1、n 盾构根据挖掘方式盾构可分为手工挖掘和机械挖掘式盾构,根据切削环与工作面的关系可分为开口形与密闭形盾构。 盾构法施工具有以下优点:n 1、因需在顶进的是盾构本身,在同一土层中所需顶力为一常数,不受顶力大小的限制;n 2、盾构断面形状可以任意选择,而且可以形成曲线走向;n 3、操作安全,可在盾构设备的掩护下,进行土层一式挖和衬砌;。n 4、施工时不扰民,噪声小,影响交通少;n 5、盾构法进行水底施工,不影响航道通行; n 6、严格控制正面超挖,加强衬砌背面空隙的填充,可控制地表沉降。盾构的组成n 盾构是用于地下开槽法施工时进行地层开挖及衬砌拼装进起支护作用的施工设备。基本构造由开挖系统、推进系
2、统和衬砌拼装系统三部分组成 开挖系统n 盾构壳体形状可任意选择,用于给排水管沟,多采用钢制圆形筒体,由切削环、支撑环、盾尾三部分组成,由外壳钢板连接成一个整体。如图所示。n n 1切削环部分 位于盾构的最前端,它的前端做成刃口,以减少切土时对地层的扰动。切削环也是盾构施工时容纳作业人员挖土或安装挖掘机械的部位。n 盾构开挖系统均设置于切削环中。根据切削环与工作面的关系,可分开放式和密封两类。当土质不能保持稳定,如松散的粉细砂,液化土等,应采用密闭式盾构。当需要对工作面支撑,可采用气压盾构或泥水压力盾构,这时在切削环与支撑环之间设密封隔板分开。n 2支撑环部分 位于切削环之后,处于盾构中间部位。
3、它承担地层对盾构的土压力、千斤顶的顶力以及刃口、盾尾、砌块拼装时传来的施工荷载等。它的外沿布置千斤顶,大型盾构将液压、动力设备,操作系统,衬砌拼装机等均集中布置在支撑环中。在中、小型盾构中,可把部分设备放在盾构后面的车架上。n 3盾尾部分 它的作用主要是掩护衬砌的拼装,并且防止水、土及注浆材料从盾尾间隙进入盾构。盾尾密封装置由于盾构位置千变万化,极易损坏,要求材耐磨、耐拉并富有弹性。曾采用单纯橡胶的、橡胶加弹簧钢板的、充气式的、毛刷型的等多种盾尾密封装置,但至今效果不够理想,一般多采用多道密封及可更换盾尾密封装置。推进系统n 推进系统是盾构核心部分,依靠千斤顶将盾构向前移动。千斤顶控制采用油压
4、系统,其组成由高压油泵、操作阀件和千斤顶等设备构成。盾构千斤顶液压回路系统如图所示。n 图为阀门转换器工作示意图。当滑块 2处于左端时,高压油自进油管 1流入经分油箱 4将千斤顶 5出镐;若需回镐时,将滑块 2移向右端,高压油从阀门转换器 4,推动千斤顶回镐,并将回油管中的油流向分油箱。 衬砌拼装系统n 盾构顶进后应及时进行衬砌工作,衬砌块作为盾构千斤顶的后背,承受顶力,施工过程中作为支撑结构,施工结束后作为永久性承载结构。n 砌块采用钢筋混凝土或预应力钢筋混凝土、砌块状有矩形、梯形、缺形等,砌块尺寸视衬砌方法。如图 446 所示。盾构壳体尺寸的确定n 1、盾构的外径n 盾构的内径 D内应大于
5、隧道衬砌的外径。n D=d+2( +) n 式中: D 盾构外径( mm);n d 衬砌外径( mm);n 盾构厚度( mm);n 盾构建筑间隙( mm);n 根据盾构调整方向的要求,一般盾构建筑为衬砌外径 0.8 1.0%左右。其最小值要满足:n =Ml/d n 式中: l 盾尾内衬砌环上顶点能转动的最大水平距离,通常采用l=d/80;n M 盾尾掩盖部分的衬砌长度。n 所以 =0.0125M,一般取用 30 60mm.盾构尺寸的确定n 2、盾构长度n 盾构全长为前檐、切削环、支撑环和盾尾长度的总和,其大小取决于盾构开挖方法及预制衬砌环的宽度。也与盾构的灵敏度有关系。盾构灵敏度指盾构总和度 L与其外径 D的比例关系。灵敏度一般采用:n 小型盾构 ( D=2 3m), L/D=1.5左右;n 中型盾构( D=3 6m), L/D=1.0左右;n 大型盾构 L/D=0.75左右。n 盾构直径确定后,选择适当灵敏度,即可决定盾构长度。