盾構機的原理種類(lèi)
盾構機,全名叫盾構隧道掘進(jìn)機,是一種隧道掘進(jìn)的專(zhuān)用工程機械,現代盾構掘進(jìn)機集光、機、電、液、傳感、信息技術(shù)于一體,具有開(kāi)挖切削土體、輸送土碴、拼裝隧道襯砌、測量導向糾偏等功能,涉及地質(zhì)、土木、機械、力學(xué)、液壓、電氣、控制、測量等多門(mén)學(xué)科技術(shù),而且要按照不同的地質(zhì)進(jìn)行“量體裁衣”式的設計制造,可靠性要求極高。盾構掘進(jìn)機已廣泛用于地鐵、鐵路、公路、市政、水電等隧道工程。
敞開(kāi)式手掘式及半機械式盾構均為半敞開(kāi)式開(kāi)挖,這種方法適于地地質(zhì)條件較好,開(kāi)挖面在掘進(jìn)中能維持穩定或在有輔助措施是能維持穩定的情況,其開(kāi)挖一般是從頂部開(kāi)始逐層向下挖掘。若土層較差,還可借用千斤頂加撐板對開(kāi)挖面進(jìn)行臨時(shí)支撐。采用敞開(kāi)式開(kāi)挖,處理孤立障礙物、糾偏、超挖均為其它方式容易。為盡量減少對地層的擾動(dòng),要適當控制超挖量與暴露時(shí)間。
機械切削式指與盾構直徑相仿的全斷面旋轉切削刀盤(pán)開(kāi)挖方式。根據地質(zhì)條件的好壞,大刀盤(pán)可分為刀架間無(wú)封板及有封板兩種。刀架間無(wú)封板適用于土質(zhì)較好的條件。大刀盤(pán)開(kāi)挖方式,在彎道施工或糾偏是不如敞開(kāi)式開(kāi)挖便于超挖。此外,清除障礙物也不如敞開(kāi)式開(kāi)挖。使用大刀盤(pán)的盾構,機械構造復雜,消耗動(dòng)力較大。
網(wǎng)格式采用網(wǎng)格式開(kāi)挖,開(kāi)挖面由網(wǎng)格梁與格板分成許多格子。開(kāi)挖面的支撐作用是由土的粘聚力和網(wǎng)格厚度范圍內的阻力而產(chǎn)生的。當盾構推進(jìn)時(shí),整體就從格子里擠出來(lái)。根據土的性質(zhì),調節網(wǎng)格的開(kāi)孔面積。采用網(wǎng)格式開(kāi)挖時(shí),在所有千斤頂縮回后,會(huì )產(chǎn)生較大的盾構后退現象,導致地表沉降,因此,在施工務(wù)必采取有效措施,防止盾構后退。
擠壓式全擠壓式和局部擠壓式開(kāi)挖,由于不出土或只部分出土,對地層有較大的擾動(dòng),在施工軸線(xiàn)時(shí),應盡量避開(kāi)地面建筑物。局部擠壓式施工時(shí),要精心控制出土量,以減少和控制地表變形。全擠壓式施工時(shí),盾構把四周一定范圍內的土體擠密實(shí)。
