盾构机的种类有哪些

盾构机的种类有哪些

摘要：盾构机是隧道工程建设常用的施工机械设备，我们经常乘坐的地铁就是利用盾构机建设的。盾构机的原理是在挖掘隧道的同时，在隧道内建设盾片，以达到支撑的作用，既提高了隧道挖掘的效率，又增加了其安全性。根据盾构机的原理，盾构开挖方法可分为：敞开式、机械切削式、网格式和挤压式等。下面来了解下盾构机的种类及盾构机的基本构造。一、盾构机的种类有哪些

盾构机根据工作原理一般分为手掘式盾构，挤压式盾构，半机械式盾构（局部气压、全局气压），网格式盾构、机械式盾构（开胸式切削盾构，气压式盾构，泥水加压盾构，土压平衡盾构，混合型盾构，异型盾构）。

1、半敞开式

手掘式及半机械式盾构均为半敞开式开挖，这种方法适于地地质条件较好，开挖面在掘进中能维持稳定或在有辅助措施是能维持稳定的情况，其开挖一般是从顶部开始逐层向下挖掘。若土层较差，还可借用千斤顶加撑板对开挖面进行临时支撑。采用敞开式开挖，处理孤立障碍物、纠偏、超挖均为其它方式容易。为尽量减少对地层的扰动，要适当控制超挖量与暴露时间。

2、机械切削式

指与盾构直径相仿的全断面旋转切削刀盘开挖方式。根据地质条件的好坏，大刀盘可分为刀架间无封板及有封板两种。刀架间无封板适用于土质较好的条件。大刀盘开挖方式，在弯道施工或纠偏是不如敞开式开挖便于超挖。此外，清除障碍物也不如敞开式开挖。使用大刀盘的盾构，机械构造复杂，消耗动力较大。

3、网格式

采用网格式开挖，开挖面由网格梁与格板分成许多格子。开挖面的支撑作用是由土的粘聚力和网格厚度范围内的阻力而产生的。当盾构推进时，土体就从格子里挤出来。根据土的性质，调节网格的开孔面积。采用网格式开挖时，在所有千斤顶缩回后，会产生较大的盾构后退现象，导致地表沉降，因此，在施工务必采取有效措施，防止盾构后退。

4、挤压式

全挤压式和局部挤压式开挖，由于不出土或只部分出土，对地层有较大的扰动，在施工轴线时，应尽量避开地面建筑物。局部挤压式施工时，要精心控制出土量，以减少和控制地表变形。全挤压式施工时，盾构把四周一定范围内的土体挤密实。

二、盾构机的基本构造

盾构机结构复杂，主要由刀盘、盾体、螺旋输送机、管片拼装机等多部分组成。下面小编为大家说明每部分的内容情况。

1、盾体

盾体是一个钢结构圆柱体部件，分为三部分，即前盾、中盾和尾盾。应用于隧道、地铁等工程的盾构机一般尺寸较大，盾体壳体直径大小根据实际工程需求确定。盾体壳体不仅对作业空间起保护作用，还承受周围土层以及地下水的压力，并将地下水挡在外面，因此，具有较高的刚度和强度。

前盾安装在刀盘后面，前盾焊接的隔板将前与刀盘分隔开，同时将泥仓与后面工作仓分隔开，推理油缸的压力通过隔板作用在开挖面上，起到稳定和支撑开挖面的作用。前盾搅拌棒与刀盘搅拌棒结合对切削下的土体进行搅拌，前盾的各管道向切削下的土体注入水、泡沫、膨润土及其他添加剂，改善土质，搅拌过的泥土通过螺旋机及皮带、渣土车等被输送到地面。

中盾通过法兰与前盾连接，中盾内侧均布推力油缸，油缸推在后面已安装好的管片上，通过控制油缸向后伸出提供盾构机前行的掘进力。中盾后面连接尾盾，尾盾通过被动跟随的铰接油缸与中盾连接，这种铰接连接的方式使盾构机易于转向。

2、切削刀盘

切削刀盘具有开挖功能、稳定功能、搅拌功能。刀盘按结构形式可分为面板式和辐条式，具体应用根据施工条件和土质条件等因素来选择。刀盘常用的刀具有两类，分别是切削类刀具和滚动类刀具。

切削类刀具是指随着刀盘转动而没有自转的破岩刀具，分为切刀、边刮刀、先行刀和仿行刀等；滚动类刀具是指不仅随着刀盘转动，同时还作自转运动的破岩刀具，分为齿形滚刀、盘形滚刀等。

3、螺旋输送机

螺旋输送机是土压平衡盾构的重要组成部分，其主要构造由驱动装置、圆筒状壳体和中心螺旋轴组成，工作时螺旋轴旋转，渣土沿螺旋轴平移输送。通常螺旋机安装角度在21°~23°。

根据螺旋输送机螺旋轴构造的不同，分为带式螺旋输送机和轴式螺旋输送机。轴式螺旋输送机适用于一般性土砂运输；带式输送机可用于较大颗粒砂砾和块石运输，将渣土从螺旋机出料口传送到运渣车中，它的排放能力要大于螺旋机的出土能力，当土质透水性好时不宜采用。

4、后配套系统

后配套系统通过各种管道将各系统的动力部分和执行部分连接起来。它是由管片运输设备、测量系统、同步系统、液压系统、控制系统、压缩空气系统、泡沫系统、膨润土系统、循环水系统、强弱电控制输配系统以及洞内通风系统组成。

管片拼装系统是后配套系统的重要组成部分，用来拼装衬砌管片，是将管片拼装成环的机械。具有锁紧、升降、平移、回转、仰俯、横摇和偏转七种动作，各种动作进行专门的调节以使管片能合理就位，完成隧道管片的安装工作。

压力压强8个公式

压力压强8个公式是P=F/S，p=ρgh

1.压力解释

压强，是指物体单位面积上受到的脊裤销压力，符号为p。压强用来表示压力产生的效果，压强越大，压力的作用效果越明显。压强的计算公式是：p=F/S，压强的单位是帕斯卡，符号是Pa。

增大压强的方法有：在受力面积不变的情况下增加压力或在压力不变的情况下减小受力面积。减小压强的方法有：在受力面积不变的情况下减小压力或在压力不变的情况下增大受力面积。液体对容器内部的侧壁和底部都有压强，压强随液体深度增加而增大。

液体内樱游部压强的特点是：液体由内部向各个方向都有压强；压强随深度的增加而增加；在同一深度，液体向各个方向的压强相等；液体压强还跟液体的密度有关，液体密度越大，压强也越大。液体内部压强的大小可以用压强计来测量。

2.生活应用

液压千斤顶，用吸管吸饮料，吸盘贴在光滑的墙壁上不脱落，用针管吸水，拔火罐、活塞式抽水机（根据大气压强可算出活塞式抽水机最高能将水抽上10米)船闸、水位器、下水道的回水弯管等。

3.液体压强原理

液体压强原理（帕斯卡定律）的产生帕斯卡发现了液体传递压强的基本规律，这就是著名的帕斯卡定律。所有的液压机械都是根据帕斯卡定律设计的，所以帕斯卡被称为“液压机之父”。

在几百年前，帕斯卡注意到一些生活现象，如没有灌水的水龙带是扁的，水龙带接到自来水龙头上，灌进水，就变成圆柱形了。如果水龙带上有几个眼，就会有水从小眼里喷出来，喷射的方向是向四面八纯搭方的。水是往前流的，为什么能把水龙带撑圆？

通过观察，帕斯卡设计了“帕斯卡球”实验，帕斯卡球是一个壁上有许多小孔的空心球，球上连接一个圆筒，筒里有可以移动的活塞，把水灌进球和筒里，向里压活塞，水便从各个小孔里喷射出来了，成了一支“多孔水枪”。

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