盾构机,全名叫盾构地道掘进机,是一种地道掘进的公用工程机器,现代盾构掘进机集光、机、电、液、传感、信息技巧于一体,存在开挖切削土体、输送土碴、拼装地道衬砌、测量导向纠偏等功能,涉及地质、土木、机器、力学、液压、电气、把持、测量等多门学科技巧,并且要按照差其余地质停止“因地制宜”式的计划制造,坚固性请求极高。盾构掘进机已广泛用于地铁、铁路、公路、市政、水电等地道工程。 用盾构机停止隧洞施工存在主动化程度高、节俭人力、施工速度快、一次成洞、不受景象影响、开挖时可把持空中沉降、增加对空中制作物的影响跟在水下开挖时不影响水面交通等特点,在隧洞洞线较长、埋深较大年夜的情况下,用盾构机施工更为经济公道。 盾构机的基本任务道理就是一个圆柱体的钢组件沿隧洞轴线边向前推动边对泥土停止发掘。该圆柱体组件的壳体即护盾,它对发掘出的还未衬砌的隧洞段起着常设文撑的感化,承受四周土层的压力,偶然还承受地下水压以及将地下水挡在表面。发掘、排土、衬砌等功课在护盾的保护下停止。 据懂得,采取盾构法施工的掘进量占首都地铁施工总量的45%,现在共有17台盾构机为地铁建立效力。固然盾构机本钱昂扬,但可将地铁暗挖功能进步8到10倍,并且在施工过程中,空中上不必大年夜面积拆迁,不阻建交通,施工无乐音,空中不沉降,不影响住平易近的正常生活。不过,大年夜型盾构机技巧附加值高、制造工艺复杂,国际上只有西欧跟日本的多少家企业可能研制出产。 盾构机根据任务道理一般分为手掘式盾构,挤压式盾构,半机器式盾构(部分气压、全局气压),机器式盾构(开胸式切削盾构,气压式盾构,泥水加压盾构,土压均衡盾构,混淆型盾构,异型盾构)。 泥水式盾构机是经由过程加压泥水或泥浆(平日为膨润土悬浮液)来牢固开挖面,其刀盘前面有一个密封隔板,与开挖面之间构成泥水室,表面充斥了泥浆,开挖土料与泥浆混淆由泥浆泵输送到洞外分别厂,经分别后泥浆反复利用。土压均衡式盾构机是把土料(须要时增加泡沫等对泥土停止改进)作为牢固开挖面的介质,刀盘后隔板与开挖面之间构成泥土室,刀回扭转开挖使泥土料增加,再由螺旋输料器扭转将土料运出,泥土室内土压可由刀回扭转开挖速度跟螺旋输出料器出土量(扭转速度)停止调理。 根据盾构机差其余分类,盾构开挖方法可分为:关闭式、机器切削式、网格局跟挤压式等。为了增加盾构施工对地层的扰动,可先借助千斤顶驱动盾构使其瘦语贯入土层,然后在瘦语内停止土体开挖与运输。 a.关闭式开挖 手掘式及半机器式盾构均为半关闭式开挖,这种方法适于地地质前提较好,开挖面在掘进中能保持牢固或在有帮助办法是能保持牢固的情况,其开挖一般是从顶部开端逐层向下发掘。若土层较差,还可借用千斤顶加撑板对开挖面停止常设支撑。采取关闭式开挖,处理孤破妨碍物、纠偏、超挖均为其余方法轻易。为尽管增加对地层的扰动,要恰当把持超挖量与裸露时光。 b.机器切削式开挖 指与盾构直径相仿的全断面扭转切削刀盘开挖方法。根据地质前提的好坏,大年夜刀盘可分为刀架间无封板及有封板两种。刀架间无封板实用于土质较好的前提。大年夜刀盘开挖方法,在弯道施工或纠偏是不如关闭式开挖便于超挖。其余,清除妨碍物也不如关闭式开挖。利用大年夜刀盘的盾构,机器构造复杂,耗费动力较大年夜。现在国内外较进步的泥水加压盾构、土压均衡盾构,均采取这种开挖方法。 c.网格局开挖 采取网格局开挖,开挖面由网格梁与格板分红很多格子。开挖面的支撑感化是由土的粘聚力跟网格厚度范畴内的阻力而产生的。当盾构推动是,土体就从格子里挤出来。根据土的性质,调理网格的开孔面积。采取网格局开挖时,在全部千斤顶缩回后,会产生较大年夜的盾构撤退景象,招致地表沉降,因此,在施工务必采取有效办法,避免盾构撤退。 d.挤压式开挖 全挤压式跟部分挤压式开挖,因为不出土或只部分出土,对地层有较大年夜的扰动,在施工轴线时,应尽管避开空中制作物。部分挤压时施工时,要全心把持出土量,以增加跟把持地表变形。全挤压式施工时,盾构把四处必定范畴内的土体挤密实。 盾构机问世至今已有近180年的历史,其始于英国,开展于日本、德国。近30年来,经由过程对土压均衡式、泥水式盾构机中的关键技巧,如盾构机的有效密封,确保开挖面的牢固、把持地表隆起及塌陷在规定范畴之内,刀具的利用寿命以及在密封前提下的刀具调换,对一些恶劣地质如高水压前提的处理技巧等方面的摸索跟研究处理,使盾构机有了很快的开展。盾构机尤其是土压均衡式跟泥水式盾构机在日本因为经济的疾速开展及现实工程的须要开展很快。德国的盾构机技巧也有独到之处,尤其是在地下施工过程中,保证密封的前提以及高达0.3MPa气压的情况下调换刀盘上的刀具,从而进步盾构机的一次掘进长度。德国还开辟了在密封前提下,从大年夜直径刀盘内侧常压空间内调换被磨损的刀具。 盾构机的选型原则是因地制宜,尽管进步机器化程度,增加对情况的影响。 参加沈阳地铁任务的盾构机名为开辟者号,总长为64.7米,盾构部分9.08米,分量为420吨,其任务偏差不超越多少毫米。 价格:德国进口的盾构机大年夜概须要国平易近币5000万元,日本进口的盾构机大年夜概须要国平易近币3000万元以上,国产的盾构机价格一般在2500万阁下。 现在国内存在自立知识产权的国产盾构机是上海地道工程股份无限公司研制的国产“863”系列盾构机。