一、盾構機的種類有哪些
盾構機根據(jù)工作原理一般分為手掘式盾構,擠壓式盾構,半機械式盾構(局部氣壓、全局氣壓),網(wǎng)格式盾構、機械式盾構(開胸式切削盾構,氣壓式盾構,泥水加壓盾構,土壓平衡盾構,混合型盾構,異型盾構)。
1、半敞開式
手掘式及半機械式盾構均為半敞開式開挖,這種方法適于地地質(zhì)條件較好,開挖面在掘進中能維持穩(wěn)定或在有輔助措施是能維持穩(wěn)定的情況,其開挖一般是從頂部開始逐層向下挖掘。若土層較差,還可借用千斤頂加撐板對開挖面進行臨時支撐。采用敞開式開挖,處理孤立障礙物、糾偏、超挖均為其它方式容易。為盡量減少對地層的擾動,要適當控制超挖量與暴露時間。
2、機械切削式
指與盾構直徑相仿的全斷面旋轉(zhuǎn)切削刀盤開挖方式。根據(jù)地質(zhì)條件的好壞,大刀盤可分為刀架間無封板及有封板兩種。刀架間無封板適用于土質(zhì)較好的條件。大刀盤開挖方式,在彎道施工或糾偏是不如敞開式開挖便于超挖。此外,清除障礙物也不如敞開式開挖。使用大刀盤的盾構,機械構造復雜,消耗動力較大。
3、網(wǎng)格式
采用網(wǎng)格式開挖,開挖面由網(wǎng)格梁與格板分成許多格子。開挖面的支撐作用是由土的粘聚力和網(wǎng)格厚度范圍內(nèi)的阻力而產(chǎn)生的。當盾構推進時,土體就從格子里擠出來。根據(jù)土的性質(zhì),調(diào)節(jié)網(wǎng)格的開孔面積。采用網(wǎng)格式開挖時,在所有千斤頂縮回后,會產(chǎn)生較大的盾構后退現(xiàn)象,導致地表沉降,因此,在施工務必采取有效措施,防止盾構后退。
4、擠壓式
全擠壓式和局部擠壓式開挖,由于不出土或只部分出土,對地層有較大的擾動,在施工軸線時,應盡量避開地面建筑物。局部擠壓式施工時,要精心控制出土量,以減少和控制地表變形。全擠壓式施工時,盾構把四周一定范圍內(nèi)的土體擠密實。
二、盾構機的基本構造
盾構機結構復雜,主要由刀盤、盾體、螺旋輸送機、管片拼裝機等多部分組成。下面小編為大家詳細說明每部分的內(nèi)容情況。
1、盾體
盾體是一個鋼結構圓柱體部件,分為三部分,即前盾、中盾和尾盾。應用于隧道、地鐵等工程的盾構機一般尺寸較大,盾體殼體直徑大小根據(jù)實際工程需求確定。盾體殼體不僅對作業(yè)空間起保護作用,還承受周圍土層以及地下水的壓力,并將地下水擋在外面,因此,具有較高的剛度和強度。
前盾安裝在刀盤后面,前盾焊接的隔板將前與刀盤分隔開,同時將泥倉與后面工作倉分隔開,推理油缸的壓力通過隔板作用在開挖面上,起到穩(wěn)定和支撐開挖面的作用。前盾攪拌棒與刀盤攪拌棒結合對切削下的土體進行攪拌,前盾的各管道向切削下的土體注入水、泡沫、膨潤土及其他添加劑,改善土質(zhì),攪拌過的泥土通過螺旋機及皮帶、渣土車等被輸送到地面。
中盾通過法蘭與前盾連接,中盾內(nèi)側均布推力油缸,油缸推在后面已安裝好的管片上,通過控制油缸向后伸出提供盾構機前行的掘進力。中盾后面連接尾盾,尾盾通過被動跟隨的鉸接油缸與中盾連接,這種鉸接連接的方式使盾構機易于轉(zhuǎn)向。
2、切削刀盤
切削刀盤具有開挖功能、穩(wěn)定功能、攪拌功能。刀盤按結構形式可分為面板式和輻條式,具體應用根據(jù)施工條件和土質(zhì)條件等因素來選擇。刀盤常用的刀具有兩類,分別是切削類刀具和滾動類刀具。
切削類刀具是指隨著刀盤轉(zhuǎn)動而沒有自轉(zhuǎn)的破巖刀具,分為切刀、邊刮刀、先行刀和仿行刀等;滾動類刀具是指不僅隨著刀盤轉(zhuǎn)動,同時還作自轉(zhuǎn)運動的破巖刀具,分為齒形滾刀、盤形滾刀等。
3、螺旋輸送機
螺旋輸送機是土壓平衡盾構的重要組成部分,其主要構造由驅(qū)動裝置、圓筒狀殼體和中心螺旋軸組成,工作時螺旋軸旋轉(zhuǎn),渣土沿螺旋軸平移輸送。通常螺旋機安裝角度在21°~23°。
根據(jù)螺旋輸送機螺旋軸構造的不同,分為帶式螺旋輸送機和軸式螺旋輸送機。軸式螺旋輸送機適用于一般性土砂運輸;帶式輸送機可用于較大顆粒砂礫和塊石運輸,將渣土從螺旋機出料口傳送到運渣車中,它的排放能力要大于螺旋機的出土能力,當土質(zhì)透水性好時不宜采用。
4、后配套系統(tǒng)
后配套系統(tǒng)通過各種管道將各系統(tǒng)的動力部分和執(zhí)行部分連接起來。它是由管片運輸設備、測量系統(tǒng)、同步系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)、泡沫系統(tǒng)、膨潤土系統(tǒng)、循環(huán)水系統(tǒng)、強弱電控制輸配系統(tǒng)以及洞內(nèi)通風系統(tǒng)組成。
管片拼裝系統(tǒng)是后配套系統(tǒng)的重要組成部分,用來拼裝襯砌管片,是將管片拼裝成環(huán)的機械。具有鎖緊、升降、平移、回轉(zhuǎn)、仰俯、橫搖和偏轉(zhuǎn)七種動作,各種動作進行專門的調(diào)節(jié)以使管片能合理就位,完成隧道管片的安裝工作。