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北京地鐵隧道用盾構(gòu)機技術(shù)選擇及要求

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

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

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

    進入20世紀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；開發(fā)出可轉(zhuǎn)任意角度的復(fù)合子母式盾構(gòu)機。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際工程中得到應(yīng)用。當(dāng)今世界盾構(gòu)機的技術(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)機和加泥式土壓平衡盾構(gòu)機均能滿足隧道施工的需要。 

    盾構(gòu)機機型的確定 

    采用當(dāng)今技術(shù)水平最高的泥水式平衡盾構(gòu)機和加泥式土壓平衡盾構(gòu)機，均能滿足北京市地鐵隧道的施工，但究竟采用那一種機型技術(shù)經(jīng)濟更合理，必須從盾構(gòu)機的工作原理、適用地質(zhì)領(lǐng)域的寬窄、經(jīng)濟指標以及對環(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，但施工棄土需進行泥水分離處理。該設(shè)備系統(tǒng)龐大，占地面積多，且價格昂貴。 

    加泥式土壓平衡盾構(gòu)機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)過充分攪拌，形成具有一定塑流性和透水性低的塑流體，同時通過伺服控制盾構(gòu)機推進千斤頂速度與螺旋輸送機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，實現(xiàn)盾構(gòu)機始終在保持動態(tài)平衡的條件下連續(xù)向前推進。由于加泥式土壓平衡盾構(gòu)機可以根據(jù)不同地層的地質(zhì)條件，設(shè)計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。故近年來該機成為盾構(gòu)機應(yīng)用的主流機型，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)機型均以加泥式土壓平衡盾構(gòu)機型（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)機的應(yīng)用實踐，也證明了加泥式土壓平衡盾構(gòu)機具有良好的適應(yīng)性。 

    根據(jù)國外與國內(nèi)盾構(gòu)機實際應(yīng)用現(xiàn)狀和兩種機型技術(shù)特性的比較結(jié)果，專家認為，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)機的技術(shù)經(jīng)濟比較合理，選型時宜優(yōu)先考慮。

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