盾構(gòu)的分類和適用范圍

一、手掘系統(tǒng)盾構(gòu)

1.手掘式盾構(gòu)

手掘盾構(gòu)是最原始的一類盾構(gòu)，其構(gòu)造簡(jiǎn)單，配備較少，造價(jià)低，目前在地質(zhì)條件較好的工程中仍廣泛使用。盾構(gòu)頂部有活動(dòng)前檐以支護(hù)上部土體。挖土由人工從上往下進(jìn)行，每隔2～3m設(shè)一作業(yè)平臺(tái)，可適應(yīng)各種復(fù)雜地層，開挖面可根據(jù)地質(zhì)條件全部敞開，也可采用正面支撐，隨開挖隨支撐。施工人員可觀察到地層變化情況，遇到樁、孤石等地下障礙物時(shí)，比較容易處理，容易進(jìn)行盾構(gòu)糾偏，也便于在曲線段施工。

2.擠壓式盾構(gòu)

擠壓式盾構(gòu)分為全擠壓及半擠壓兩種，前者將手掘式盾構(gòu)的開挖工作面用胸板封閉起來(lái)，把土層擋在胸板外，沒有水土涌入及土體坍塌的危險(xiǎn)，并省去了出土工序。后者在封閉胸板上局部開孔，土體從孔中擠入盾構(gòu)，裝車外運(yùn)，省去了人工開挖，勞動(dòng)條件比手掘式盾構(gòu)大為改善，效率也成倍提高。擠壓式盾構(gòu)僅適用于軟弱可塑的粘性土層。

3.網(wǎng)格式盾構(gòu)

網(wǎng)格式盾構(gòu)在開挖面裝有鋼制的開口格柵，當(dāng)盾構(gòu)向前推進(jìn)時(shí)，土被網(wǎng)格切成條狀，進(jìn)入盾構(gòu)后運(yùn)走，當(dāng)盾構(gòu)停止推進(jìn)時(shí)，網(wǎng)格起到擋土的作用，有效地防止開挖面坍塌。這種盾構(gòu)對(duì)土體的擠壓作用比擠壓式小，因而引起的地表變形也小些。網(wǎng)格式盾構(gòu)只適用于軟弱可塑的粘性土層，當(dāng)?shù)貙雍畷r(shí)，尚需要輔以降水、氣壓等措施。

二、半機(jī)械式盾構(gòu)

在手掘式盾構(gòu)正面裝上挖土機(jī)械和出土裝置，即成為半機(jī)械式盾構(gòu)。挖土裝置有鏟斗式、
切削式和混合式三種形式。鏟土式適用于粘土和砂礫混合層，切削式適用于硬粘土和硬砂土層，混合式適用于自立性較好的土層。如遇土質(zhì)堅(jiān)硬可安裝軟巖掘進(jìn)機(jī)的切削頭子。其適用范圍基本上與手掘式盾構(gòu)一樣。

三、機(jī)械系統(tǒng)盾構(gòu)

1.機(jī)械式盾構(gòu)

在手掘式盾構(gòu)的切口環(huán)部分，安裝與盾構(gòu)直徑大小相同的旋轉(zhuǎn)大刀盤，對(duì)土體進(jìn)行全斷面開挖的盾構(gòu)，稱為機(jī)械式盾構(gòu)。它適用于各類土層，尤其適用于極易坍塌的砂性土層中的長(zhǎng)隧道，可連續(xù)掘進(jìn)挖土。由刀盤切削產(chǎn)生的土經(jīng)過(guò)刀盤上的預(yù)留槽口進(jìn)入土艙，提升和流入漏斗后，再通過(guò)傳送帶運(yùn)人出土車。這類盾構(gòu)有作業(yè)環(huán)境好、省力、省時(shí)、省工、效率高、后續(xù)設(shè)備多、發(fā)生偏差時(shí)難糾偏、造價(jià)高等特點(diǎn)。

2.泥水加壓盾構(gòu)

泥水加壓盾構(gòu)就是在機(jī)械式盾構(gòu)大刀盤后面設(shè)置一道隔板，隔板與刀盤之間作為泥水室，在開挖面和泥水室中充滿加壓的泥水，通過(guò)加壓作用，保證開挖面土體的穩(wěn)定。盾構(gòu)推進(jìn)時(shí)開挖下來(lái)的土體進(jìn)入泥水室，由攪拌裝置進(jìn)行攪拌，攪拌后的高濃度泥水用流體輸送系統(tǒng)送出地面，把送出的濃泥水進(jìn)行水土分離，然后把分離后的泥水再送入泥水室，不斷循環(huán)使用，其全部工程均由中央控制臺(tái)綜合管理，可實(shí)現(xiàn)施工自動(dòng)化。其適用于以砂性土為主的洪積地層，也較適用于以粘性土為主的沖擊地層，但泥水處理費(fèi)用較高。

3.土壓平衡盾構(gòu)

土壓平衡盾構(gòu)前端有一個(gè)全斷面切削刀盤，盾構(gòu)的中心或下部有長(zhǎng)筒形螺旋運(yùn)輸機(jī)的進(jìn)土口，其出土口在密封艙外。所謂土壓平衡，就是用刀盤切削下來(lái)的土，如同壓縮空氣或泥水一樣充滿整個(gè)密封艙，并保持一定壓力來(lái)平衡開挖面的土壓力。其適用于變形較大的淤泥、軟弱粘土、粘土、粉質(zhì)粘土、粉砂、粉細(xì)砂等土層。