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盾构机:类型与发展史

时间:2023-06-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:盾构机根据其适用的土质及工作方式的不同主要分为压缩空气式、泥水式、土压平衡式地铁盾构机等不同类型。盾构机问世至今已有近180年的历史,其始于英国,发展于日本、德国。它使用地铁盾构机在地下掘进,在防止软基开挖面崩塌或保持开挖面稳定的同时,在机内安全地进行隧洞的开挖和衬砌作业。

盾构机:类型与发展史

盾构机是一种隧道掘进的专用工程机械,现代盾构掘进机集光、机、电、液、传感、信息技术于一体,具有开挖切削土体、输送土渣、拼装隧道衬砌、测量导向纠偏等功能,涉及地质、土木、机械、力学液压、电气、控制、测量等多门学科技术,而且要按照不同的地质进行“量体裁衣”式的设计制造,可靠性要求极高,广泛用于地铁铁路、公路、市政、水电等隧道工程。

盾构机根据其适用的土质及工作方式的不同主要分为压缩空气式、泥水式、土压平衡式地铁盾构机等不同类型。

泥水式盾构机是通过加压泥水或泥浆(通常为膨润土悬浮液)来稳定开挖面的,其刀盘后面有一个密封隔板,与开挖面之间形成泥水室,里面充满了泥浆。开挖土料与泥浆混合由泥浆泵输送到洞外分离厂,经分离后泥浆重复使用。

土压平衡式盾构机是把土料(必要时添加泡沫等对土壤进行改良)作为稳定开挖面的介质,刀盘后隔板与开挖面之间形成泥土室,刀盘旋转开挖使泥土料增加,再由螺旋输料器旋转将土料运出。泥土室内土压可由刀盘旋转开挖速度和螺旋输出料器出土量(旋转速度)进行调节。

盾构机问世至今已有近180年的历史,其始于英国,发展于日本德国。近30年来,通过对土压平衡式、泥水式盾构机中的关键技术,如盾构机的有效密封、确保开挖面的稳定、控制地表隆起及塌陷在规定范围之内、刀具的使用寿命以及在密封条件下的刀具更换,对一些恶劣地质如高水压条件的处理技术等方面的探索和研究解决,使盾构机有了很快的发展。(www.xing528.com)

据不完全统计,目前国外盾构机的主要制造厂有18家,集中在日本和欧美,如日本的三菱重工川崎重工、小松制作所、日立造船、石川岛播磨重工,德国的海瑞克公司、维尔特公司,美国的罗宾斯公司,加拿大的罗法特公司等。国内有成都南车隧道装备有限公司、中交天和机械设备制造有限公司、中国铁建重工集团有限公司、中铁隧道装备制造有限公司、上海隧道工程有限公司、北方重工集团有限公司等。各个厂家可以根据不同的地质条件和不同的工程对象,以及使用单位的不同要求,设计、生产出不同直径、不同类型以及有特殊要求的盾构机,以满足用户的需要,其工艺和设备先进。

盾构是城市地铁施工中一种重要的施工技术,是在地面下暗挖隧洞的一种施工方法。它使用地铁盾构机在地下掘进,在防止软基开挖面崩塌或保持开挖面稳定的同时,在机内安全地进行隧洞的开挖和衬砌作业。其施工过程需先在隧洞某段的一端开挖竖井或基坑,将地铁盾构机吊入安装(图6-29),地铁盾构机从竖井或基坑的墙壁开孔处开始掘进并沿设计洞线推进直至到达洞线中的另一竖井或隧洞的端点。

图6-29 盾构安装

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