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年10月,中国首台具有完全自主知识产权土压平衡盾构——“先行号”样机,在上海地铁2号线西延伸段区间隧道始发。
年4月26日,依托国家计划,由中铁隧道集团牵头、浙江大学、华中科技大学、天津大学参与研制的中国首台复合盾构——中国中铁1号,成功地实现了从“造中国人自己的盾构”到“造中国最好的盾构”技术突破。
年12月26日,在上海打浦路复线隧道工地,1台由上海隧道工程有限公司牵头,联合浙江大学、中铁隧道集团,成功研制的具有完全自主知识产权的国产大直径泥水平衡盾构(11.22m)始发。
(年具有完全自主知识产权的国产大直径泥水平衡盾构(11.22m)始发)
年-至今中国盾构技术跨越期。这一时期,致力于“造世界最好的盾构”,中国盾构技术从优秀到卓越走向国际,是中国盾构技术发展的跨越期。主要代表企业有中铁装备、铁建重工、中交天和、上海隧道、北方重工、辽宁三三等。
盾构机的分类
01
按掘进地层岩土的类型
盾构机按照掘进地层岩土的类型,分类为:软土盾构机、复合盾构机、全断面硬岩掘进机TBM、多模式盾构机。
(1)软土盾构机适用于未固结成岩的碎石土、砂土、粉土、粘性土等地层。
(2)复合盾构机适用于土层和岩石层复合的地层。
(3)TBM适用于全断面硬岩地层。
(软土盾构)
(复合盾构)
(TBM)
02
按切削面的加压方式
气压盾构机
土压平衡式盾构机
泥水平衡式盾构机
土压平衡式盾构机
这种盾构机是全段面掘进:带全断面切削刀盘,并以土仓隔板、螺旋输送机把开挖面和已开挖的隧道分隔开来,从而保证隧道内部有安全可靠的作业环境。这种盾构机的特点是在进行开挖作业时,切削刀盘背面与土仓隔板前面的土舱内充满开挖出来的渣土(在土舱内形成一定土压),并依据土压产生的大小情况,通过调节排渣土的螺旋输送机的排渣能力,来实现对地层压力的平衡调节,以此来保持开挖面稳定防止坍塌,达到控制地表沉降或隆起的目的。
泥水平衡盾构机
这种盾构机特点是在全断面切削刀盘后面装设水密性良好的土仓隔板,把开挖面和已开挖的隧道完全分隔开来,把泥浆送到切削刀盘背面与土仓隔板前面的土舱,从而使开挖面保持稳定并防止坍塌。这种盾构配置的高效率泥浆搅拌系统将开挖下来的渣土和泥浆混合后,把混合泥浆输送到地面上的处理设备,以进行渣土和泥浆分离处理。这种盾构机即使在含水率高的疏松冲积土层或洪积地层等不稳定的地层中开挖隧道,亦可保证作业安全,同时具有较高的掘进效率,因此适用于穿越江、河及海底的隧道工程。
03
按盾构断面形状
半圆盾构机
单圆盾构机
矩形盾构机
复圆形盾构机
类矩形盾构机
(单圆盾构机)
(长腰型盾构机)
(双圆盾构机)
(三圆盾构机)
(马蹄形盾构机)
04
按盾构直径分
盾构机直径1~3.5m称为微型盾构机
盾构机直径3.5~6m称为小型盾构机
盾构机直径6~11m称为中型盾构机
盾构机直径11~14m称为大型盾构机
盾构机直径14m以上称为超大直径盾构机
05
多模式盾构机
这种盾构机可以适应复杂的地质条件,包含土压/TBM双模、土压/泥水双模等。
06
TBM分类
TBM主要分为敞开式、双护盾式、单护盾式三种类型。
敞开式TBM:配置钢拱架安装器与喷锚等辅助设备。常用于地层较好的硬岩,采取有效支护手段后也可应用于软岩隧道。
双护盾TBM:适用于各种地质,既能适应软岩,也能适应硬岩或软硬岩交互地层。
单护盾TBM:常用于劣质地层。单护盾TBM推进时利用管片作支撑,其原理类似于盾构。与双护盾TBM相比,掘进与安装管片不能同时进行。
微型TBM:Φ0.25~3.00m
中型TBM:Φ3.0~8.0m
大型TBM:大于Φ8.0m
盾构机的构造
在实际掘进过程中,盾构机的结构和工作原理更为复杂,现在以典型的土压平衡盾构机为例,让我们一起了解盾构机的构成。
施工原理
盾构机是如何在地下穿梭的呢?让我们以最萌盾构--“振兴号”为例,来了解下它的施工掘进原理吧?
(文章来自青春中交,由RTAI整理。本文旨在分享,非商用)
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