盾構(gòu)類型及選型講解

盾構(gòu)類型及選型表1 盾構(gòu)分類按開挖方式分類盾構(gòu)類型按按開挖面擋土方式分類盾構(gòu)類型手掘式手掘式開胸式手掘式擠壓式半機(jī)械式半機(jī)械式開胸式機(jī)械機(jī)械式開胸式機(jī)械閉胸式局部氣壓局部氣壓擠壓式泥水加壓泥水加壓土壓平衡土壓平衡7.2.1

盾構(gòu)的類型盾構(gòu)類型盾構(gòu)的選型1.手掘式盾構(gòu)是一種在工作面采用鶴嘴鋤、風(fēng)鎬等工具，用人工開挖土體的盾構(gòu)，現(xiàn)在仍然在使用。使用這種盾構(gòu)的基本條件是：由于盾構(gòu)前方是敞開的，所以開挖面至少在挖掘階段應(yīng)無坍塌現(xiàn)象。優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)造簡單、配套設(shè)備較少，造價(jià)低；缺點(diǎn)：工人勞動(dòng)強(qiáng)度大、進(jìn)度慢。盾構(gòu)類型 盾構(gòu)的選型盾構(gòu)類型 盾構(gòu)的選型2.擠壓式盾構(gòu)在軟弱粘性土層中，不適用于人工開挖，可在盾構(gòu)的前端用胸板封閉以擋住土體，使不致發(fā)生地層坍塌和水土涌入盾構(gòu)內(nèi)部的危險(xiǎn)。盾構(gòu)向前推進(jìn)時(shí)，胸板擠壓土層，土體從胸板上的局部開口處擠入盾構(gòu)內(nèi)。它有半擠壓和全擠壓之分。盾構(gòu)類型 盾構(gòu)的選型3.網(wǎng)格式盾構(gòu)在盾構(gòu)切口環(huán)的前端設(shè)置網(wǎng)格梁，與隔板組成許多小格子的胸板，借土的凝聚力，用網(wǎng)格胸板對開挖面土體起支撐作用。盾構(gòu)推進(jìn)時(shí)，土體克服網(wǎng)格阻力從網(wǎng)格內(nèi)擠入，把土體切成許多條狀土塊，在網(wǎng)格的后面設(shè)有提土轉(zhuǎn)盤，將土塊提升到盾構(gòu)中心的刮板運(yùn)輸機(jī)上運(yùn)出盾構(gòu)。這種盾構(gòu)還是屬于手掘式盾構(gòu)，是一種適合在飽和含水的軟塑土層中施工的盾構(gòu)。4.半機(jī)械式盾構(gòu)在手掘式盾構(gòu)的前端，裝上反鏟挖土機(jī)械或螺旋切削機(jī)以代替人工開挖。從工作形態(tài)上看，它更接近于手掘式盾構(gòu)。盾構(gòu)類型 盾構(gòu)的選型5.機(jī)械式盾構(gòu)在盾構(gòu)的前端，裝上和盾構(gòu)直徑相當(dāng)?shù)那邢鞯侗P，就成為全斷面掘進(jìn)的機(jī)械式盾構(gòu)。這類盾構(gòu)在實(shí)際使用中主要有：(1)開胸式機(jī)械盾構(gòu)(2)局部氣壓盾構(gòu)(3)泥水加壓盾構(gòu)(4)土壓平衡式盾構(gòu)盾構(gòu)類型盾構(gòu)的選型5.機(jī)械式盾構(gòu)(1)泥水加壓盾構(gòu)1970年代初，英國開發(fā)了一種新穎的盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)，它帶有切削刀盤和密閉艙，可平衡開挖面水土壓力，這就是泥水加壓盾構(gòu)，全稱為泥水加壓平衡盾構(gòu)，也稱泥漿盾構(gòu)，它的出現(xiàn)使盾構(gòu)掘進(jìn)技術(shù)發(fā)生了一次重要的飛躍。這是在局部氣壓盾構(gòu)的基礎(chǔ)上發(fā)展而成的一種盾構(gòu)。其基本思路是：以加壓泥水來取代壓縮空氣。利用泥水的壓力來穩(wěn)定開挖面土體，而不再需要高壓氣體。即在局部氣壓盾構(gòu)的密封艙內(nèi)注入泥水，利用泥水的壓力來穩(wěn)定開挖面土體，從而不再需要壓縮空氣，這就從根本上解決了漏氣問題。盾構(gòu)類型 盾構(gòu)的選型盾構(gòu)類型5.機(jī)械式盾構(gòu)(1)泥水加壓盾構(gòu)泥水盾構(gòu)掘進(jìn)時(shí)，開挖下來的渣土與泥水混合在一起，由管道送往地面處理，解決了連續(xù)出土的難題。送到地面的泥水經(jīng)處理后可以將一部分合格的泥水返回密封艙重新使用，其余的則作為棄土運(yùn)走。優(yōu)點(diǎn)：既能抵抗地下水壓，又無壓縮空氣泄漏問題，對隧道埋深適應(yīng)性大；棄土采用管道輸送，安全可靠，效率高；且是一種對地面干擾最小的盾構(gòu)。缺點(diǎn)：配套設(shè)備較多，施工費(fèi)用和設(shè)備投資較高。盾構(gòu)的選型5.機(jī)械式盾構(gòu)(2)土壓平衡式盾構(gòu)1970年代中期，日本在泥水加壓盾構(gòu)的基礎(chǔ)上，研制開發(fā)出了土壓平衡盾構(gòu)，并得到了廣泛的應(yīng)用。土壓平衡盾構(gòu)也稱泥土加壓式盾構(gòu)。在盾構(gòu)切削刀盤和支承環(huán)之間有一密封艙，稱為“土壓平衡艙”，在平衡艙后隔板的中間裝有一臺長筒形螺旋輸送器，進(jìn)土口設(shè)在密封艙內(nèi)的中心或下部。用刀盤切削下來的土充填整個(gè)平衡艙，使其達(dá)到一定的密度，以保持足夠的壓力去平衡開挖面的土壓力，這就是所謂的土壓平衡作用。盾構(gòu)類型 盾構(gòu)的選型土壓平衡盾盾構(gòu)示意圖圖5.機(jī)械式式盾構(gòu)(2)土壓壓平衡式盾盾構(gòu)盾構(gòu)類型盾構(gòu)的選型型5.機(jī)械式式盾構(gòu)(2)土壓壓平衡式盾盾構(gòu)平衡艙內(nèi)的的土壓主要要是由螺旋旋輸送器的的出土量來來控制的，，出土量多則則平衡土壓下降降，反之則則上升，同同時(shí)還要密密切配合刀刀盤的切削削速度和千千斤頂?shù)捻旐斶M(jìn)速度，使平平衡艙內(nèi)始始終充滿泥泥土而不致致擠得過密密或過松，，這樣就可可以達(dá)到穩(wěn)穩(wěn)定開挖面的效效果。土壓平衡式式盾構(gòu)既避避免了局部部氣壓盾構(gòu)構(gòu)漏氣的缺缺點(diǎn)，又省省去了泥水水盾構(gòu)的泥水輸送送和地面處處理設(shè)備，，造價(jià)低于于泥水加壓壓盾構(gòu)，已廣泛應(yīng)用用于地鐵的的施工中。但由于全斷斷面切削刀刀盤的存在在，在遇到較大大直徑的礫礫石時(shí)，處處理有困難難。盾構(gòu)類型盾構(gòu)的選型型(2)土壓壓平衡式盾盾構(gòu)盾構(gòu)類型盾構(gòu)的選型型6.異形盾盾構(gòu)由于圓形隧隧道的斷面面空間利用用率低，為為彌補(bǔ)這一一缺陷，相相繼出現(xiàn)了多種非圓形形的特殊盾盾構(gòu)，又稱稱異形盾構(gòu)構(gòu)。日本在1980年代代開發(fā)應(yīng)用用了矩形盾盾構(gòu)，在1990年代開發(fā)發(fā)應(yīng)用了任意截面盾構(gòu)和和多圓盾構(gòu)構(gòu)。目前國內(nèi)己己經(jīng)有數(shù)個(gè)個(gè)生產(chǎn)廠家家能夠自主主設(shè)計(jì)、生生產(chǎn)異形盾構(gòu)。異形盾構(gòu)的的主要優(yōu)缺缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：隧道斷面空空間利用率比圓形盾構(gòu)構(gòu)大缺點(diǎn)：襯砌結(jié)構(gòu)受受力不如圓形結(jié)構(gòu)，施施工機(jī)械化程度低盾構(gòu)類型盾構(gòu)的選型型盾構(gòu)的選型型是指采用何何種盾構(gòu)來來施工。直接關(guān)系到到隧道的順順利施工與與否。選型的過程程是技術(shù)性與與經(jīng)濟(jì)性等等條件綜合合評判的過過程，盾構(gòu)越復(fù)雜雜、操作要求就就越高、造造價(jià)也會越越高。選型型的目的就就是要選出既安全全可靠，又又能保證合理進(jìn)進(jìn)度與造價(jià)價(jià)的盾構(gòu)。盾構(gòu)類型盾構(gòu)的選型型盾構(gòu)類型盾構(gòu)的選型型1.地質(zhì)條條件與水文文地質(zhì)條件砂質(zhì)土類自自立性能較較差的地層層，應(yīng)盡量量使用閉胸胸式盾構(gòu)；地下水較豐豐富且透水水性較好的的砂質(zhì)土，，應(yīng)優(yōu)先考慮慮泥水加壓壓盾構(gòu)；對粘性土，，可首先考慮土土壓平衡盾盾構(gòu)；1.地質(zhì)條條件與水文文地質(zhì)條件盾構(gòu)類型盾構(gòu)的選型型1.地質(zhì)條條件與水文文地質(zhì)條件盾構(gòu)類型盾構(gòu)的選型型盾構(gòu)類型盾構(gòu)的選型型2.綜合條條件(4)地面面空間條件泥水加壓盾盾構(gòu)必須配配套大型的的泥漿處理理和循環(huán)系系統(tǒng)，因而需要要較大的地面空空間作為泥泥漿處理場場地。如不不具備這一一條件，則則改選其它它盾