盾构机

　　盾构机全名叫盾构隧道掘进机，是一种隧道掘进的专用工程机械，现代盾构掘进机集光、机、电、液、传感、信息技术于一体，具有开挖切削土体、输送土碴、拼装隧道衬砌、测量导向纠偏等功能，涉及地质、土木、机械、力学、液压、电气、控制、测量等多门学科技术，而且要按照不同的地质进行“量体裁衣”式的设计制造，可靠性要求极高。盾构掘进机已广泛用于地铁、铁路、公路、市政、水电等隧道工程。
　　用盾构机进行隧洞施工具有自动化程度高、节省人力、施工速度快、一次成洞、不受气候影响、开挖时可控制地面沉降、减少对地面建筑物的影响和在水下开挖时不影响水面交通等特点，在隧洞
洞线较长、埋深较大的情况下，用盾构机施工更为经济合理。
　　盾构机的基本工作原理就是一个圆柱体的钢组件沿隧洞轴线边向前推进边对土壤进行挖掘。该圆柱体组件的壳体即护盾，它对挖掘出的还未衬砌的隧洞段起着临时文撑的作用，承受周围土层的压力，有时还承受地下水压以及将地下水挡在外面。挖掘、排土、衬砌等作业在护盾的掩护下进行。
　　盾构机总长为64.7m，盾构部分9.08m，重量为420t，其工作误差不超过几毫米。

　　（1） 盾构的外形和材料
　　①盾构的外形
　　盾构的外形就是指盾构的断面形状，有圆形、双圆、三圆、矩形、马蹄形、半圆形或与隧道断面相似的特殊形状等。
　　②制造盾构的材料
　　盾构主要用钢板（单层厚板或多层薄板）制成，钢板一般用A3钢。钢板间连接可采用焊接和铆接两种方法，大型盾构考虑到水平　　运输和垂直吊装的困难，可制成分体式，到现场进行就位拼装，部件的连接一般采用定位销定位，高强度螺栓联接，*后焊接成型。
　　（2） 盾构的基本构造
　　①盾壳
　　盾构的壳体由切口环、支撑环和盾尾三部分构成，外壳采用钢板焊接成整体，如图所示。
　　1.切口环部分
　　它位于盾构的*前端，用于开挖和挡土，施工时切入地层并掩护开挖作业。切口环前端设有刃口，以减少切土时对地层的扰动。切口环的长度主要取决于支撑、开挖方法以及挖土机具和操作人员的工作回旋余地。
　　2.支撑环部分
　　它是盾构的主体，内部装有千斤顶、举重臂、真圆保护器等各种设备，它紧接于切口环后，位于盾构的中部，是一个刚性较好的圆环结构。地层土压力、所以千斤顶的顶力以及切口、盾尾、衬砌拼装时传来的施工荷载均由支撑环承担。
　　3.盾尾部分
　　盾尾一般由盾构外壳钢板延长构成，主要用于掩护隧道衬砌的安装工作。盾尾末端设有密封装置，以防止水、土及注浆材料从盾尾与衬砌之间进入盾构内。盾尾钢壳厚度从结构上考虑尽可能减薄，但它除承受土压力外，遇到纠偏及弯道施工时，还有难以估计的施工荷载，受力复杂，所以其厚度应综合考虑上述因素。
　　②推进系统
　　盾构的推进系统由液压设备和盾构千斤顶组成。千斤顶数量由设计总推力和千斤顶类型确定，其直径宜小不宜大，故采用高压液压系统提供动力，其位置应均匀地安装在盾壳支撑环的内周，方向与隧道轴线平行。
　　③正面支撑系统
　　开挖面支撑系统类型有千斤顶类、刀盘面板类和网格类。此外，采用气压法施工时由压缩空气提供的压力也可使开挖面保持稳定。开挖面支撑上常设有土压计，以监测开挖面土体的稳定性。
　　④衬砌拼装系统
　　衬砌拼装系统的主要设备为衬砌拼装器（俗称举重臂）和真圆保持器。衬砌拼装器是一种专用的机械手，用于钳住管片并使其平转、升举和旋转，使管片能按预定的位置就位，并安全、迅速地拼装成环。一般设置在盾尾或支撑环内，也可安装在车架上。真圆保持器是使隧道管片保持真圆的装置。当某环管片拼装成环后
　　⑤液压系统
　　液压系统由高压油泵、油马达、油箱、液压阀及管路等组成，为千斤顶、举重臂和大刀盘等提供动力。一般油泵和油箱设在盾构后面的车架上。
　　⑥操作系统
　　操作系统控制盾构掘进机的工作状态。
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