昆明地鐵小角度近距離立體交叉盾構(gòu)技術(shù)

地鐵盾構(gòu)機(jī)，全名叫盾構(gòu)隧道掘進(jìn)機(jī)，是一種隧道掘進(jìn)的專用工程機(jī)械，現(xiàn)代盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)集光、機(jī)、電、液、傳感、信息技術(shù)于一體，具有開(kāi)挖切削土體、輸送土碴、拼裝隧道襯砌、測(cè)量導(dǎo)向糾偏等功能，涉及地質(zhì)、土木、機(jī)械、力學(xué)、液壓、電氣、控制、測(cè)量等多門學(xué)科技術(shù)，而且要按照不同的地質(zhì)進(jìn)行"量體裁衣"式的設(shè)計(jì)制造，可靠性要求極高。盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)已廣泛用于地鐵、鐵路、公路、市政、水電等隧道工程。

地鐵盾構(gòu)機(jī)的基本工作原理就是一個(gè)圓柱體的鋼組件沿隧洞軸線邊向前推進(jìn)邊對(duì)土壤進(jìn)行挖掘。該圓柱體組件的殼體即護(hù)盾，它對(duì)挖掘出的還未襯砌的隧洞段起著臨時(shí)文撐的作用，承受周圍土層的壓力，有時(shí)還承受地下水壓以及將地下水擋在外面。挖掘、排土、襯砌等作業(yè)在護(hù)盾的掩護(hù)下進(jìn)行。

地鐵盾構(gòu)機(jī)根據(jù)其適用的土質(zhì)及工作方式的不同主要分為壓縮空氣式、泥水式，土壓平衡式地鐵盾構(gòu)機(jī)等不同類型。泥水式盾構(gòu)機(jī)是通過(guò)加壓泥水或泥漿(通常為膨潤(rùn)土懸浮液)來(lái)穩(wěn)定開(kāi)挖面，其刀盤后面有一個(gè)密封隔板，與開(kāi)挖面之間形成泥水室，里面充滿了泥漿，開(kāi)挖土料與泥漿混合由泥漿泵輸送到洞外分離廠，經(jīng)分離后泥漿重復(fù)使用。土壓平衡式盾構(gòu)機(jī)是把土料(必要時(shí)添加泡沫等對(duì)土壤進(jìn)行改良)作為穩(wěn)定開(kāi)挖面的介質(zhì)，刀盤后隔板與開(kāi)挖面之間形成泥土室，刀盤旋轉(zhuǎn)開(kāi)挖使泥土料增加，再由螺旋輸料器旋轉(zhuǎn)將土料運(yùn)出，泥土室內(nèi)土壓可由刀盤旋轉(zhuǎn)開(kāi)挖速度和螺旋輸出料器出土量(旋轉(zhuǎn)速度)進(jìn)行調(diào)節(jié)。

盾構(gòu)機(jī)問(wèn)世至今已有近180年的歷史，其始于英國(guó)，發(fā)展于日本、德國(guó)。近30年來(lái)，通過(guò)對(duì)土壓平衡式、泥水式盾構(gòu)機(jī)中的關(guān)鍵技術(shù)，如盾構(gòu)機(jī)的有效密封，確保開(kāi)挖面的穩(wěn)定、控制地表隆起及塌陷在規(guī)定范圍之內(nèi)，刀具的使用壽命以及在密封條件下的刀具更換，對(duì)一些惡劣地質(zhì)如高水壓條件的處理技術(shù)等方面的探索和研究解決，使盾構(gòu)機(jī)有了很快的發(fā)展。國(guó)外主要生產(chǎn)廠家有日本三菱重工人川崎重工、日立造船、德國(guó)海倫克內(nèi)希特(HerrenknechtAG)公司等。盾構(gòu)機(jī)尤其是土壓平衡式和泥水式盾構(gòu)機(jī)在日本由于經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展及實(shí)際工程的需要發(fā)展很快。德國(guó)的盾構(gòu)機(jī)技術(shù)也有獨(dú)到之處，尤其是在地下施工過(guò)程中，保證密封的前提以及高達(dá)0.3MPa氣壓的情況下更換刀盤上的刀具，從而提高盾構(gòu)機(jī)的一次掘進(jìn)長(zhǎng)度。德國(guó)還開(kāi)發(fā)了在密封條件下，從大直徑刀盤內(nèi)側(cè)常壓空間內(nèi)更換被磨損的刀具。

其實(shí)全斷面掘進(jìn)機(jī)(TBM)和盾構(gòu)機(jī)籠統(tǒng)的說(shuō)，都是一樣，都是隧道全斷面掘進(jìn)。只是不同的工作環(huán)境應(yīng)用不用的機(jī)械罷了。他們的主要區(qū)別如下:

1.適用的工程不一樣，TBM用于硬巖，盾構(gòu)機(jī)用于土層的挖掘。 2.兩者的掘進(jìn)，平衡，支護(hù)系統(tǒng)都不一樣。 3.TBM比盾構(gòu)技術(shù)更先進(jìn)，更復(fù)雜。 4.工作的環(huán)境也不一樣，TBM是硬巖掘進(jìn)機(jī)，一般用在山嶺隧道或大型引水工程，盾構(gòu)是軟土類掘進(jìn)機(jī)，主要是城市地鐵，及小型管道。