国内外隧道盾构机技术发展趋势与应用.pdf

科 技创新 2016 年第12 期 科技创新与应用 国内外隧道盾构机技术发展趋势与应用 罗星臣 中南大学机电工程学院，湖南长沙 410000） （ 摘 要 盾构机是一种专业工程机械，它主要用于在地下施工中开挖隧道。随着盾构掘机的发展，它集成了信息、光、电、传感、液、 ： 机、技术于一体，涉及地质、测量、电气、液压、机械、等多门技术，具有土碴运输、土体切削、衬砌隧道等功能，而且对于不同的地质 进行相应的方案设计，准确性很高。文章介绍了盾构机的历史及其在具体工程中的应用与发展方向。 关键词： 盾构机；发展；长沙地铁 盾构机主要由动力部分、顶进主轴、导向系统、刀盘系统、纠偏系 学注浆和冻结工法。自此，这种施工方法得以传播，并在全球范围内广 统、中继顶进系统、排运岩土机构以及等几个部分组成。盾构掘进机的 受欢迎。 工作原理就是一个圆柱形的钢件沿隧洞轴线一边对土壤进行开挖，一 1.3 现代盾构机的进步和完善 边同时向前推进。这一钢件壳的作用是负责分担来自周围土层的压力， 进入21 世纪以来，日本不断研究改善盾构施工，做出了许多卓越 起到对正在施工作业隧洞的保护以及支撑作用，排土、挖掘、衬砌等作 的贡献，1968-1989 年近20 年之间日本研发了多种盾构机类型，使盾构 业都在该圆柱组件的支撑下进行。由于工作原理的不同，盾构机主要有 机进入了一个新的台阶，研发了泥水加压盾构、泥水式双圆搭接盾构 混合型、泥水加压式、土压平衡盾构等多种。考虑到盾构机给实际工程 工、泥土加压盾构、高浓度泥水盾构、注浆盾构工等多种施工法；1969 年 带来了极大的便利，因此已经应用于许多地铁、市政、水电、等许多地下 美国和英国在盾构施工中率先使用油压千斤顶盾构以及滚筒式挖掘 工程。 机；这一时期开发了多种新型盾构工法，以泥水式、土压式盾构工法为 1 盾构机发展溯源 主，盾构施工法不断完善发展，成绩斐然。 盾构机从发明那天起距今已经有180 多年的历史，第一台盾构机 随着科技的发展，盾构机中存在的问题得到了有效的解决，其技术 诞生在英国，后由日本、德国不断发展壮大。盾构机的发展主要有三个 的瓶颈部分被不断突破、升级，像刀具的更换及使用寿命，及面对恶劣 阶段，盾构机的发明，盾构机的发展普及，盾构机的发展完善，随着科技 环境下的施工方案探讨，使盾构机有了进一步的发展。盾构机的发展同 的发展，盾构技术不断完善进步，从而为世界的隧道建设做出了重要的 时离不开各个盾构机生产厂家的努力，目前国内外均有许多优秀的盾 贡献。 构机制造厂家，国外盾构机的主要制造厂家集中在欧美和日本，如美国 1.1 第一台盾构机的诞生 的Robbins （罗宾斯）公司，德国的Herrenknecht AG （海瑞克）公司，加拿 1818 年，英国工程师布鲁诺尔在一次偶然的情况下通过船板上的 大的加拿大Lovat （罗福特）公司以及日本的小松制作所、三菱重工、川崎 蛀孔，发现这种虫子在前进的过程中利用自身的分泌物涂在孔的周围 重工等。国内盾构机主要制造厂有三一重工、中国铁建重工集团、北京 来支撑周围物质得到启示，后来他完善了构思，发明了一种圆形铁壳， 华隧通掘进装备有限公司、北方重工集团有限公司。目前，厂家已经可 同时利用千斤顶在土壤中推进，在铁壳里的工人一边挖掘，一边衬砌轨 以根据不同的工程对象和地质条件、根据不同工程的不同需求来设计 道。从此世界上第一台盾构机便问世了。 盾构机。