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機(jī)械社區(qū)

標(biāo)題: 盾構(gòu)機(jī)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) [打印本頁(yè)]

作者: 掃街 時(shí)間: 2009-8-21 14:40
標(biāo)題: 盾構(gòu)機(jī)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)
盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)(Shield) 是地面下暗挖施工隧道的專(zhuān)用工程機(jī)械,，它具有一個(gè)可以移動(dòng)的鋼結(jié)構(gòu)外殼(盾殼),，內(nèi)裝有開(kāi)挖、排土,、拼裝和推進(jìn)等機(jī)械裝置,，可以進(jìn)行開(kāi)挖、支護(hù),、襯砌等多種作業(yè)的一體化施工,，被廣泛應(yīng)用于地鐵、鐵路、公路,、市政,、水電隧道工程建設(shè)。目前,，在歐美等發(fā)工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家使用盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行施工的城市隧道已占90%以上,。
現(xiàn)代盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)機(jī)集液壓、機(jī)電控制,、測(cè)控,、計(jì)算機(jī)、材料等各類(lèi)技術(shù)于一體,，屬于技術(shù)密集型產(chǎn)品,，其生產(chǎn)主要集中在日本、德國(guó),、英國(guó),、美國(guó)、加拿大等少數(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家,，其中又以德國(guó),、美國(guó)、日本技術(shù)最為先進(jìn),。
盾構(gòu)機(jī)的種類(lèi)
盾構(gòu)機(jī)的機(jī)型種類(lèi)很多,。根據(jù)地層條件和具體施工方法的不同，隧道盾構(gòu)機(jī)可分為硬巖隧道掘進(jìn)機(jī)(即TMB),、軟巖隧道盾構(gòu)機(jī),。而按開(kāi)挖面的閉合程度，可分為開(kāi)敞式,、半開(kāi)敞式和封閉式,。其中，開(kāi)敞式又可細(xì)分為人工開(kāi)挖盾構(gòu),、半機(jī)械開(kāi)挖盾構(gòu),、機(jī)械開(kāi)挖盾構(gòu)；半開(kāi)敞式也有擠壓盾構(gòu)和網(wǎng)格盾構(gòu)之分,，而封閉式則可進(jìn)一步分為泥水加壓平衡盾構(gòu)(含直接控制型,、間接控制型兩種)、土壓平衡盾構(gòu)(包括普通型,、加泥型,、加水型、泥漿型等種類(lèi)),。還有將兩種類(lèi)型復(fù)合在一起的復(fù)合型,，也包括泥水型,、土壓型、敞開(kāi)型等多種,，此外,，還有適用于城市地下工程，如市政供排水,、電纜管道建設(shè)的微型盾構(gòu),。而目前作為主流技術(shù)的，主要有泥水加壓平衡盾構(gòu)機(jī),、土壓平衡盾構(gòu)機(jī),、復(fù)合型盾構(gòu)機(jī)、TMB掘進(jìn)機(jī)和微型盾構(gòu)機(jī)五種,。
（1）泥水加壓平衡盾構(gòu)機(jī)5^Ky8f!U&| M
泥水加壓平衡盾構(gòu)由盾殼,、開(kāi)挖機(jī)構(gòu)、推進(jìn)機(jī)構(gòu),、送排泥漿機(jī)構(gòu),、拼裝機(jī)構(gòu)及附屬裝置組成。是目前各種盾構(gòu)中最復(fù)雜,、價(jià)格最貴的一種,。它適用范圍較大，多用于含水率高的軟弱土質(zhì)中,，是一種低沉降,、較安全的施工機(jī)械，對(duì)穩(wěn)定的地層優(yōu)點(diǎn)尤為明顯,，其工作效率要高于土壓平衡盾構(gòu)機(jī)，但隨著土砂百分比的增加,，會(huì)出現(xiàn)泥水分離難度增大的不足,。2by7K{8D
泥水平衡盾構(gòu)機(jī)的主要生產(chǎn)廠商有：日本川崎重工、三菱重工,、小松盾構(gòu)以及德國(guó)的海瑞克公司
（2）土壓平衡盾構(gòu)機(jī)RgDPc'k%H)U:E#c
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土壓平衡盾構(gòu)是在泥水加壓盾構(gòu)基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的一種新型盾構(gòu),。主要由盾殼、開(kāi)挖機(jī)構(gòu),、推進(jìn)機(jī)構(gòu),、排土機(jī)構(gòu)、拼裝機(jī)構(gòu)及附屬裝置組成,。土壓平衡盾構(gòu)通過(guò)對(duì)土壓管理,，保持土壓或土碴量的相對(duì)平衡與穩(wěn)定來(lái)進(jìn)行工作�,？蓮V泛適用于對(duì)沖積粘土,、洪積粘土砂質(zhì)土、砂、砂礫,、卵石等地質(zhì)的施工,，不需分離裝置，占地面積少,，施工時(shí)的覆土層可相對(duì)較淺,。日本川崎重工、德國(guó)的海瑞克公司,、加拿大的lovat公司均有此類(lèi)產(chǎn)品出售,。
（3）組合式盾構(gòu)機(jī)
組合式盾構(gòu)機(jī)開(kāi)挖面穩(wěn)定，施工方法可視土質(zhì)情況的變化而轉(zhuǎn)換,，因此適應(yīng)范圍較廣,，根據(jù)需要可以從土壓平衡轉(zhuǎn)換為泥水加壓方式，土料輸送可由螺旋輸料器轉(zhuǎn)為泥漿及管道輸送,。有一定知名度的產(chǎn)品有川崎重工推出的直徑為10.2m組合式盾構(gòu)機(jī)產(chǎn)品,；德國(guó)的海瑞克出品的直徑為14.2m的盾構(gòu)機(jī)，則為目前世界上該類(lèi)機(jī)型直徑最大的產(chǎn)品,。Y'a0hKhY\5UD"Ja
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（4）全斷面硬巖掘進(jìn)機(jī)（TBM掘進(jìn)機(jī)）
全斷面硬巖掘進(jìn)機(jī)是由盾構(gòu)技術(shù)發(fā)展而來(lái),。通常適用于硬基地層。其施工特點(diǎn)是穩(wěn)定性良好,、施工速度快,、隧道成型好、對(duì)周?chē)h(huán)境影響小,。施工隧道直徑大體從1.83m到11.93m,，但使用最多的是3-6m直徑范圍，直徑6m以上可按工程要求按需供應(yīng),；開(kāi)挖巖層的抗壓強(qiáng)度范圍從3MPa到385MPa,，但大多數(shù)為50-150Mpa之間。日本川崎重工,、德國(guó)的海瑞克公司,、wirth公司、美國(guó)的Robbins公司,、加拿大的lovat公司等均有該機(jī)型產(chǎn)品,，其中，日本川崎重工出品的三圓心組合TBM機(jī)的外形尺寸可高達(dá)10.04×15.84m,，為目前世界上直徑最大的TBM掘進(jìn)機(jī),。
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（5）微型盾構(gòu)機(jī)
行業(yè)內(nèi)通常把直徑小于3m的盾構(gòu)稱(chēng)為微型盾構(gòu)。該類(lèi)機(jī)型主要用于市政供排水管道,，電纜管道等的建造,。
目前德國(guó)wirth公司出品了RVS80,， RVSl60， RVS250-RVSl200型號(hào)的產(chǎn)品,；加拿大的lovat公司歐洲分部也有直徑小于1.5m的產(chǎn)品出售,，如MS40PJS產(chǎn)品直徑為1m，另外還有2m的產(chǎn)品,。美國(guó)Robbins公司產(chǎn)品直徑一般為1.8,、2.1、2.2,、2.4m,，其中直徑1.8m的產(chǎn)品，挖掘隧道長(zhǎng)度可達(dá)125m,。德國(guó)的海瑞克公司研發(fā)了AVN250-1200的產(chǎn)品系列,，其直徑從250-700mm不等，規(guī)格多達(dá)十余種,�,？傮w而言，該領(lǐng)域技術(shù)當(dāng)數(shù)日本小松公司最為領(lǐng)先,，其開(kāi)發(fā)了直徑從0.15到2.95m數(shù)十種規(guī)格的產(chǎn)品,。其中0.15m直徑的微型盾構(gòu)為迄今為止世界上最小的該類(lèi)產(chǎn)品。
大的國(guó)內(nèi)做不了,微型的國(guó)內(nèi)也做不了嗎?太讓人失望了

盾構(gòu)機(jī)發(fā)展方向　0xR:vm,[G)a a
（1）開(kāi)發(fā)新型盾構(gòu)
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開(kāi)發(fā)用于海底,、江底公路隧道的大口徑圓形斷面隧道掘進(jìn)機(jī)（Φ≥16m）,，實(shí)現(xiàn)單向3車(chē)道，達(dá)到高速公路車(chē)流要求,；開(kāi)發(fā)小口徑(Φ<1m)盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī),，對(duì)市區(qū)密集建筑有自動(dòng)導(dǎo)向、自動(dòng)避開(kāi)硬塊等功能,；開(kāi)發(fā)異形斷面隧道掘進(jìn)機(jī),，滿足城市共同溝構(gòu)筑的要求�,！　�v;B$L @e
（2）改進(jìn)刀盤(pán)和刀具
刀盤(pán)、刀具是隧道掘進(jìn)機(jī)上的重要組成部分之一,。研究,、開(kāi)發(fā)不僅能自動(dòng)更換刀盤(pán)而且刀頭具有耐熱、耐磨,、耐腐蝕高硬度的材料,，使得在隧道掘進(jìn)機(jī)上安置的刀具既可切削堅(jiān)硬的巖石，又可攪削含水軟土層(即混合形盾構(gòu)),，達(dá)到對(duì)多種不同性質(zhì)的土層作穩(wěn)定掘削,。
（3）開(kāi)發(fā)激光,、陀螺并用的自動(dòng)方向控制，新的衛(wèi)星GPS定位系統(tǒng),，從而迅速準(zhǔn)確地判斷隧道掘進(jìn)機(jī)姿態(tài)和設(shè)計(jì)軸線的偏差,。　�,。�4）提高隧道掘進(jìn)機(jī)止水性能,，加強(qiáng)土砂入口密封止水性能；開(kāi)發(fā)新型的耐壓性能和彈性止水性能良好的壓力平衡式盾尾密封裝置,�,！�
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（5）進(jìn)一步提高千斤頂推進(jìn)速度(0.1m/min)，控制切削速度和進(jìn)切深度,。增設(shè)刀盤(pán)的制冷裝置,；適當(dāng)擴(kuò)大刀盤(pán)縫隙；增加滾筒式刀頭,，提高對(duì)較大卵石,、石塊破碎能力；采用雙線路排泥系統(tǒng),，提高泥水分離處理能力,，使其與雙線路排泥系統(tǒng)適應(yīng)。這樣,，可大幅度地提高推進(jìn)速度,。　　
（6）開(kāi)發(fā)強(qiáng)度高,、流動(dòng)性好的鋼纖維混凝土襯砌系統(tǒng),。　
（7）研制開(kāi)發(fā)在大坡度,、小曲率半徑線路上施工的盾構(gòu),。　　
（8）管片制作,、運(yùn)輸,、拼裝的新技術(shù)和裝備�,！　�
（9）開(kāi)發(fā)新的接縫防水材料,，更新接縫防水、堵漏的施工工藝,，徹底解決隧道襯砌滲漏問(wèn)題,。
（10）研制盾構(gòu)穿越特殊有害地層的施工藝和技術(shù)裝置。

作者: 51機(jī)械動(dòng)畫(huà) 時(shí)間: 2011-4-17 12:16
現(xiàn)在最大直徑的好象是15米,的確是個(gè)開(kāi)挖隧道的利器.

作者: 天空的櫻花 時(shí)間: 2011-4-18 09:54
我天啊 ,，小時(shí)候看電視一直在找盾構(gòu),，不知道是什么東西

作者: xiaoshxin 時(shí)間: 2012-7-13 17:13
這方面中國(guó)還沒(méi)有打破國(guó)外的壟斷吧

作者: 懷念昔日熊貓 時(shí)間: 2012-7-18 21:01
有一些錯(cuò)誤,，硬巖掘進(jìn)機(jī)不是從盾構(gòu)發(fā)展出來(lái)的，特別是敞開(kāi)式,，和盾構(gòu)幾乎完全不同,。單護(hù)盾和雙護(hù)盾硬巖掘進(jìn)機(jī)是借鑒了盾構(gòu)的某些理念，但是碎巖機(jī)制完全不同,，而且在硬巖中的適用性也相對(duì)較差,。

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