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盾构机,全名叫盾构隧道掘进机,是一种隧道掘进的工程机械,现代盾构掘进机集光、机、电、液、传感、信息技术于一体,具有开挖切削土体、输送土碴、拼装隧道衬砌、测量导向纠偏等功能,涉及地质、土木、机械、力学、液压、电气、控制、测量等多门学科技术,而且要按照不同的地质进行“量体裁衣”式的设计制造,可靠性要求极高。盾构掘进机已广泛用于地铁、铁路、公路、市政、水电等隧道工程。
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在粉质粘土、粉砂、粉细砂等的粘性土层中,开挖面稳定机构的排土方式是:由刀盘切削后的泥土入土腔内,在土腔内的土压与开挖面的土压(在粘性土中,开挖面土压与水压的混合、压力作用)达到平衡的同时,由螺旋输送机把开挖的泥土送往后部,再从出土闸门口出土。
这种机构首先是由挖掘的泥土充满土腔,在软弱的粘性土地层中,由刀盘切削后的泥土强度一般都比原状土的强度低,因而易流动。即使是在内聚力很高的土层中,也由于刀盘的搅拌作用和螺旋输送机的搬运作用搅乱了土体,使土的流动性增大,因此充满在土腔内和螺旋输运机内泥土的土压、可与开挖面的土压达到相等。
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土压盾构又称削土密闭式或泥土加压式盾构。它的前端有一个全断面切削刀盘,切削刀盘的后面有一个贮留切削土体的密封舱,在密封舱中心线下部装置长筒形螺旋输送机,输送机一头设有出入口,如上图所示。所谓土压平衡就是密封舱中切削下来的土体和泥水充满密封舱,并可具有适当压力与开挖面土压平衡,以减少对土体的扰动,控制地表沉降。这种盾构可节省泥水盾构中所必须的泥水平衡及泥水处理装置的大量费用,主要适用于粘性土或有一定粘性的粉砂土。现已有加水或加泥水的新型土压平衡盾构,可适用于多种土层。
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