盾构的分类
(Source: UGITEC: History)
(Source: Hitech Tunnel-Digging Machines, Tunnels of Many Shapes)
(Source: Specialized shield tunneling machines)
双圆搭接式 (Φ7.42m x W 12.19m, 1987) (Source: UGITEC: History)
三圆搭接式 (Φ7.8m x W 17.3m, 1994) (Source: Specialized shield tunneling machines
机械式如下图:
挤压式
使用压缩空气抑制地下水侵入已经有很长的历史了。 早在 1828 年,在泰晤士河隧道的建造中,当 Brunel 遇到了大量水侵入时, Calladon 就已经提出了使用压缩空气的建议,而 1886 年 Greathead 首次在盾构施工中引入了这种工法。
压缩空气盾构的原理是空气压力与地下水的静水压力保持平衡, 因此也称为“气压平衡(air pressure balance)盾构”,简称 APB 盾构。 但空气压力不能直接抵抗土压,土压由自然或机械的支撑承受。
压缩空气的压力应高于或等于隧道工作面底部的水压, 由于水压是有明显的梯度的,因此,在顶部过剩的压力会使空气进入地层, 当土壤颗粒由于气流失去平衡时,覆土层较浅的隧道工作面就有泄露而引起“喷发”, 并可能引起灾难性的后果。由于压缩空气盾构有“喷发”的危险,且工作条件极差, 现已被泥水盾构取代。
一种通过控制泥水仓压力来平衡掌子面水土压力的盾构机。 泥水盾构是在机械式盾构的前部设置隔板,装备刀盘及输送泥浆的送排泥管和推进油缸, 在地面上还配备有泥水处理设备。
泥水加压式有两种,一种是直接控制型,
一种是间接控制型。
请观看 Herrenknecht (海瑞克) 制作的视频:
土压平衡盾构 (Eearth Pressure Balanced Shield Machine)
包括以下系统:
不同的盾构适应不同的地层结构。当某一盾构穿越不同地层结构时, 上述任何一种类型都不能单独完成该段隧道的掘进,而根据土层结构布置多台盾构会造成经济性差, 或者布置多台盾构比较困难,则可以将不同形式的盾构进行组合。在掘进的过程中, 根据地层的地质情况进行功能或工作方式的切换和调整;或在不同种类的盾构进行组合时, 适时根据土层情况进行部件更换或调整。这种由不同形式的盾构进行组合的, 以不同的工作原理和方式运行,就称为复合盾构,也叫混合盾构, 英文称为 Mixshield, polyshield 或 combined shield。