盾構(gòu)機(jī)是盾構(gòu)施工中的主要施工機(jī)械。盾構(gòu)施工法是在地面下暗挖隧洞的一種施工方法，它是使用盾構(gòu)機(jī)在地下掘進(jìn)，在防止軟基開(kāi)挖面崩塌或能保持開(kāi)挖面穩(wěn)定的同時(shí)，在機(jī)內(nèi)安全地進(jìn)行隧洞的開(kāi)挖和襯砌作業(yè)。盾構(gòu)施工法具有自動(dòng)化程度高，節(jié)省人力，施工速度快，一次成洞，不受氣候影響，開(kāi)挖時(shí)可控制地面沉降，減少對(duì)地面建筑物的影響和在水下開(kāi)挖時(shí)不影響水面交通等特點(diǎn)。在隧洞洞線(xiàn)較長(zhǎng)、埋深較大的情況下，用盾構(gòu)機(jī)施工更為經(jīng)濟(jì)合理。
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(xiàn)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，對(duì)挖掘出的還未襯砌的隧洞段起臨時(shí)支承的作用，承受周?chē)翆拥膲毫Γ袝r(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。盾構(gòu)機(jī)施工主要由穩(wěn)定開(kāi)挖面、挖掘包括排土、襯砌包括壁后灌漿三大要素組成。開(kāi)挖面的穩(wěn)定根據(jù)土質(zhì)以及地下水等情況的不同而有不同的方法，主要有開(kāi)挖面的自然穩(wěn)定即敞口放坡，機(jī)械式支撐穩(wěn)定，壓縮空氣支撐穩(wěn)定，泥水式支撐穩(wěn)定以及土壓平衡式支撐穩(wěn)定等。
盾構(gòu)機(jī)的構(gòu)造主要由護(hù)盾、挖掘機(jī)構(gòu)、推進(jìn)機(jī)構(gòu)、排土機(jī)構(gòu)、襯砌機(jī)構(gòu)及輔助機(jī)構(gòu)等部分組成。護(hù)盾一般由切口環(huán)、支撐環(huán)和盾尾三部分組成;挖掘機(jī)構(gòu)主要由刀頭或刀盤(pán)及其支承裝置組成;推進(jìn)機(jī)構(gòu)主要由液壓設(shè)備如油泵、油馬達(dá)、油壓千斤頂?shù)冉M成;排土機(jī)械，泥水式主要有泥漿泵及管道，土壓平衡式主要是螺旋輸料器和皮帶運(yùn)輸機(jī);襯砌機(jī)構(gòu)主要是管片自動(dòng)拼裝機(jī)械手;輔助機(jī)構(gòu)包括壁后灌漿裝置、導(dǎo)向測(cè)量及控制裝置等。
盾構(gòu)機(jī)問(wèn)世至今已近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)定及控制隧洞壁的降起及地表塌陷在規(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，一些惡劣地質(zhì)如對(duì)有高水壓條件的處理技術(shù)等方面的探索和研究，盾構(gòu)機(jī)有較大的發(fā)展。可根據(jù)不同的地質(zhì)條件和工程要求，設(shè)計(jì)制造不同類(lèi)型的盾構(gòu)機(jī)以滿(mǎn)足工程需要。盾構(gòu)法施工也是一門(mén)成熟的地下工程施工技術(shù)，已成為大多數(shù)地下隧道工程施工首選的常規(guī)技術(shù)。
盾構(gòu)機(jī)在日本發(fā)展很快，尤其是土壓平衡式和泥水式盾構(gòu)機(jī)的發(fā)展。日本使用盾構(gòu)機(jī)施工的城市隧道占90%以上。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，能在保證密封的前提下在高達(dá)0.3MPa氣壓的情況下更換刀盤(pán)上的刀具，提高了盾構(gòu)機(jī)的一次掘進(jìn)長(zhǎng)度。特別是還能在密封條件下，從大直徑刀盤(pán)內(nèi)側(cè)常壓空間內(nèi)更換被磨損的刀具。
我國(guó)從50年代中期開(kāi)始研制盾構(gòu)機(jī)，以土壓平衡式為主，泥水式盾構(gòu)機(jī)尚缺乏經(jīng)驗(yàn)。土壓平衡式盾構(gòu)機(jī)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與國(guó)外差異不大，但一些國(guó)產(chǎn)部件、元器件的質(zhì)量、壽命、可靠性較差，有些還需從國(guó)外進(jìn)口。
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