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北京地鐵隧道用盾構(gòu)機(jī)技術(shù)選擇及要求

Tag：盾構(gòu)機(jī)  
    內(nèi)容摘要：現(xiàn)代盾構(gòu)機(jī)已在自動(dòng)控制、激光導(dǎo)向、液壓傳動(dòng)、開挖面壓力控制、壁后同步注漿、盾尾密封、管片拼裝、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集等方面得到很大發(fā)展。 

    盾構(gòu)機(jī)問世近180年，但得到迅速發(fā)展是在20世紀(jì)60年代以后�？v覽當(dāng)今世界各國，盾構(gòu)機(jī)綜合技術(shù)水平首推日本(截至2002年10月，生產(chǎn)盾構(gòu)機(jī)及TBM近8500臺)和歐洲(截至2002年10月，生產(chǎn)盾構(gòu)機(jī)及TBM近500臺)最高。盾構(gòu)機(jī)由初期的手掘式發(fā)展到半機(jī)械式、全機(jī)械式，以及近30多年來高速發(fā)展的泥水式平衡盾構(gòu)機(jī)和加泥式土壓平衡盾構(gòu)機(jī)等�，F(xiàn)代盾構(gòu)機(jī)已在自動(dòng)控制、激光導(dǎo)向、液壓傳動(dòng)、開挖面壓力控制、壁后同步注漿、盾尾密封、管片拼裝、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集等方面得到很大發(fā)展。 

    內(nèi)容選自產(chǎn)業(yè)研究報(bào)告網(wǎng)發(fā)布的《2012-2016年中國盾構(gòu)機(jī)市場調(diào)查與投資前景分析研究報(bào)告》 

    進(jìn)入20世紀(jì)80年代后期，世界上又開發(fā)出既可用于軟土地層又可用于巖石圍巖的復(fù)合式盾構(gòu)機(jī)；開發(fā)出可轉(zhuǎn)任意角度的復(fù)合子母式盾構(gòu)機(jī)。另外，盾構(gòu)法隧道成型斷面除圓形之外，多圓形、橢圓形、矩形及多室矩形也在實(shí)際工程中得到應(yīng)用。當(dāng)今世界盾構(gòu)機(jī)的技術(shù)水平已發(fā)展到相當(dāng)高的階段。對于北京地區(qū)的地質(zhì)條件．以及地鐵隧道工程所穿越的區(qū)域，采用泥水式平衡盾構(gòu)機(jī)和加泥式土壓平衡盾構(gòu)機(jī)均能滿足隧道施工的需要。 

    盾構(gòu)機(jī)機(jī)型的確定 

    采用當(dāng)今技術(shù)水平最高的泥水式平衡盾構(gòu)機(jī)和加泥式土壓平衡盾構(gòu)機(jī)，均能滿足北京市地鐵隧道的施工，但究竟采用那一種機(jī)型技術(shù)經(jīng)濟(jì)更合理，必須從盾構(gòu)機(jī)的工作原理、適用地質(zhì)領(lǐng)域的寬窄、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)以及對環(huán)境的影響等綜合均衡比較之后，才能得出正確的決策。 

    泥水式平衡盾構(gòu)機(jī)的工作原理是通過向密封艙內(nèi)加入泥水(漿)來平衡開挖面的水、土壓力，其開挖面的平衡穩(wěn)定性及控制地面沉降性能較好，盾構(gòu)機(jī)內(nèi)部空間較大，特別是大直徑隧道施工具有一定技術(shù)優(yōu)勢，但施工棄土需進(jìn)行泥水分離處理。該設(shè)備系統(tǒng)龐大，占地面積多，且價(jià)格昂貴。 

    加泥式土壓平衡盾構(gòu)機(jī)的工作原理則是向密封艙內(nèi)加入塑流化改性材料，與開挖面切削下來的土體經(jīng)過充分?jǐn)嚢�，形成具有一定塑流性和透水性低的塑流體，同時(shí)通過伺服控制盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)千斤頂速度與螺旋輸送機(jī)向外排土的速度相匹配，經(jīng)艙內(nèi)塑流體向開挖面?zhèn)鬟f設(shè)定的平衡壓力，實(shí)現(xiàn)盾構(gòu)機(jī)始終在保持動(dòng)態(tài)平衡的條件下連續(xù)向前推進(jìn)。由于加泥式土壓平衡盾構(gòu)機(jī)可以根據(jù)不同地層的地質(zhì)條件，設(shè)計(jì)和配制出與之相適應(yīng)的塑流化改性劑(如泡沫等)，極大地拓寬了該類機(jī)型的施工領(lǐng)域，特別是在砂卵石地層中施工優(yōu)勢最為明顯。故近年來該機(jī)成為盾構(gòu)機(jī)應(yīng)用的主流機(jī)型，在隧道工程中得到廣泛應(yīng)用。 

    無論南方還是北方，國內(nèi)地鐵隧道工程使用的盾構(gòu)機(jī)型均以加泥式土壓平衡盾構(gòu)機(jī)型（含復(fù)合式）為主。盡管應(yīng)用的地域或范圍較廣泛，地質(zhì)條件相差較大，但據(jù)調(diào)查，該類機(jī)型均能較好地適應(yīng)和順利地完成地鐵隧道的施工。可見，國內(nèi)地鐵工程盾構(gòu)機(jī)的應(yīng)用實(shí)踐，也證明了加泥式土壓平衡盾構(gòu)機(jī)具有良好的適應(yīng)性。 

    根據(jù)國外與國內(nèi)盾構(gòu)機(jī)實(shí)際應(yīng)用現(xiàn)狀和兩種機(jī)型技術(shù)特性的比較結(jié)果，專家認(rèn)為，對于北京市地鐵隧道盾構(gòu)法施工，加泥式土壓平衡盾構(gòu)機(jī)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較合理，選型時(shí)宜優(yōu)先考慮。

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