6隧道與洞室工程土壓平衡盾構(gòu)(已修改)
2025-01-29 18:41 本頁面
【正文】 ? 土壓平衡式盾構(gòu)機(jī) （ 如圖 1所示 ） 的開發(fā)始于 70年代初 。 第一臺土壓平衡式盾構(gòu)機(jī)外徑為 ， 由日本 IHI設(shè)計(jì)制造 ，于 1974年在東京投入使用 。 ? 隨后 ， 其它一些廠家也開始生產(chǎn)土壓平衡式盾構(gòu)機(jī) ， 產(chǎn)品的名稱不完全相同 ，但從原理上都可歸納為土壓平衡系統(tǒng)（ Earthpressure balance system， 即EPBS） 。 1 概述 ? 1．切削刀盤 2．開挖室 3．承壓隔板 4．壓縮空氣閘室 5．推進(jìn)千斤頂 6．尾盾密封 7．油箱 8．帶式輸送機(jī) 9．管片拼裝機(jī) 10．刀盤驅(qū)動 11．螺旋輸送機(jī) 圖 1 土壓平衡式盾構(gòu)機(jī) ? 土壓平衡式盾構(gòu)機(jī)的發(fā)展基于擠壓式盾構(gòu)機(jī)（閉胸）和泥水式盾構(gòu)機(jī)。 ? 擠壓式盾構(gòu)機(jī)在其承壓隔板上設(shè)有面積可調(diào)的排土口，開挖面的穩(wěn)定靠調(diào)節(jié)孔口大小和排土阻力，使盾構(gòu)千斤頂推力和開挖面土壓達(dá)到平衡來實(shí)現(xiàn)。 擠壓式盾構(gòu)機(jī)適用于具有良好塑性的粘土層，適用地質(zhì)范圍狹窄。 泥水式盾構(gòu)機(jī)在非粘土層中廣泛應(yīng)用，但隨細(xì)顆粒土砂百分比的增加其分離越來越復(fù)雜，代價(jià)越來越高，懸浮液也需頻繁更換，還存在環(huán)保問題。 特別是在日本主要城市施工時(shí)，由于空間有限使得安裝分離設(shè)備較為困難。 這些都促進(jìn)了土壓平衡式盾構(gòu)機(jī)的發(fā)展。與泥水式盾構(gòu)機(jī)相比，土壓平衡式盾構(gòu)機(jī)沒有分離裝置，施工時(shí)的覆土層可以相對較淺。 其適用地質(zhì)范圍比擠壓式盾構(gòu)機(jī)廣，掘進(jìn)性能也優(yōu)于擠壓式盾構(gòu)機(jī)。 ? 從 1964年到 1974年的 10年間，與氣壓施工法同時(shí)使用的手掘式盾構(gòu)機(jī)占總數(shù)的 3/4，從1974年到 1984年的 10年間，這種盾構(gòu)機(jī)型減少，泥水式和土壓平衡式等機(jī)械挖掘式盾構(gòu)機(jī)不斷增加。 ? 日本隧道技術(shù)協(xié)會對世界盾構(gòu)施工法現(xiàn)狀開展通信調(diào)查的結(jié)果（其中 96%是日本的工程），從 1980年至 1985年的 6年間，密閉型盾構(gòu)機(jī)從1980年占各種類型盾構(gòu)機(jī)總數(shù)的 60%急增至86%，特別是土壓平衡式盾構(gòu)機(jī)從 19%增大到60%。 ? 土壓平衡式盾構(gòu)機(jī)的刀盤切削面與后面的承壓隔板所形成的空間為開挖室或泥土室 。 ? 刀盤旋轉(zhuǎn)切削下來的土壤通過刀盤上的開口進(jìn)入泥土室 ， 與泥土室內(nèi)的 可塑土漿 混合或被攪拌混合 ， 盾構(gòu)千斤頂?shù)耐屏νㄟ^承壓隔板傳遞到泥土室內(nèi)的泥土漿上 ， 由泥土漿的壓力作用于開挖面 ，以平衡開挖面處的地下水壓和土壓 。 從而保持開挖面的穩(wěn)定 。 ? 螺旋輸送機(jī)從承壓隔板的開孔處伸入泥土室進(jìn)行排土 。 ? 盾構(gòu)機(jī)的挖掘推進(jìn)速度和螺旋輸送機(jī)單位時(shí)間的排土量或其旋轉(zhuǎn)速度都會影響泥土室內(nèi)土漿壓力的大小 ， 所以應(yīng)進(jìn)行協(xié)調(diào)控制 。 ? 在 最初 的土壓平衡式盾構(gòu)機(jī)中采用體積控制方法來檢查開挖面的穩(wěn)定情況。 ? 它將測量的開挖體積與根據(jù)掘進(jìn)速度和開挖洞徑計(jì)算得到的理論體積值進(jìn)行比較，對盾構(gòu)機(jī)挖掘推進(jìn)速度和螺旋輸送機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度參數(shù)進(jìn)行 調(diào)節(jié)控制 。 ? 對開挖出土料體積的測量方法有傳統(tǒng)的稱重方法及近些年采用的超聲波和激光測量方法。 ? 超聲波法和激光法要求輸送帶上的土料表面較光滑，在實(shí)際應(yīng)用中較難保證。
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