盾构种类与选型.doc

第四章 盾构的种类及选型 4.1 盾构机的种类 　　盾构的分类方法较多，可按盾构切削断面的形状；盾构自身构造的特征、尺寸的大小、功能；挖掘土体的方式；掘削面的挡土形式；稳定掘削面的加压方式；施工方法；适用土质的状况等多种方式分类。见表4.1。 　　1. 按挖掘土体的方式分类 　　按挖掘土体的方式，盾构可分手掘式盾构、半机械式盾构及机械式盾构三种。 　　①　手掘式盾构：即掘削和出土均靠人工操作进行的方式。 　　②　半机械盾构：即大部分掘削和出土作业由机械装置完成，但另一部分仍靠人工完成。 　　③　机械式盾构：即掘削和出土等作业均由机械装备完成。 　　2. 按掘削面的挡土形式分类 　　按掘削面的挡土形式，盾构可分为开放式、部分开放式、封闭式三种。 　　①　开放式：即掘削面敞开，并可直接看到掘削面的掘削方式。 　　②　部分开放式：即掘削面不完全敞开，而是部分敞开的掘削方式。 　　③　封闭式：即掘削面封闭不能直接看到掘削面，而是靠各种装置间接地掌握掘削面的方式。 　　3. 按加压稳定掘削面的形式分类 　　按加压稳定掘削面的形式，盾构可分为压气式、泥水加压式，削土加压式，加水式，加泥式，泥浆式六种。 　　①压气式：即向掘削面施加压缩空气，用该气压稳定掘削面。 　　②泥水加压式：即用外加泥水向掘削面加压稳定掘削面。 　　③削土加压式（也称土压平衡式）：即用掘削下来的土体的土压稳定掘削面。 　　④加水式：即向掘削面注入高压水，通过该水压稳定掘削面。 　　⑤泥浆式：即向掘削面注入高浓度泥浆（＝1.4g/cm3）靠泥浆压力稳定掘削面。 ⑥加泥式：即向掘削面注入润滑性泥土，使之与掘削下来的砂卵混合，由该混合泥土对掘削面加压稳定掘削面。 4. 组合分类法 这种分类方式是把2、3两种分类方式组合起来命名分类的方法（见表4.2）。这种分类法目前使用较为普遍，是隧道标准规范盾构篇中推荐的分类法。这种方式的实质是看盾构机中是否存在分隔掘削面和作业舱的隔板。 　　全开放式盾构不设隔板，其特点是掘削面敞开。掘削土体的形式可为手掘式、半机械式、机械式三种。这种盾构适于掘削面可以自立的地层中适用。掘削面缺乏自立性时，可用压气等辅助工法防止掘削面坍落稳定掘削面。 部分开放式盾构，即隔板上开有取出掘削土砂出口的盾构，即网格式盾构也称挤压式盾构。 1.挖掘方式分类 2.挡土方式分类 3.稳定掘削面的加压方式分类 4.组合命名分类 手掘式 半机械式 机械式 开放式 部分开放式 封闭式 压气式 泥水加压式 削土加压式 加水加压式 泥浆加压式 加泥加压式 盾构 盾构 全开放式 网格式 封闭式 手掘式 半机械式 机械式 部分开放式 泥水式 土压式 泥水＋面板 泥水＋辐条 土压式 掘削土＋面板 掘削土＋辐条 泥土式 泥土式 泥浆式 掘削土＋添加材＋面板 掘削土＋添加材＋辐条 掘削土＋泥浆＋面板 掘削土＋泥浆＋辐条 5.断面形状分类 6.尺寸大小分类 7.施工方法分类 8.适用土质分类 圆形 圆形 非圆形 半圆形 单圆形 双圆搭接形 三圆搭接形 矩形 马蹄形 椭圆形 超小型盾构 小型盾构 中型盾构 大型盾构 特大型盾构 超特大型盾构 二次衬砌法盾构工法 一次衬砌法盾构工法（ECL工法） 软土盾构 硬土层、岩层盾构 复合盾构 表4.1盾构分类表 　　封闭式盾构是一种设置封闭隔板的机械式盾构。掘削土砂是从位于掘削面和隔板之间的土舱内取出的，利用外加泥水压或者泥土压与掘削面上的土压平衡来维持掘削面的稳定，所以封闭式有泥水平衡式和土压平衡式两种。进而土压平衡式又可分为真正的土压平衡式和加泥平衡式；加泥平衡式又分为加泥和加泥浆两种平衡方式。 表4.2 盾构组合命名分类法 盾 构 盾构前方构造 形 式 掘削面稳定机构 封闭型 土压式 土压 掘削土+面板 掘削土+幅条 泥土 掘削土+添加材+面板 掘削土+添加材+幅条 泥水式 泥水+面板 泥水+幅条 开放型 部分开放开型 网格式 隔板 全面开放型 手掘式 前檐 挡土装置 半机械式 前檐 挡土装置 机械式 面板 幅条 5. 按盾构切削断面形状分类 按盾构切削断面形状，盾构可分为圆形、非圆形两大类。圆形又可分为单圆形、半圆形、双圆搭接形、三圆搭接形。非圆形又分为马蹄形、矩形（长方形、正方形、凹、凸矩形）、椭圆形（纵向椭圆形、横向椭圆形）。 6. 按盾构机的尺寸大小分类 按盾构机的尺寸大小，盾构机可分为超小型、小型、中型、大型、特大型、超特大型。 超小型盾构系指D（直径）≤1m的盾构， 小型盾构系指1m＜D≤3.5m的盾构， 中型盾构系指3.5m＜D≤6m的盾构， 大型盾构系指6m＜D≤14m的盾构， 特大型盾构系指14m＜D≤17m的盾构， 超特大型盾构系指D＞17m的盾构 7. 按施工方法分