7）用气压施工时，在周围有发生缺氧和枯井的危险，必须采取相应的办法。
二、构成盾构法施工的主要内容及措施
构成盾构法施工的主要内容是先在隧道某段的一端建造竖井或基坑，以供盾构安装就位。盾构从竖井或基坑的墙壁开孔处出发，在地层中沿着设计轴线，向另一竖井或基坑的设计孔洞推进。盾构推进中所受到的地层阻力，通过盾构千斤顶传至盾构尾部已拼装的预制隧道衬砌结构，再传到竖井或基坑的后靠壁上，盾构是这种施工方法中最主要的独特的施工机具。它是一个能支承地层压力而又能在地层中推进的圆形或矩形或马蹄形等特殊形状的钢筒结构，在钢筒的前面设置各种类型的支撑和开挖土体的装置，在钢筒中段周圈内面安装顶进所需的千斤顶，钢筒尾部是具有一定空间的壳体，在盾尾内可以拼装一至二环预制的隧道衬砌环。盾构每推进一环距离，就在盾尾支护下拼装一环衬砌，并及时向紧靠盾尾后面的开挖坑道周边与衬砌环外周之间的空隙中压注足够的浆体，以防止隧道及地面下沉。在盾构推进过程中不断从开挖面排出适量的土方。
盾构法施工概图
1－盾构；2－盾构千斤顶；3－盾构正面网格；4－出土转盘；5－出土皮带运输机；6－管片拼装机；7－管片；8－压浆泵；9－压浆孔；10－出土机；11－由管片组成的隧道衬砌结构；12－在盾尾空隙的压浆；13－后盾管片；14－竖井。
使用盾构法，往往需要根据穿越土层的工程地质水文地质特点辅以其他施工技术措施。主要有：
1、疏干掘进土层中地下水的措施；
2、稳定地层、防止隧道及地面沉陷的土壤加固措施；
3、隧道衬砌的防水堵漏技术；
4、配合施工的监测技术；
5、气压施工中的劳动防护措施；
6、开挖土方的运输及处理方法等。
三、盾构法的适用范围
建造隧道的方法有多种多样，但是用盾构法建造地铁隧道却具有其独到之处。特别是在人口密集、交通繁忙的大城市中，盾构法是一种必不可少的施工方法。随着地下建筑物、地下管线、地下铁道的不断发展，在城市中建造地铁及其它地下结构物，将逐步深层化。盾构法施工的费用一般不受深度因素和覆土深浅的影响，该法适宜于建造覆土较深的隧道；在同等深层的条件下，盾构法与明挖法施工相比，较为经济合理。近年来，盾构有了较大的突破性改进，已由初期的气压手掘式盾构发展到最近的泥水加压盾构、土压平衡盾构、加泥式盾构等。日本从1955年起到1986年3月，30年间共制作盾构3000台左右。
由于盾构断面外径大者可达10多米，小者仅1米多，且盾构机械及辅助施工技术日臻完善，大大提高了其对各种困难条件的适应性。因而盾构可以穿越各种复杂工程，水文地质特性的地层，有广泛的适用范围。
1、大直径盾构的适用范围
直径10m左右的大型盾构多用于修建水底公路隧道和铁路隧道。
大型盾构还可以用于建造暗埋地铁车站。在苏联莫斯科用9～10m直径的盾构建成三条平行的车站隧道，在中间隧道与两侧隧道间修建通道形成三拱塔柱式车站，也可用盾构修建三拱立柱式车站。
在日本，用盾构建成的两条平行车站隧道，在两隧道之间修建通道，便形成眼镜形地下车站。
三拱塔柱式车站
三拱立柱式车站
在饱和含水松软地层中用盾构法修建地铁车站较用地下连续墙法费用高，故只有在地面不得开挖的条件下才以盾构法修建地铁车站。而在如苏联莫斯科寒武纪粘土等良好地质条件下，以盾构法修建较深地铁车站，则具有优越性。
眼镜式车站
2、中直径盾构的运用范围
直往为6m左右的中型盾构，适用于修建地下铁道的区间隧道。
3、小直径盾构的适用范围
3m直径左右的小型盾构，较多地用于引水、排水、电缆、通讯及其它市政公用设施综合管道的建设。
第四节 盾构隧道施工工程事故的原因与对策
一、盾构施工事故原因与分类
对近年来北京、上海、广东、台湾等地的盾构隧道施工事故进行统计分析，可以看出在本文中调查到的事故中结饼事故总事故的2％；闭塞事故5％；喷涌事故7％；开挖面失稳事故2％；地表发生较大沉降事故5％；渗漏水事故7％；坍塌事故6o％；其他事故12％。这些数据说明，在盾构隧道施工中，坍塌事故发生的次数最多，应引起足够的重视。
事故归类表
二、盾构施工事故对策分析
1、结饼
1）掘进时注泡沫剂，改善土体的和易性，预防粘土结块；
2）盾构刀盘在设计上应考虑对泥岩的切削功能，使刀盘尽少出现粘结堵塞，如果施工时对切削的土体进行适当处理，改善其特性，则粘结堵塞现象则会很少产生。如果土压舱确实发生堵塞缠连则需要人工清理；
3）在刀盘背面和土舱胸板上增设空心搅动棒，增加搅拌强度和范围，并且空心棒内还可以预留注水孑L，以便清洗刀盘和土舱；
4）空转刀盘，使泥饼在离心力的作用下脱落。
2、闭塞
为了消除伴随闭塞时的掘进障碍，降低掘进速度，同时将切削扭矩和推力降低。考虑地基土的影响，将后背压注的设定压力提高。使障碍物能容易排出的同时，防止开挖面坍塌。由于密闭舱内的障碍物是形成闭塞的原因。因此应将障碍物一一排出。为了排出障碍物，需要完全停止掘削时，可采用以下几种方案：
1）从人孑L进入到密闭舱内除去障碍物；
2）加固好开挖面前的地基土，将盾构机停留在加固体范围中，从盾构机侧面除去障碍物(存在埋设物和作业带的制约)；
3）在开挖面前筑工作井，牵行盾构机人内，从地面一侧除去障碍物(要增加费用和工期)。
3、喷涌
防止喷涌的工程对策如下所示：
1）关闭螺旋输送器情况下继续掘进，让切削下的土体挤出土舱内的水。采取这种措施时，要预防舱内压力过高，造成盾构前方隆起、冒浆以及盾尾被击穿等。
2）提前采用气压平衡模式掘进，但要预防漏气事件的发生。
3）加入高浓度泥浆或泡沫，改善土体的和易性，使土体中的颗粒和泥浆成为一整体。
4）盾构选型方面，螺旋输送器选择具有土塞效应的中轴式螺杆和简短式螺杆。
4、开挖面失稳
造成开挖面失稳的工程对策有以下几点：
1）施工单位控制好压力舱的应有压力，防止开挖面失稳；
2）使开挖下来的土砂具有塑性流动性，并使土砂确实充满压力舱内，同时还应使开挖下来的土砂具有止水性。
3）维持排土量和开挖量的平衡。
5、地表发生过大沉降
1）在发生沉降的地点，在沉陷范围派专人值班，负责人员、交通、建筑物的安全。
2）盾构关闭进土阀门，建立土压，所设的土压比所处位置的水土压力高0．2kg／em2，盾构停止掘进，用盾构上的超前注浆设备和注浆孔向地层注浆加固。不停地向管片背后注浆，并调整浆液配合比，使其具有足够的强度和快速凝结；
3）在沉陷范围内采用钻机进行地表注浆加固方法，增加地基的强度；
(4)增加沉降观测，及时反馈信息。
6、渗漏水
1）在治理过程中，坚持表里兼治、引堵结合。在地下结构逐步趋于稳定的过程中，加强观测，积累经验，摸索规律，已作出系统的治本措施。
2）对于集中渗漏区段，可利用回填注浆孔钻穿管片注入超细早强水泥和水溶性聚氨酯浆液。
3）区间混凝土管片存在的边、角缺损部位，可采用高强、快凝、粘结良好的修补材料，如NC聚合物快速修补剂。
7、坍塌事故
对类似的塌方事故，在初步分析问题的原因后，应该果断采取以下措施，以制止地表沉降扩大化，确保盾构机安全通过沉陷区域。
1）拦截塌陷四周的地表水，防止地下水进一步渗入隧道内，降低隧道内的涌水量。及时对塌孔进行回填，尤其是漏水VI处，回填密实，形成相对隔水层。
2）制好推进速度和出土速度，维持开挖面土压平衡，减少地表沉降量。
3）加大注浆量，确保地面沉降范围不再向前扩展。增加辅助添加剂量，改善土渣的和易性。
4）加强监控测量，特别是出土量和土仓压力，注浆量等参数，并及时根据监控数据调整掘进参数。
5）在掘进速度极其缓慢，刀盘推力、扭矩持续增加的情况下，可以考虑进行换刀。至于开挖面地下水和上覆土层的处理，可以从地面上采取搅拌桩(水泥一水玻璃双液浆)进行加固，割断砂层及水力联系。
8、其他事故
1）盾构隧道瓦斯爆炸事故防止对策：在具有瓦斯的地层中选择盾构通过的位置时，应尽量选择变化小较稳定的地层。特别在通过上层部分是透水性弱的粘性土，下面是砂层、砂砾层的地方时，因在砂层、砂砾层上部往往有游离瓦斯存在，需加强管理并慎重进行施工。
施工前进行周边工程实例调查，获取过去的瓦斯资料，同时收集周边既有地层调查资料，做出承压游离瓦斯积存地层的等高线图。钻探调查，对于确认滞水砂层、砂砾层圆弧形向上处和倾斜层顶部易于积存承压游离瓦斯，要引起注意。
结合盾构的掘进情况，加强风管吹出VI(压入VI)的管理，设备应具备充分的余力，要防止气体滞留就要注意加强局部通风和增加洞内风速，要保证风管在长距离时的通风量。在万一遇到承压游离瓦斯层时，不仅要考虑隧道的密封性，而且还要考虑瓦斯涌出时洞内的通风量。
2）隧道内中毒事故防止对策：在隧道防腐处理，特别是在喷锌作业后，要采取有效的措施消除施工区域氧化锌浓度。确保隧道内通排风措施到位。
一、盾构机的技术发展特点
盾构机由初期的手掘式发展到半机械式、全机械式，以及近30多年来高速发展的泥水式平衡盾构机和加泥式土压平衡盾构机等。现代盾构机已在自动控制、激光导向、液压传动、开挖面压力控制、壁后同步注浆、盾尾密封、管片拼装、计算机数据采集等方面得到很大发展。进入20世纪80年代后期，世界上又开发出既可用于软土地层又可用于岩石围岩的复合式盾构机；开发出可转任意角度的复合子母式盾构机。另外，盾构法隧道成型断面除圆形之外，多圆形、椭圆形、矩形及多室矩形也在实际工程中得到应用。当今世界盾构机的技术水平已发展到相当高的阶段。
当今盾构基本都是基于泥水平衡和土压平衡这两种模式，或是这两种模式的组合，或是这两种模式与开胸式组合，形成复合型盾构以适应地层条件多变的隧道施工的要求。
二、国内外盾构机的研发现状
1、国外
盾构机的发展一直与基础工业的发展和地下工程的实际需要密切相关，而且，不同时期的盾构关键技术都被这个时期工业发达的少数几个国家所掌握，如19世纪的英国、德国和20世纪的德、日、美、法等国。随着这些国家经济、科技的发展，大量地下工程投入建设，促使盾构技术取得了长足的发展。盾构掘进技术是液压技术、机电控制技术、测控技术、计算机技术、材料技术等各类技术水平的综合体现。180年来，盾构掘进技术一直随这些相关技术的发展而不断发展完善。现代高新技术的应用使得盾构掘进的地面沉降控制、推进速度控制、测控导向、自动衬砌等变得越来越容易。
现代盾构机较好地融合了盾构法的三要素，已经基本不需要围岩稳定处理和隧道的二次衬砌，在许多情况下盾构施工的综合施工成本比人工开挖施工低得多，而掘进速度高得多。为适合城市隧道需要的多样化，现已开发出超大断面盾构、多圆盾构、异形断面盾构、球体盾构等多种形式。对土压平衡技术也作了很多改进，气泡法和其它土质改性材料的开发使得土压平衡盾构的土质适用范围进一步拓宽，施工精度提高、成本降低。同时，盾构的自动化使施工安全和劳动环境、劳动强度大大改善。
2、国内
与其他国家盾构发展历程相似，我国的盾构发展也是与不同时期的经济、技术的发展相对应，是社会、经济发展的需要和各种相关技术水平的综合体现。但是，在20世纪90年代以后，随着我国经济进入了良性发展的快车道，公路、铁路、水利建设和城市化进程等达到了前所未有的发展速度，对盾构的巨大市场需求大大超过了国内的盾构研制水平。20世纪90年代进行的几项重大工程所采用的盾构设备和施工技术基本都依赖进口，如：上海地铁1号线采用7台法国制造的土压平衡盾构；上海2号线除了使用1号线的7台盾构外，又新进口了两台盾构；延安东路复线隧道采用从日本引进的泥水式平衡盾构；广州地铁1号线也采用日本制造的土压平衡盾构。
目前，国内许多企业虽然也开展了盾构设备的研制和相关技术的开发，如：上海隧道股份有限公司、铁道部隧道局、广重集团等单位自行设计和开发了适用的盾构机和相关的施工技术，制造了多种形式的盾构，但国产盾构仅能适用于周围环境要求不高和地质条件单一的地区，不适合建筑密集地区、管线复杂地区、地质条件复杂的地区。当环境要求高、破坏后治理费用大时，综合考虑费效比后，还是不得不花费大量外汇采用进口盾构。可以说，我国现代盾构掘进设备和技术的研制才刚刚起步，尚没有形成能针对不同地质条件和环境的要求设计、制造适用的盾构机的能力。
三、国内外盾构机的技术差距分析
国内研制的盾构掘进机与国外先进盾构掘进机相比存在以下几方面的差距：
1、地层稳定和地面沉降控制技术
由于环境保护和地面设施的制约，对隧道施工的施工质量和环境保护要求越来越高，地面沉降控制成了衡量现代盾构技术水平的关键技术之一。现代盾构控制地面沉降和减少对土体扰动的最基本和有效的方法是采用泥水平衡和土压平衡（包括加压，加泥水、泡末和其他土质改性剂）技术。我国现有的平衡式盾构都是通过预先设定土仓内压力值以达到稳定地层的目的，在施工工程中根据地表沉降情况再进行调整，是一种“滞后式”的土压纠正。由于开挖面上土层的原始应力比较复杂，这种预先设定与滞后调整的结果会使机头处的地面隆起或塌陷，所以地层稳定和地表沉降控制的效果在很大程度上取决于施工人员的经验，施工质量难以保证。国外先进的平衡式盾构，在土仓内都设置先进的土压传感器，配备实时反馈及调整的机、电、液与计算机控制系统，在通常情况下都能很好地保证地层稳定的效果。这是国、内外盾构技术所存在的主要差距。
2、结构设计技术
我国目前研制的盾构掘进机都是单体形式的，盾体是一个刚体，断面尺寸越大在运动方面限制也就越严格，给隧道的弯道设计和施工造成困难。另外，由于盾构断面全为一孔，所以即使建造距离很近的（1～5m）复线隧道，也必须分上行与下行两线进行独立施工，给地面设施拥挤的城市隧道的设计带来困难，分别施工的两隧道的相互干扰也给施工带来不利影响。国外盾构掘进机已出现可折曲的盾体和多体等形式解决曲率半径小的弯道施工和复线隧道的一次施工等问题。可以把盾体分成两到三截，转弯灵活；截面有眼镜形、三圆形、拱形、H＆V等多种形式。国外先进盾构除了转弯半径与爬坡方面的限制较小外，像H＆V型盾构，在掘进过程中，可作水平与竖向的灵活转动，形成空间相对位置多样的隧道。
3、刀盘刀具设计技术
从现有的盾构看，国内已经掌握基本的全断面切割刀盘技术，通常是在盾构机头部安装一个整体转动的圆盘，在上面布置若干刀头包括超挖刀头，转动方向固定，只能切割规则空间。在刀头刀盘的组合与刀头刀盘的运动分解上，缺少变化，在某些情况下，给盾构掘进机的转弯和爬坡等造成一定的麻烦。国外盾构出现了能有多种切割方向，可以伴随盾构机体位的改变而作相应调整的刀盘；并且实现了通过盾构掘进机刀具的切割方向和刀盘的分解组合生成多种异形空间（如矩形，椭圆形，眼镜形，扩大形等等）。另外，国内对刀具、刀盘的岩土适应性设计方面缺少完整的理论依据、系统的经验数据和可靠的实验装备，在刀具的可靠性和寿命方面存在一定的差距。
4、液压推进与导向技术
国内盾构所用土压探测与传感装置基本依赖进口，根据地表变形和运动轨迹进行实时反馈控制也基本没有应用。国外先进的盾构施工通常在开挖面与盾构周边必要的位置布置有各种监控点，采集盾构运行状态、土压和地层扰动等多种信号，这些信号和地表沉降信号一起输送给信号处理计算机，计算机分析这些数据后,发送液压系统控制信号，实现对盾构推进和导向的自动控制，基本可以实现无人化的精确操作。上海地铁1号线使用的法国盾构及延安东路复线隧道使用的日本盾构，都有先进的计算机信息处理与控制系统，既减少了人员劳动强度，又增加盾构机的工作效率与施工精度，通过实时数据分析处理、快速反馈、工程状态显示、实时控制，方便现场人员实时决策，达到信息化施工。
5、衬砌技术
目前国内盾构都是采用管片拼装系统将砼管片拼装成隧道衬砌，管片拼装系统由中心支撑回转机构、径向和水平移动液压缸等组成，虽然实现了管片移动的机械化，但是管片的对中、就位、拼装等基本还是靠人工作业，管片的拼装往往占用大量宝贵的掘进作业时间，直接影响施工进度和质量。日本已研制成功全自动化拼装系统，包括砼管片的输送、拼装机钳住管片、管片就位、管片接头螺栓的自动穿孔和拧紧等工序的自动化。目前欧洲和日本开始采用ECL（挤压混凝土衬砌施工法）技术代替传统的管片衬砌系统，在施工成本和衬砌质量方面都取得了良好的效果，这项技术在国内还没有应用。
6、防水和同步注浆技术
我国现有的盾构施工隧道管片衬砌中，主要采用环向与纵向膨胀橡胶防水，与国外相比，还没有发展采用土工防水布等技术。同步注浆技术是控制地层变形、地面沉降的重要措施，其关键是随着盾构的推进及时充分地充填盾壳外径与隧道衬砌外径之间的建筑空隙。目前有两种同步注浆系统：单液注浆和双液注浆系统。单液注浆系统较简单，但是浆液的性能要求较高很难配制合适的浆液。双液注浆由二套贮浆桶和注浆泵等组成，在出口处二管交叉喷出盾尾，即时硬化充填空隙，避免了单液注浆如果浆液凝结过快堵塞注浆系统并使充填不充分，凝结过慢又使隧道轴线变形和地面产生额外的沉降两难局面。单液同步注浆系统在国内已经研制成功，但是双液注浆系统和浆液仍然依赖进口。
7、系统集成技术
英、德、日、法、美等国，在长期的从实践到理论，再从理论到实践的反复探索过程中，形成了一套针对本国隧道地质条件的盾构设备设计理论、模拟试验方法和系统的经验数据，包括掘进机刀盘形式、刀具选型和布置、出土形式等；同时也逐渐形成了安装和调试的系统技术。几乎能针对所有的施工隧道地质条件设计、制造适用的盾构。这些国家还在进一步研制适用范围更广、开挖深度更深、技术自由度更大的技术。尤其是日本，依赖于盾构技术的发展，除了目前能用盾构开发出各种异形空间外，还提出大深度开发地下空间的种种构想，包括建造地下城市，深度常常达到地下百米以上。我国目前尚没有适合国情的适应性设计理论的指导，也没有系统的设计经验数据，系统的安装、调试技术也未完全掌握，所以国产盾构存在性能不稳定的现象，主要表现在：土层地质条件的适应能力差、地层扰动和地表沉降难以控制、可靠性低、自动化程度低。
四、盾构机的技术发展展望及最新发展趋势
国际盾构机发展趋势是向大、小两头发展：
盾构机技术水平的提高与工业发展和地下工程的实际需要密切相关。西方国家在实现工业化的过程中，逐渐掌握了设计和制造技术，而科学技术的进步和大量地下工程投入建设，使得这些技术日臻成熟。要提高技术水平，很重要的一条是技术人员要到现场去进行实际操作，从而积累经验。经验的积累形成数据库，就是技术。
西方国家的企业，在长期从实践到理论、再从理论到实践的反复探索过程中，逐渐形成了一套针对本国地质条件的设备设计理论、模拟试验方法和系统的经验数据，同时也形成了安装和调试的系统技术。现在国外企业已经做到了可以根据不同的地质情况设计出不同的盾构机。比如：上海地铁工程的地质软，主要是泥沙，所以盾构机主要是防水；北京的地质条件硬，所以盾构机主要是防坍塌。
盾构机在做“大”的同时，也在向“小”的方向发展。在“极限制造”概念的指导下，上世纪80年代以来，微型技术在一些发达国家普遍得到应用。用这种办法，不再需要在地面上安装“拉锁”，一切工作都在地下进行，包括在水下、桥下、建筑物下开挖、铺设、更换各种管道。近年来，西方国家的许多城市通过相关法律，不允许在市内采用明挖方法，从而进一步促进了微型机技术的发展。
第六节 盾构机的选型
一、盾构机的选型要考虑的因素
一般地讲，采用盾构施工的地层大都是复杂多变的，目前还没有一种万能的盾构适合于各种地质条件。实际上，在选定盾构时，不仅要考虑到地质条件，还要考虑到盾构的外径、隧道的长度、工程的施工程序、劳动力情况等，而且还要综合研究工程的施工环境、基地面积、施工引起对环境的影响程度等。选择盾构的种类一般要求掌握不同盾构的特征，表2和表3所列的是选定各种盾构时的基准，同时，还要逐个研究如下几个项目：
1、开挖面有无障碍物。
2、气压施工时开挖面能否自立稳定。
3、气压施工并用其它辅助施工法后开挖面能否稳定。
4、挤压推进，切削土加压推进中，开挖面能否自立稳定。
5、开挖面在加入水压、加泥压、泥水压作用下，能否自立稳定。
6、经济性。
盾构的选型一定要综合考虑各种因素，不仅是技术方面的，而且还有经济和社会方面的因素，才能最后确定采用何种盾构施工。
二、可选用的盾构与TBM型式
1、盾构类型
1）全开敞式盾构:手掘式盾构、半机械式盾构、机械式盾构；
2）半开敞式盾构:挤压式盾构；
3）闭胸式盾构：土压平衡盾构、泥水加压平衡盾构。
2、TBM类型
1）开敞式TBM一软硬地层均可；
2）护盾式TBM(半护盾式)一灵敏系数>1.0，调向困难;不能及时支护、易塌方。
3、TBM掘进的特点
1）开敞式TBM具有两大特点
（1）灵敏度高、长度/直径≤1，易精确调方向可在30mm内；
（2）能够及时对不良地层进行及时支护，时空效好，不易塌方。
该机型已被工程实践所证实。既适用于硬岩，很适用于软岩地层，已在大伙房供水工地87km长广应用。2005年评为国家科技进步二等奖。
2）双护盾、单护盾TBM具有以下缺点
（1）灵敏度低，很难精确快速调整到位；
（2）由于后盾较长，不易及时支护，易塌方，如台平林隧道;
（3）造价高，是开敞式TBM的1.3倍。
由于以上缺点，建议取消这种类型的TBM。
三、不同地层应选择不同类型的盾构
砂质土类自立性能较差的地层，应尽量使用密闭型的盾构施工。若为地下水较丰富且透水性较好的砂质土，则应优先考虑使用泥水平衡盾构；对粘性土，则可首先考虑土压平衡盾构。砂砾和软岩等强度较高的地层自立性能较好，应考虑半机械式或敞口机械式盾构施工。因在相同条件下，盾构复杂，操作困难，造价高，反之，盾构简单，制造使用方便，造价低。
针对地下水条件，若其压力值较高（大于0.1MPa），就应优先考虑使用密封型的盾构，以保证工程的安全，条件许可也可采用降水或气压等辅助方法。
对于砾径较小的地层，可以考虑各种盾构的使用。若砾径较大，除自立性能较好的地层可考虑采用手掘式或半机械式盾构外，－般应使用土压平衡盾构，若需采用泥水平衡盾构的话，须增加一个鳄式碎石机，在输出泥浆前，先将大石块粉碎。
免责申明：本文仅为中经纵横市场研究观点，不代表其他任何投资依据或执行标准等相关行为。如有其他问题，敬请来电垂询：4008099707。特此说明。
