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1、掘进机分类铁路隧道全断面岩石掘进机法技术指南系列讲（1）盾构，又称盾构掘进机，其定义为：用于土质隧道暗挖施工，具有金属外壳，壳内装有整机及部分辅助设备，在盾壳掩护下进行土体开挖、土碴排运、整机推进、管片拼装等作业，通过刀具切割土体，而使隧洞一次成形的机器。盾构演示动画14.87m土压平衡盾构土压平衡盾构是在刀盘和压力隔板之间建立压力土仓，使土仓内和螺旋输送器内充满开挖碴，依靠盾构千斤顶的推力给土仓内的开挖土砂加压，并作用于开挖面以使掌子面稳定。软稠度的粘质粉土、粉质粘土、淤泥质粉土和粉砂等粘稠土壤是最适合使用土压平衡式盾构机施工，它们在螺旋输送内被压缩成土塞，它的防水作用使土仓和螺旋输送器内部
2、产生的土压力，平衡了来自掌子面的水、土压力。土压平衡盾构在非粘透水性土层的掘进施工中，不能达到掌子面土压的的平衡。但可以通过注入泡沫进行改良处理。泡沫被加入挖出的土壤中并成为粒状结构的一部分。粒状结构中的气泡可以降低土浆密度，减小颗粒摩擦，由于粘着力的作用，使用适当的泡沫混合物，开挖的土料可以变得非常粘着，完全可以用带式输送机进行输送。泡沫的90%都是空气，它们在几天后就会全部逸出，可对开挖出土料储置或进一步利用，不需要复杂的分离设备。北京地铁广州地铁高雄地铁台湾地铁洛桑地铁新加坡地铁圣保罗地铁竖井巴塞罗那地铁世界上最大的土压平衡盾构世界上最大的土压平衡盾构西班牙马德里A30环城公路隧道使用世
3、界上最大的土压平衡盾构，刀盘直径15.2m，挖掘直径15.01m，采用管片衬砌，衬砌后内径是13.45m，混凝土管片环宽2m，分10片即9片标准块+1片封顶块。开挖地质为砂、粘土。地质为砂、粘土。15.2米该机最大特点是有两个刀盘并独立转动，装机功率分别是12,000kW和2,000kW。总扭矩125,268kNm，总推力为10,940kN，预计的日掘进速度为24m，外侧刀盘最大转速2rpm，中心刀盘3rpm。为了有控制挖掘和安全，盾构内部有三台螺旋输送机。两台螺旋输送机从外舱移除弃土到后方的皮带输送机，第三台是小型螺旋输送机清除中心刀盘的渣土。重量4，364t。价值4千万欧元。泥水平衡盾构机
4、泥水盾构工法是将一定浓度的泥浆，泵入泥水室中，随着刀盘切下来的土渣与地下水顺着刀槽流入开挖室中，泥水室中的泥浆浓度和压力逐渐增大，並平衡于开挖面的泥土压和水压，使开挖面保持相对稳定而不坍塌。只要控制进入泥水室的泥水量和渣土量与从泥水室中排出的泥浆量相平衡，开挖即可顺利进行。在复合式泥水盾构中膨润土悬浮液通过气垫对开挖面施加压力，从而实现支撑作用。受到气垫压力后的悬浮液不断调整液面高低，及时滿足或补充了掌子面可能发生突发塌坍等对膨润土液的需求，而这种调整又可达到较精确程度。为达到保持开挖稳定，必须要迅速而可靠地形成泥模，以使压力有效地作用于开挖面。为此，泥浆应具有以下特性：1、泥浆压力。保持泥浆
5、压力土压水压,这对防止地基变位有利，一般考虑予留压力为1020kPa。2、泥浆密度。最好能与开挖土体的密度相同，但大密度泥水会增大泵的负荷，也给泥水处理带來困难，故一般选定105%130%。3、泥浆含砂量。它直接影响泥膜形成的快慢，因为砂粒具有填堵土体孔隙的作用,所以砂粒粒径应比土体孔隙大且含量适中，因此对渗透系数大的砂质土、砂砾石层必须注意此点以加速泥膜的形成。4、泥浆的粘性。适合的粘度可以防止粘土、砂粒在开挖室内的沉积、可以将开挖下來的弃土以流体输送,对砂砾层其粘度参考值是50s左右。地面的泥水处理系统15.44m11.56m盾构机在法国巴黎螺旋机前门打开为土压平衡模式螺旋机前门打开为土压
6、平衡模式螺旋机前门关闭气垫式泥水加压螺旋机前门关闭气垫式泥水加压开敞式掘进机开敞式TBM在对付较完整、有一定自稳性的围岩时，能充分发挥出优势。特别是在硬岩、中硬岩掘进中，强大的支撑系统为刀盘提供了足够的推力；使用开敞式TBM施工可以直接观测到被开挖的岩面，从而方便对已开挖的隧道进行地质描述。由于开挖和支护分开进行，使开敞式TBM刀盘附近有足够的空间用来安装一些初期支护的设备如钢拱架安装器、锚杆钻机、超前钻机、喷射混凝土设备等，应用新奥法原理使这些辅助设备可及时地、有效地对不稳定围岩进行支护。开敞式TBM动画演示双护盾掘进机双护盾掘进机双护盾掘进机将开挖和衬砌同步完成，它在适应的地质条件下，创造
7、了TBM高速掘进的纪录，2000年一台4.92m双护盾机在山西引黄工程中创造1821.5m的最高月掘进纪录，使人们更多的看到TBM的优势。利用已安装的管片提供推力完成掘进，是护盾机可以在软弱围岩和破碎地层中掘进的基础，由于双护盾TBM在后盾上也设置了支撑靴，因此双护盾还具备了在较硬岩条件下，仍能为刀盘提供大推力进行硬岩的切削，从而增强了双护盾TBM的适用范围。双护盾掘进机动画演示双护盾模式掘进与安装管片双护盾模式换步双护盾模式再支撑双护盾模式再掘进与安装管片单护盾掘进模式（软岩模式）掘进单护盾掘进模式（软岩模式）换步（辅助推进油缸缩回）单护盾掘进模式（软岩模式）安装管片单护盾掘进模式（软岩模式）再掘进谢谢！
