盾構(gòu)施工概論及盾構(gòu)選型

盾構(gòu)施工概論盾構(gòu)的歷史沿革盾構(gòu)的誕生第一臺盾構(gòu)的誕生。法國工程師布魯諾爾在倫敦從船蛀在船板上蛀孔，再利用分泌物涂在孔的四周得到啟示，發(fā)現(xiàn)了盾構(gòu)法掘進隧道的原理。后來，布魯諾爾完善了構(gòu)思，1806年注冊了專利，布魯諾爾構(gòu)想的盾構(gòu)機內(nèi)部結(jié)構(gòu)由不同的單元格組成，每個單元格可容納一個工人獨立工作并對工人起到保護作用，此后，布魯諾爾逐步完善了盾構(gòu)結(jié)構(gòu)的機械系統(tǒng)，設(shè)計成用全段面螺旋式開挖的封閉式盾殼，襯砌緊隨其后的方式。布魯諾爾在倫敦泰晤士河下的隧道工程中首次使用了這種盾構(gòu)，這是一臺矩形盾構(gòu)，就這樣第一臺盾構(gòu)誕生了。幾個歷史階段1869年,格瑞海德第一次發(fā)明了圓形盾構(gòu)。格瑞海德用圓形盾構(gòu)再次在泰晤士河下修建了隧道，隧道襯砌第一次采用了鑄鐵的襯砌管片。格瑞海德的圓形盾構(gòu)成為后來大多數(shù)盾構(gòu)的模型。1886年,格瑞海德在倫敦地下施工中第一次將壓縮空氣方法與盾構(gòu)施工掘進組合使用。1896年,普萊斯第一次將格瑞海德盾構(gòu)與旋轉(zhuǎn)刀盤組合在一起，切削輪由四個輻條臂組成，在臂裝有切削和刮削的工具，切削輪上設(shè)有鏟斗，將土料提升并倒入斜槽入料斗并運走。1963年日本SATOKOGYO公司發(fā)明第一臺土壓平衡盾構(gòu)。1896年,德國發(fā)明了早期的泥水盾構(gòu),1964年英國的三位工程師發(fā)明了現(xiàn)代的泥水盾構(gòu)。1907年,德國漢堡的易北河第一隧道修建。1917年,日本引進盾構(gòu)法用于日本地鐵。1962年,中國上海開始盾構(gòu)試驗,網(wǎng)格式盾構(gòu)。1985年,德國的WAYSSFREYTAG和HERRENKNECHT發(fā)明了混合盾構(gòu)。全球的發(fā)展水平盾構(gòu)法得到廣泛應(yīng)用到20世紀初，盾構(gòu)施工法在英、美、德、俄、法、日等國開始推廣。1917年日本開始在鐵羽越線的折返段隧道施工中引進盾構(gòu)法，1938年正式在國鐵關(guān)門隧道應(yīng)用盾構(gòu)法施工，為日本盾構(gòu)技術(shù)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。1967年由英國提出的泥水加壓系統(tǒng)在日本得到了實施，日本研制成功第一臺有切削刀盤、水力出土的泥水加壓式盾構(gòu)（直徑為3.1m）。1974年日本獨創(chuàng)性地研制成功土壓平衡盾構(gòu)，同時德國Wayss&Freytag也研制成功頗具特點的膨潤土懸浮液支撐開挖面的泥水平衡盾構(gòu)。之后，盾構(gòu)技術(shù)得到了迅猛發(fā)展，已成功應(yīng)用于各種公路隧道、地鐵隧道、引水隧道以及市政公用設(shè)施隧道等。盾構(gòu)技術(shù)突飛猛進縱觀盾構(gòu)隧道掘進180多年的發(fā)展歷史，盾構(gòu)隧道施工法和盾構(gòu)掘進機的改進都是在圍繞著：①地層穩(wěn)定和地面沉降控制；②機械化、自動化掘進和掘進速度；③襯砌和隧道質(zhì)量，這三個要素進行盾構(gòu)掘進機的改進和施工方法的革命。傳統(tǒng)的盾構(gòu)法是把這三個要素分別獨立考慮的，把地層穩(wěn)定處理作為盾構(gòu)的輔助方法，主要有降低地下水位法、改良地基法、凍結(jié)法及氣壓法等。在盾構(gòu)掘進機本身結(jié)構(gòu)上沒有考慮對地層穩(wěn)定的影響或減少和防止地面沉降，盾構(gòu)一般為敞胸式結(jié)構(gòu)。然而，任何地層穩(wěn)定處理方法即使能抑制對地層的影響，也很難滿足在城市內(nèi)施工時的各種要求，特別是關(guān)系到地面建筑安全的地面沉降問題，所以，很自然地發(fā)展到下一代盾構(gòu)——閉胸式盾構(gòu)?，F(xiàn)代盾構(gòu)的一個最為顯著的特點就是統(tǒng)籌考慮盾構(gòu)法的這三個要素，用盾構(gòu)掘進機設(shè)備本身解決工作面穩(wěn)定的問題。用壓縮空氣平衡土壓力的方法，由于容易發(fā)生漏氣、噴發(fā)、工作面崩塌等事故，和造成地面沉降等對環(huán)境的不良影響，尤其在遇到粘聚力小、透氣性的地層這種方法無法勝任。自然，人們想到用液體代替空氣來支撐工作面，最初在德國和英國進行了有關(guān)的試驗，1967年日本完成了這一系統(tǒng)，即產(chǎn)生了現(xiàn)代概念上的泥水平衡盾構(gòu)。泥水平衡盾構(gòu)是靠送入工作面與密閉胸板間所形成空腔的加壓泥水平衡土壓、保持工作面穩(wěn)定，并用泥水輸送刀盤切削下來的棄土，這個方法的問世使工作面穩(wěn)定狀況大大改善，盾構(gòu)法的適用范圍被大大拓寬，盾構(gòu)掘進機得到了前所未有的發(fā)展。然而，由于泥水平衡盾構(gòu)需要大規(guī)模的泥水分離處理系統(tǒng)，占地面積大，對環(huán)境影響大，施工成本高，對城市內(nèi)施工的隧道這個系統(tǒng)并不理想。繼而在1974年日本首先研制成功土壓平衡盾構(gòu)，這一系統(tǒng)是將刀盤切削下來的棄土送入前端密閉倉內(nèi)，攪拌或注入添加劑攪拌成塑流化的棄土并與螺旋型輸送機等機構(gòu)相結(jié)合，邊使工作面保持適當穩(wěn)定的壓力，邊通過螺旋輸送機向外排土。這一系統(tǒng)由于排土處理簡單，可靠性較高，得到了廣泛的應(yīng)用?，F(xiàn)代盾構(gòu)掘進機雖然在部件結(jié)構(gòu)、驅(qū)動方式、自動控制、測控導(dǎo)向等方面做了很大的改進，但是這些工作面壓力平衡的原理和方法一直沿用至今。當今盾構(gòu)基本都是基于泥水平衡和土壓平衡這兩種模式，或是這兩種模式的組合，或是這兩種模式與開胸式組合，形成復(fù)合型盾構(gòu)以適應(yīng)地層條件多變的隧道施工的要求。全球從事盾構(gòu)生產(chǎn)設(shè)計的制造商也越來越多據(jù)不完全統(tǒng)計，目前國外盾構(gòu)機的主要制造廠有18家，集中在日本和歐美，如日本的三菱重工、川崎重工、小松制作所、日立造船、石川島播磨重工，德國的海瑞克公司、維爾特公司，美國的羅賓斯公司，加拿大的羅法特公司等。各個廠家可以根據(jù)不同的地質(zhì)條件和不同的工程對象，以及使用單位的不同要求，設(shè)計、生產(chǎn)出不同直徑、不同類型、以及有特殊要求的盾構(gòu)機，以滿足用戶的需要，其工藝和設(shè)備先進。中國的現(xiàn)狀中國應(yīng)用現(xiàn)代盾構(gòu)近30年，目前在用近200臺；全世界最大直徑的盾構(gòu)、雙圓、矩型盾構(gòu)、各種復(fù)合式盾構(gòu)的應(yīng)用；多家研發(fā)機構(gòu)、制造商紛紛投入，研發(fā)自主知識產(chǎn)權(quán)的盾構(gòu)；使用盾構(gòu)的承包商達60家之多，施工水平不斷提高；盾構(gòu)的從業(yè)人員達到幾十萬人。盾構(gòu)設(shè)備生產(chǎn)廠商的情況HerrenknechtKOMATSUWIRTHHITACHINFMIHIRobinsLovatKAWASAKIRASAMITSUBISHI德國海瑞克（HerrenknechtAG）1977年，馬丁·海瑞克先生創(chuàng)辦了海瑞克公司；1980年，在靠近法國和瑞士邊境的德國南部施瓦諾（Schwanau）設(shè)立了辦公室和生產(chǎn)車間。公司總部距離斯圖加特機場、斯特拉斯堡機場（法國）以及巴塞爾機場（瑞士）都很近。今天，公司員工分布于世界各地，已超過1,400人。其中，公司總部有1,000人。公司的生產(chǎn)和組裝面積已增長到59,900m2，擁有現(xiàn)代化的生產(chǎn)廠房和辦公設(shè)施。作為隧道設(shè)備生產(chǎn)商，海瑞克公司的設(shè)備尺寸完全，能適應(yīng)各種地質(zhì)狀況。因此，從設(shè)備覆蓋范圍方面來說，海瑞克公司是獨一無二的：擁有直徑從4,000mm到15,440mm用于公路、鐵路、地鐵及輸水隧道施工的大直徑機器到外徑僅100mm的全自動微型隧道掘進機、房屋管件連接設(shè)備和水平定向鉆設(shè)備，機器適用于從軟質(zhì)、含水非粘性地層到抗壓強達到300MPa的硬巖的各種地質(zhì)條件。尤其是在大直徑隧道掘進機技術(shù)方面，海瑞克公司在長距離隧道和高工作壓力施工上獲得了豐富的經(jīng)驗。在25年的隧道施工行業(yè)中，海瑞克公司一直是一些重大隧道工程的TBM供應(yīng)商。在荷蘭西西爾德、瑞典哈蘭德拉斯、馬德里、巴塞羅那、易北河等隧道工程中大顯身手。在中國參與并完成了香港、北京、天津、廣州、深圳、南京、重慶等城市的地下隧道及越江隧道工程。至今，海瑞克公司已向世界范圍內(nèi)的客戶提供了超過1,200臺的隧道掘進設(shè)備。德國維爾特Wirth法NFM集團德國維爾特公司1895年建立，自1916年以來生產(chǎn)鉆機和泵，1965年以來生產(chǎn)全斷面隧道掘進機(TBMs)。大約90%的產(chǎn)品出口，產(chǎn)品行銷超過60個國家和地區(qū)。NFM技術(shù)公司是一家法國的實業(yè)公司，于2001年11月1日加入德國維爾特公司，專門開發(fā)和制造工業(yè)設(shè)備和特殊用途設(shè)備（比如，全斷面隧道掘進機），處理和舉升設(shè)備等高性能設(shè)備。美國羅賓斯公司（ROBBINS）美國羅賓斯公司是一家從事地下挖掘設(shè)備的設(shè)計,制造,銷售和租賃等業(yè)務(wù)的公司，專門生產(chǎn)各種挖掘材料,包括提供與傳統(tǒng)的“鉆孔爆破”方法完全不同的在堅硬的巖層進行機械作業(yè)的方法?，F(xiàn)今，巖石掘進機械提供了一種比鉆孔爆破法更值得的高效隧道挖掘方法。鉆孔爆破法需要按此分開程序操作:先鉆出小孔,然后裝入炸藥,爆破,通風,最后裝巖出碴。反復(fù)如此進行作業(yè)。而巖石機械挖掘法是一個連續(xù)地從隧道表面“切開”巖石體的過程，然后通過傳送帶機或坑道車直接把碴從隧道內(nèi)運出來。羅賓斯公司的主要產(chǎn)品是全斷面隧道掘進機(TBMs)。TBMs被應(yīng)用于開挖經(jīng)過各種各樣地質(zhì)狀況的圓剖面隧道,從一般土壤到堅硬巖石層。羅賓斯已經(jīng)生產(chǎn)出了隧道挖掘直徑從1.6到12.87米的全斷面隧道掘進機(TBMs)，機器重量從50公噸到1500公噸以上,總裝機功率從300千瓦到3000千瓦以上。羅賓斯公司也設(shè)計和銷售范圍很廣的其他能使TBM得到高效率的運用的設(shè)備和服務(wù)。使用左邊的菜單可以發(fā)現(xiàn)關(guān)于我們的小型掘進設(shè)備(SBUs),隧道出碴系統(tǒng),支持系統(tǒng),切削刀,零部件，人員和全部的隧道開挖技術(shù)。羅賓斯公司已經(jīng)設(shè)計制造了超過250臺全斷面隧道掘進機(TBMs)。在本年底將有超過50臺羅賓斯TBMs機器投入使用。這足以證明羅賓斯的設(shè)備質(zhì)量非?？煽俊Ｈ毡敬ㄆ橹毓ぃ↘awasakiHeavyIndustries,Ltd.）川崎重工創(chuàng)立于1896年10月15日，是從修船、造船發(fā)展起來的日本著名公司，在現(xiàn)代航海技術(shù)中處于領(lǐng)先的地位，此外還生產(chǎn)飛機和航空設(shè)備，機場登機系統(tǒng)、行李系統(tǒng)，鐵路車輛，大型橋梁結(jié)構(gòu)，供電、供熱、天然氣輸送設(shè)備，環(huán)境工程設(shè)施等，同時也是機器人生產(chǎn)的先鋒廠家。在地下施工機械方面，已生產(chǎn)出1200多臺軟巖和硬巖挖掘機，如東京市神田川地下調(diào)蓄工程用的直徑為13.94m的盾構(gòu)機，東京灣海底隧道14.14m直徑的盾構(gòu)機，英法海峽隧道開挖用的盾構(gòu)機，以及上海地鐵隧道用的盾構(gòu)機等。日本三菱重工（MitsubishiHeavyIndustries,Ltd.）日本三菱是一家具有100多年歷史的企業(yè)集團，目前的經(jīng)營范圍除保持傳統(tǒng)的造船業(yè)、汽車制造業(yè)和化工業(yè)外，還涉及金融領(lǐng)域，近些年來并涉足核能源、宇宙航天、生態(tài)環(huán)境和深海開發(fā)等尖端技術(shù)領(lǐng)域；其屬下的直系企業(yè)有29家，三菱重工是其中的一家，為世界各地提供軟、硬土盾構(gòu)掘進設(shè)備的建設(shè)機械部是三菱重工旗下神戶造船所的一個分支。從1939年制造日本第一臺手掘盾構(gòu)機起，至2003年神戶造船所就一共制造了1608臺盾構(gòu)機，其中包括土壓平衡、泥水平衡、雙圓、三圓、MMST等各種類型，數(shù)量和種類可謂世界第一，技術(shù)居國際之首。如開挖英法海峽交通隧道用的盾構(gòu)機，其中就有兩臺是該公司制造的。曾向法國里昂地區(qū)提供直徑為11m的土壓平衡式盾構(gòu)機，為上海延安東路第二條過江隧道工程生產(chǎn)泥水加壓式盾構(gòu)機，為東京灣海底隧道生產(chǎn)了直徑14.14m的泥水加壓式盾構(gòu)機等。在這1608臺盾構(gòu)中，日本三菱創(chuàng)造了多個第一。除第一臺日本手掘盾構(gòu)外，1970年三菱制造了日本最早的泥水盾構(gòu)，直徑7290mm；1986年制造了馬蹄形機械挖掘盾構(gòu)；1989年為英法海峽隧道提供了2臺土壓盾構(gòu)；1991年制造了馬蹄形的ECL盾構(gòu)；1992年為法國里昂高速公路制造了直徑為10.96m的土壓盾構(gòu)；1993年制造了迄今最大的雙圓盾構(gòu)；1994年為日本東京灣隧道制造了3臺當時最大的泥水盾構(gòu)；1995年制造了三圓盾構(gòu)；1996年，為滿足共同溝施工需要，制造了7950mm×5420mm的矩形盾構(gòu)；同年又完成了球形刀盤盾構(gòu)。1997年三菱為川崎高速提供了MMST盾構(gòu)；同年三菱又將泥土加壓盾構(gòu)的直徑刷新為11.52m；1999年三菱生產(chǎn)了第一臺子母盾構(gòu)；2001年在大阪共同溝工程項目中，三菱制造了最大的MSD盾構(gòu)，直徑為8.07m，解決了盾構(gòu)對接技術(shù)。日本小松制作所（KomatsuLtd.）成立于1921年的日本小松制作所（株式會社）是跨行業(yè)領(lǐng)域的跨國集團公司，至今已有80年的歷史。集團公司是由包括小松公司在內(nèi)的142家公司(控、持股對象)組成。公司主要產(chǎn)品除了始終處于世界領(lǐng)先地位的建筑工程機械、產(chǎn)業(yè)機械以外，同時還涉足電子工程、環(huán)境保護、工程事業(yè)、土木工程、運輸、流通機械、金屬材料制造和銷售，軟件以及金融、服務(wù)業(yè)等高科技領(lǐng)域。其隧道工程機械包括盾構(gòu)機、巖石掘進機和頂管機。加拿大羅浮特公司（LOVAT）加拿大羅法特公司成立于1972年，在傳統(tǒng)的盾構(gòu)機設(shè)計上處于世界領(lǐng)先地位。產(chǎn)品廣泛應(yīng)用服務(wù)于地鐵、鐵路、公路、暗渠、市政、電信等隧道建設(shè)，擅長于風化巖石、混合土質(zhì)、軟土、土壓平衡式和泥水式盾構(gòu)機的制造，開挖盾構(gòu)直徑從0.75米到17米。LOVAT盾構(gòu)機具有高精技術(shù)和更可靠的施工安全性及質(zhì)量特點。除此之外，LOVAT是唯一能提供從盾構(gòu)機的全面設(shè)計、制造、檢測和試驗的公司。盾構(gòu)的分類手掘系統(tǒng)盾構(gòu)手掘式盾構(gòu)（敞開式盾構(gòu)或叫普通盾構(gòu)）手掘盾構(gòu)是最原始的一類盾構(gòu)，其構(gòu)造簡單，配備較少，造價低，目前在地質(zhì)條件較好的工程中仍廣泛使用。盾構(gòu)頂部有活動前檐以支護上部土體。挖土由人工從上往下進行，每隔2～3m設(shè)一作業(yè)平臺，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，比較容易處理，容易進行盾構(gòu)糾偏，也便于在曲線段施工。擠壓式盾構(gòu)（普通閉式盾構(gòu)或擠壓式盾構(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，把土層擋在胸板外，沒有水土涌入及土體坍塌的危險，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，省去了人工開挖，勞動條件比手掘式盾構(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。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，當盾構(gòu)向前推進時，土被網(wǎng)格切成條狀，進入盾構(gòu)后運走，當盾構(gòu)停止推進時，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?shù)貙雍畷r，尚需要輔以降水、氣壓等措施。半機械式盾構(gòu)在手掘式盾構(gòu)正面裝上挖土機械和出土裝置，即成為半機械式盾構(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)堅硬可安裝軟巖掘進機的切削頭子。其適用范圍基本上與手掘式盾構(gòu)一樣。機械系統(tǒng)盾構(gòu)機械式盾構(gòu)（機械式閉式盾構(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，對土體進行全斷面開挖的盾構(gòu)，稱為機械式盾構(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隧道，可連續(xù)掘進挖土。由刀盤切削產(chǎn)生的土經(jīng)過刀盤上的預(yù)留槽口進入土艙，提升和流入漏斗后，再通過傳送帶運人出土車。這類盾構(gòu)有作業(yè)環(huán)境好、省力、省時、省工、效率高、后續(xù)設(shè)備多、發(fā)生偏差時難糾偏、造價高等特點。泥水加壓盾構(gòu)泥水加壓盾構(gòu)就是在機械式盾構(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，通過加壓作用，保證開挖面土體的穩(wěn)定。盾構(gòu)推進時開挖下來的土體進入泥水室，由攪拌裝置進行攪拌，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綜合管理，可實現(xiàn)施工自動化。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，但泥水處理費用較高。土壓平衡盾構(gòu)土壓平衡盾構(gòu)前端有一個全斷面切削刀盤，盾構(gòu)的中心或下部有長筒形螺旋運輸機的進土口，其出土口在密封艙外。所謂土壓平衡，就是用刀盤切削下來的土，如同壓縮空氣或泥水一樣充滿整個密封艙，并保持一定壓力來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、粉細砂等土層。盾構(gòu)的選型選型的重要性盾構(gòu)與項目的唯一性關(guān)系盾構(gòu)機的選型必須做到針對不同的工程，不同的地質(zhì)特點進行“量體裁衣”式設(shè)計和選型，才能使盾構(gòu)機更好的適應(yīng)工程施工要求。根據(jù)盾構(gòu)施工法的特點，盾構(gòu)機選型主要取決于盾構(gòu)經(jīng)過的地層的地質(zhì)情況，同時，所選盾構(gòu)機必須具有與工期相適應(yīng)的掘進速度，而且能夠滿足隧道施工的要求。對盾構(gòu)機有如下要求：盾構(gòu)機必須具備較強的穩(wěn)定開挖面、防止開挖面坍塌的能力。要具有能夠適應(yīng)不同地層的刀盤。在地質(zhì)復(fù)雜區(qū)段中，有必要的手段能夠?qū)η胺降貙舆M行超前探測，以便及時采取相應(yīng)的施工技術(shù)措施。能夠防止突發(fā)地下水和開挖面坍塌的襲擊，應(yīng)設(shè)置緊急關(guān)閉土倉的裝置。盾構(gòu)機有良好的密封性能。導(dǎo)向系統(tǒng)精度高，導(dǎo)向準確。為能及時更換刀具，人員必須進入土倉，應(yīng)提供可靠的安全裝置保護人員安全。正確的盾構(gòu)選型是工程成敗的決定性因素歷史上許多選型失敗的慘痛教訓(xùn)選型原則盾構(gòu)類型與地層的關(guān)系

盾構(gòu)選型應(yīng)從安全性、可靠性、經(jīng)濟性等方面綜合考慮，所選擇的機型要能盡量減少輔助施工法并確保施工安全可靠。不同類型的盾構(gòu)適應(yīng)的地質(zhì)范圍不同，盾構(gòu)選型的主要依據(jù)是土質(zhì)條件、巖性，要確保所選擇的盾構(gòu)能適應(yīng)地質(zhì)條件，保持開挖面穩(wěn)定。土壓平衡盾構(gòu)是依靠推進油缸的推力給土倉內(nèi)的開挖土碴加壓，使土壓作用于開挖面使其穩(wěn)定，主要適用于粉土、粉質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)粉土和粉砂層等粘稠土壤的施工。泥水盾構(gòu)利用循環(huán)懸浮液的體積對泥漿壓力進行調(diào)節(jié)和控制，采用膨潤土懸浮液（俗稱泥漿）作為支護材料。開挖面的穩(wěn)定是將泥漿送入泥水平衡倉內(nèi)，在開挖面上用泥漿形成不透水的泥膜，通過該泥膜保持水壓力，以平衡作用于開挖面的土壓力和水壓力。開挖的土砂以泥漿形式輸送到地面，通過泥水處理設(shè)備進行分離，分離后的泥水進行質(zhì)量調(diào)整，再輸送到開挖面。

盾構(gòu)類型與水壓及滲透性的關(guān)系地層滲透系數(shù)是盾構(gòu)選型的重要因素。根據(jù)歐美和日本的施工經(jīng)驗，當?shù)貙拥臐B透系數(shù)小于10-7m/s時可以選用土壓平衡盾構(gòu)；當?shù)貙拥臐B透系數(shù)在10-7m/s和10-4m/s之間時既可選用土壓平衡盾構(gòu)也可選用泥水盾構(gòu)；當?shù)貙拥臐B透系數(shù)大于10選型的依據(jù)水文地質(zhì)條件:巖性的抗壓、抗拉、粒徑、成層、開挖面穩(wěn)定性、地下水位、水壓、水量、有無障礙物。設(shè)計:斷面尺寸、設(shè)計線型、坡度、襯砌類型。環(huán)境條件:始發(fā)、到達條件、沿線的地面建筑物、地下管線條件、水電條件。工期條件:掘進速度、效率的要求。造價。選型的內(nèi)容盾構(gòu)的類型:土壓、泥水、泥水土壓復(fù)合、土壓敞開式復(fù)合。刀盤：開挖直徑、結(jié)構(gòu)（整體、分塊）、開口率、刀具（齒刀、單刃、雙刃）、布置（刀間距、高度、高差）、超挖刀、泡沫孔布置、攪拌布置等。盾構(gòu)密封的強度：主軸承、鉸接、螺旋輸送機、盾尾密封、人倉、泡沫、油脂。最小轉(zhuǎn)彎半徑：前體、中體、盾尾的分塊、鉸接油缸的行程、皮帶機、拖車。驅(qū)動形式：電驅(qū)、液驅(qū)。輔助系統(tǒng)的配置：管片安裝、運輸、注漿、泡沫、油脂、通風、螺旋機、皮帶機、聚合物、水、冷卻、排污等。后配套的選擇：用電等級、拖車的軌面高度、寬度、長度、單件尺寸、重量。其他：管片寬度、導(dǎo)向精度等級、數(shù)據(jù)采集容量、保護、電器系統(tǒng)版本等。復(fù)合土壓盾構(gòu)的簡介復(fù)合土壓盾構(gòu)在結(jié)構(gòu)上包括刀盤、盾體、人艙、螺旋輸送機、管片安裝機、整圓器、管片小車、皮帶輸送機機和后配套拖車等；在功能上包括開挖（主驅(qū)動）系統(tǒng)、推進系統(tǒng)、出碴系統(tǒng)、管片拼裝系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、供水供電系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)及附屬功能裝置（激光導(dǎo)向、姿態(tài)控制裝置、壁后注漿裝置、后方臺車、集中潤滑裝置、超前鉆機及預(yù)注漿裝置、鉸接裝置、通風裝置、碴土改良裝置、保壓泵碴裝置、碴土稱量裝置）及其他一些重要裝置如盾殼、人閘等組成。盾構(gòu)機實現(xiàn)掘進的主要運動包括刀盤的旋轉(zhuǎn)和推進千斤頂?shù)耐七M，盾構(gòu)通過刀盤的旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)對開挖面上巖土的切割破碎，借助推進千斤頂?shù)耐屏崿F(xiàn)盾構(gòu)機不斷向前推進，同時提供破巖的正面壓力和維持開挖面穩(wěn)定。刀盤掘削下來的碴土通過刀盤的開口槽進入土艙，由前端伸入土艙下部的螺旋輸送機將碴土輸送到皮帶輸送機上，皮帶輸送機把碴土輸送到碴土運輸車，再由碴土運輸車、吊車將碴土運出隧道。推進千斤頂推壓拼裝好的管片襯砌環(huán)，受管片襯砌環(huán)的反向推力，為盾構(gòu)機的前進提供推進力。配套的盾尾同步注漿裝置，在盾構(gòu)機向前推進的同時，向管片襯砌環(huán)脫出盾構(gòu)機盾尾后形成的空隙即管片與隧道洞壁之間的環(huán)狀間隙加注配制好的水泥砂漿，以達到固定管片和穩(wěn)定圍巖地層防止地面沉降的目的。原理土壓平衡模式就是在盾構(gòu)開挖時，利用土倉內(nèi)的土壓或加注輔助材料產(chǎn)生的壓力來平衡掌子面的土壓及地下水壓力，以避免掌子面坍塌或地層失水而引起地表下沉的一種掘進模式，在盾構(gòu)開挖時碴倉內(nèi)的壓力和掌子面上的壓力相平衡，其中開挖時碴倉內(nèi)的壓力包括碴倉內(nèi)碴土的壓力和注入材料的壓力，這種掘進模式即為土壓平衡模式，掌子面上的壓力等于土柱壓力和水柱壓力的總和。系統(tǒng)組成開挖系統(tǒng)開挖功能主要由開挖系統(tǒng)來完成，開挖系統(tǒng)主要由刀盤、切口環(huán)（前盾）、密封隔板、攪拌裝置、驅(qū)動裝置組成。刀盤靠液壓馬達驅(qū)動，通過工作在閉式回路的功率控制變量液壓泵（945KW）,可實現(xiàn)雙向無級調(diào)速。刀盤裝在盾構(gòu)機的最前面，直接與開挖面接觸，上面裝有刮刀、單雙刃滾刀（部分可更換為齒刀），用來對各種土體和巖層進行掘進開挖；設(shè)置超挖刀一把，專門用于盾構(gòu)曲線施工和盾構(gòu)姿態(tài)的修正。在刀盤面板及周圍最易磨損處，覆以耐磨鋼板或交叉堆焊硬質(zhì)合金，以增加刀盤的耐磨性；刀盤中心裝有回轉(zhuǎn)接頭和管路，以便連接超挖刀液壓管路和泥漿管路。在液壓馬達驅(qū)動下，通過減速器、大小齒輪、主驅(qū)動軸承、中間式支撐傳遞動力給刀盤，用以切削土體。刀盤采用面板式結(jié)構(gòu)，切削下來的泥土碎石由開口槽進入泥土艙，在泥土艙內(nèi)由裝在刀盤后壁和密封隔板上的攪拌棒對其進行強制攪拌，使其塑流性和不透水性達到最佳狀態(tài)，經(jīng)伸在泥土艙底部的螺旋輸送機輸送出去。泥土艙內(nèi)設(shè)有土壓傳感器和泥漿、泡沫及水的注入口，當切削下來的碴土塑流性和不透水性差不適于碴土的排放時，排土量小于開挖進土量，開挖量與排土量的動態(tài)平衡被打破，無法保證碴土艙內(nèi)的壓力與開挖面土壓和水壓的平衡，土艙壓力升高影響開挖面穩(wěn)定，應(yīng)及時注入碴土改良添加劑，經(jīng)攪拌混合提高碴土塑流性和不透水性，使碴土能順利的排出，利于壓力平衡調(diào)節(jié)，確保刀盤開挖的順利進行。出碴系統(tǒng)排土功能主要由螺旋輸送機、皮帶輸送機及運碴車輛來完成。螺旋輸送機的作用是出碴和調(diào)節(jié)土艙壓力。螺旋輸送機螺旋軸從土艙下部伸入土艙取土，通過出土閘門卸在皮帶輸送機上。土壓平衡模式掘進時，可以通過調(diào)節(jié)出土閘門的開度和螺旋機的轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)對土艙內(nèi)壓力的調(diào)節(jié)。螺旋軸采用驅(qū)動端固定，取土端浮動的支承形式。取土端的外殼底部焊接有耐磨合金條，螺旋葉片邊緣焊有耐磨合金塊，葉片受碴土摩擦的一面堆焊有硬質(zhì)合金條紋，使螺旋輸送機具有較好的耐磨性能。螺旋輸送機后部的出土閘門由液壓缸控制，可以通過它控制螺旋輸送機的排土量，在土壓平衡模式掘進時，可起到調(diào)節(jié)土艙壓力的作用。螺旋輸送機（及保壓泵）排出的泥土，由皮帶輸送機（或泵管）運送到后配套臺車的尾部裝車，通過運碴車、工作井提升設(shè)備將土碴運到地面。管片安裝系統(tǒng)管片拼裝系統(tǒng)由管片拼裝機、管片輸送機構(gòu)、整圓器組成。在完成一次掘進循環(huán)后，一部分推進油缸回縮，為下一環(huán)第一片安裝管片留出足夠的安裝空間。其余推進油缸和上一環(huán)拼裝好的管片仍保持接觸支撐，繼續(xù)對盾構(gòu)提供支撐力，以防止盾構(gòu)機由于失去支撐力后受前方土壓作用而后退造成掌子面支撐力減弱而坍塌。圖1管片安裝機結(jié)構(gòu)示意圖管片吊機從管片車上運輸管片至管片輸送機上，通過輸送機構(gòu)將管片輸送到管片拼裝機下。管片拼裝機通過夾緊機構(gòu)將管片夾起，完成管片的粗定位和微調(diào)整定位，盾構(gòu)推進千斤頂圖1管片安裝機結(jié)構(gòu)示意圖管片拼裝機為環(huán)形結(jié)構(gòu)，由盾構(gòu)支承加強圈上的二根橫梁支承，拼裝機可在橫梁上移動；拼裝機的平移、伸縮由液壓油缸操縱控制，如圖1結(jié)構(gòu)示意圖。拼裝機有6個自由度，確保管片的旋轉(zhuǎn)、升降、移動、俯仰、側(cè)傾和搖擺的各基本動作而進行最終的定位。當管片從盾尾脫出后，由于受到管片自重和土壓的作用會產(chǎn)生變形，給環(huán)間管片的縱向螺栓安裝帶來困難，此時整圓器（真圓保持器）工作，支撐環(huán)與管片內(nèi)圓保持接觸，整圓器可使管片在脫出盾尾后臨時保持真圓，不發(fā)生變形。整圓器可以前后移動和徑向頂壓。管片拼裝機具有自動鎖定功能，即當液壓系統(tǒng)失壓時，液壓馬達上的制動器可以實現(xiàn)自動鎖定。管片拼裝機不受推力油缸靠近和加壓產(chǎn)生的運動及外力的影響。整個管片拼裝機的工作可采用手控和遙控進行。管片輸送機構(gòu)每次可存放三片管片。動力與控制系統(tǒng)油壓控制系統(tǒng)油壓控制系統(tǒng)根據(jù)施工要求合理配置，主要用于刀盤驅(qū)動和推進系統(tǒng)、螺旋輸送機、管片拼裝機及鉸接裝置等，集中供油裝置設(shè)在拖車上。供油裝置設(shè)有過濾系統(tǒng)，其過濾精度達6微米。海瑞克公司基本使用不易自燃的液壓油，并使用4層鋼絲編制的高壓膠管，可以有效防止因高壓系統(tǒng)泄漏發(fā)生火災(zāi)的危險。電氣控制系統(tǒng)功能描述電氣控制系統(tǒng)由高壓電纜卷筒、高壓電纜及快速接頭、變壓器、配電盤等組成。配置在便于操作、檢查、維護的位置，均具有防水、防滴、防潮、防塵和防振的特點，具有接地保護、安全警報、自動互鎖、漏電保護、過電流、短路保護等功能，可實現(xiàn)高壓電纜的快速收放，保證供電的安全?？刂葡到y(tǒng)（報警裝置）盾構(gòu)控制系統(tǒng)由PLC和1臺監(jiān)控計算機組成主機系統(tǒng)，配有專門的數(shù)據(jù)獲取處理軟件，遠程監(jiān)控終端分布在盾構(gòu)內(nèi)及后方臺車上，每臺遠程終端配置小型PLC，主機和遠程終端的通信采用總線方式。盾構(gòu)工作分盾構(gòu)掘進、管片拼裝和停機三個階段，盾構(gòu)掘進時，可采用自動控制模式和手動控制模式，即根據(jù)推進速度及土倉壓力自動或手動改變螺旋輸送機轉(zhuǎn)速以改變排土量來維持土壓平衡的控制模式。盾構(gòu)配置必需的傳感器，主要有土壓傳感器、土艙碴土的表觀密度監(jiān)測裝置、油壓儀、行程儀、螺旋輸送機測速儀（棄土自動秤量）、閉路電視系統(tǒng)等，還配有壓力、溫度繼電器。監(jiān)控計算機是監(jiān)控掘進施工操作、管理、監(jiān)視為目的的設(shè)備，主要功能有數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)保存、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)設(shè)定、報警等。所有的主要設(shè)備均設(shè)有預(yù)先報警、安全互鎖系統(tǒng)及遠程控制功能，保證安全無故障操作。當土艙壓力低于穩(wěn)定掌子面設(shè)定壓力時，土壓傳感器信號經(jīng)主控計算機處理給出報警信號，對推進壓力進行調(diào)整。螺旋輸送機排土?xí)r通過安裝其上的兩個土壓傳感器給出的信號，經(jīng)主控計算機處理，當排碴土超過上限時給出報警信號，及時處理。螺旋輸送機排碴口安裝閉路電視系統(tǒng)，可方便地在控制室直觀觀察出土的表面性狀，對異常情況進行及時處理。當泥土倉碴土表面密度低于下限時，檢測裝置的信號經(jīng)計算機處理，及時給出報警信號，作出必要調(diào)整，滿足正常掘進施工要求。計算機屏幕為直觀菜單顯示，有多幅畫面供盾構(gòu)司機選擇，并有打印功能?？刂剖以O(shè)在后方臺車上，帶空調(diào)設(shè)施。后配套系統(tǒng)盾構(gòu)的拖車用以安放液壓泵站、注漿泵、砂漿罐及電氣設(shè)備等。拖車行走在鋼軌上，拖車之間用拉桿相連。每節(jié)拖車上的安裝設(shè)備如下表。皮帶機從五節(jié)拖車的上面通過，在5號拖車的位置出卸碴。絕大部分的液壓管、水管、泡沫管及油脂管從拖車內(nèi)通過到過盾構(gòu)主機。如下表1所示：表1拖車安裝設(shè)備拖車號主要安裝設(shè)備1控制室、注漿泵、砂漿罐、小配電柜、泡沫發(fā)生裝置2主驅(qū)動系統(tǒng)泵站、膨潤土罐及膨潤土泵3主配電柜、泡沫箱及泡沫泵、油脂站4兩臺空壓機、風包、主變壓器、電纜卷筒5內(nèi)然空壓機、水管卷筒、通風機在拖車的一側(cè)鋪設(shè)有人員通過的通道。拖車和主機之間通過一個連接橋連接，拖車在主機的拖動下前進。輔助系統(tǒng)注漿系統(tǒng)壁后注漿裝置由注漿泵、清洗泵、儲漿槽、管路、閥件等組成，安裝在后配套臺車上。當盾構(gòu)掘進時，注漿泵將儲漿槽中的漿液泵出，通過四條獨立的輸漿管道，通到盾尾殼體內(nèi)的4根同步注漿管（備用4根同步注漿管），對管片外表面的環(huán)行空隙進行同步注漿，其作用首先是防止地層變形，其次是提高隧道整體防水性能，確保管片襯砌的早期穩(wěn)定性。在每條輸漿管道上都有一個壓力傳感器，在每個注漿點都有監(jiān)控設(shè)備監(jiān)視每環(huán)的注漿量和注漿壓力；而且每條注漿管道上設(shè)有兩個調(diào)整閥，當壓力達到最大時，其中一個閥就會使注漿泵關(guān)閉，而當壓力達到最小時，另外一個閥就會使注漿泵打開，繼續(xù)注漿。注漿量和注漿壓力的大小可以實現(xiàn)自動控制和手動控制，手動控制可對每一條管道進行單個控制，而自動控制可實現(xiàn)對所有管道的同時控制。盾尾密封采用三道鋼絲刷加注油脂密封和一排倒刺狀彈簧鋼板機械密封，用于防止同步注漿時因砂漿倒流至盾構(gòu)前方或泄露造成的注漿壓力不能穩(wěn)定和提高，同時可減小砂漿浪費，確保壁后注漿的順利進行。通風系統(tǒng)通風裝置由風管貯存箱，輔助通風機、風管及消音裝置等組成，實現(xiàn)隧道主風管的延伸，通過輔助通風機及風管將新鮮空氣壓送到盾構(gòu)主機位置，可調(diào)節(jié)機內(nèi)的溫度，改善工作環(huán)境。油脂系統(tǒng)(潤滑、密封）潤滑系統(tǒng)包括三大部分：主軸承密封系統(tǒng)，盾尾密封系統(tǒng)和主機潤滑系統(tǒng)。三部分都以壓縮空氣為動力源，靠油脂泵油缸的往復(fù)運動將油脂輸送到各個部位。主軸承密封可以通過控制系統(tǒng)設(shè)定油脂的注入量（次／分），并可以從外面檢查密封系統(tǒng)是否正常。盾尾密封可以通過PLC系統(tǒng)按照壓力模式或行程模式進行自動控制和手動控制，對盾尾密封的注脂次數(shù)及注脂壓力均可以在控制面板上進行監(jiān)控。當油脂泵站的油脂用完后油脂控制系統(tǒng)可以向操作室發(fā)出指示信號，并鎖定操作系統(tǒng)，直到重新?lián)Q上油脂。這樣可以充分保證油脂系統(tǒng)的正常工作。導(dǎo)向系統(tǒng)導(dǎo)向系統(tǒng)采用SLS-TAPD自動定位隧道導(dǎo)向系統(tǒng)，由PC機、隧道掘進軟件、激光經(jīng)緯儀、ELS靶、控制盒、調(diào)制解調(diào)器、激光發(fā)射器、TBM-PLC、電纜等組成，能對盾構(gòu)在掘進中的姿態(tài)位置、水平和垂直偏差進行監(jiān)測控制、顯示，并能及時報警，操作人員可以及時的根據(jù)導(dǎo)向系統(tǒng)提供的信息，快速、實時地對盾構(gòu)的掘進方向及姿態(tài)進行調(diào)整，保證隧道掘進沿設(shè)計路線推進。所有被監(jiān)控對象的資料均可由隧道掘進軟件進行分類組合，以圖表、數(shù)據(jù)的形式顯示出來。如圖2所示。管片激光全站儀后視棱鏡黃盒子顯示屏控制盒ELS靶地面監(jiān)控計算機調(diào)制解調(diào)器調(diào)制解調(diào)器打印機圖2SLS-T激光導(dǎo)向系統(tǒng)SLS-TAPD導(dǎo)向系統(tǒng)和隧道掘進軟件全天侯提供盾構(gòu)機的三維坐標和定向的連續(xù)的動態(tài)信息。隧道掘進軟件是SLS-TAPD的核心。通過其附帶的通信裝置接收數(shù)據(jù)，由隧道掘進軟件計算盾構(gòu)機的方位和坐標，并以圖表和數(shù)字表格顯示出來，使盾構(gòu)機的位置一目了然。參見圖3。圖圖3激光導(dǎo)向系統(tǒng)指示圖數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件是一臺有一定配置要求的計算機和能使該計算機與隧道中掘進的盾構(gòu)機保持聯(lián)絡(luò)的調(diào)制解調(diào)器、轉(zhuǎn)換器及電話線等原件。該計算機可以放置在地面的監(jiān)控室中，并始終與隧道中掘進的盾構(gòu)機自動控制系統(tǒng)的PLC保持聯(lián)絡(luò)，這樣數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)就可以和盾構(gòu)機自動控制系統(tǒng)的PLC具有相同的各種關(guān)于盾構(gòu)機當前狀態(tài)的信息。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)按掘進、管片拼裝、停止掘進三個不同運行狀態(tài)段來記錄、處理、存儲、顯示和評判盾構(gòu)機運行中的所有關(guān)鍵監(jiān)控參數(shù)。

通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，地面工作人員就可以在地面監(jiān)控室中實時監(jiān)控盾構(gòu)機各系統(tǒng)的運行狀況。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)還可以完成以下任務(wù)：用來查找盾構(gòu)機以前掘進的檔案信息，通過與打印機相連打印各環(huán)的掘進報告，修改隧道中盾構(gòu)機的PLC的程序等等。 泡沫系統(tǒng) 泡沫系統(tǒng)主要由發(fā)泡劑泵、水泵、空壓機、泡沫發(fā)生器、管路及閥件等組成，安放在后方臺車上。 按一定比例將發(fā)泡劑和水分別由發(fā)泡劑泵和水泵泵入泡沫發(fā)生器，在空壓機壓縮空氣的作用下在泡沫發(fā)生器中生成泡沫，并通過四條獨立的管道將泡沫送到盾構(gòu)前部的中心回轉(zhuǎn)接頭，再經(jīng)各自的管道進入刀盤、密封艙和螺旋輸送機對碴土進行改良。 泡沫系統(tǒng)可由人工操作，也可實現(xiàn)半自動、自動控制。泡沫注入量根據(jù)掘進速度、開挖面壓力和既定的公式計算予以確定。膨潤土系統(tǒng)膨潤土裝置也是用來改良土質(zhì)，以利于盾構(gòu)機的掘進。膨潤土裝置主要包括膨潤土箱、膨潤土泵、九個氣動膨潤土管路控制閥及連接管路。和漿液一樣，在豎井，膨潤土被放人膨潤土車中，電瓶車牽引膨潤土車至膨潤土箱旁，膨潤土車將膨潤土泵入膨潤土箱中。 膨潤土系統(tǒng)主要由膨潤土泵、儲漿箱、管道、閥等組成，安放在后方臺車上。膨潤土由膨潤土泵泵出，經(jīng)管道通到前面的刀盤、密封土艙和螺旋輸送機內(nèi)，對土碴進行改良。膨潤土的注入可實現(xiàn)手動控制和自動控制。膨潤土續(xù)加裝置有膨潤土罐、管道、膨潤土泵組成，可向儲漿箱中進行補充添加，保證儲存量可供正常使用。冷卻系統(tǒng)鋪設(shè)在隧道中的兩條水管作為盾構(gòu)機的進、回水管，將蓄水池與水管卷筒上的水管連接起來，與蓄水池連接的一臺高壓水泵驅(qū)動盾構(gòu)機用水在蓄水池和盾構(gòu)機之間循環(huán)。正常掘進時，進人盾構(gòu)機水循環(huán)系統(tǒng)的水有以下的用途：對液壓油、主驅(qū)動齒輪油、空壓機、配電柜中的電器部件及刀盤驅(qū)動副變速箱具有冷卻功能，為泡沫劑的合成提供用水，提供給盾構(gòu)機及隧道清潔用水。蓄水池中的水用冷卻塔進行循環(huán)冷卻。結(jié)構(gòu)簡介本項目使用的土壓平衡盾構(gòu)機的結(jié)構(gòu)介紹：主機：刀盤、主軸承、螺旋輸送機、前體、中體、盾尾、管片安裝機等幾大部分。盾構(gòu)機的鋼結(jié)構(gòu)是根據(jù)當前0.3Mpa的工作水壓設(shè)計的。盾體由前體（切口環(huán)）、中體（支撐環(huán)）和后體（盾尾）三大部分組成，具有足夠的剛度和強度，用以支撐盾構(gòu)機外部的圍巖，并保護在盾構(gòu)機內(nèi)工作的人員和設(shè)備的安全。前體分隔開挖區(qū)和人員工作區(qū)，依靠前體的密封艙壁，盾構(gòu)機和開挖面之間構(gòu)成一個土艙，用于堆積刀盤切削下來的碴土，通過對這些碴土進行加壓、壓力傳遞，使壓力作用在開挖面上，維持開挖面的穩(wěn)定。同時還能夠保護在土艙內(nèi)作業(yè)人員的安全。前體的艙壁上安裝有土壓傳感器，還在不同高度位置上設(shè)置了許多管口，可以用于注入各種添加材料、壓送氣體。人閘氣壓艙入口和螺旋輸送機取土口也開設(shè)在前體的隔板上。前體隔板中心為主軸承的安裝座孔，上下部為人閘氣壓艙、螺旋輸送機提供安裝法蘭。中體的內(nèi)部焊接有加強環(huán)和H架，在中體內(nèi)布置推進缸支座和管片安裝機架。管片安裝機支架通過相應(yīng)的法蘭面和管片安裝機梁連接起來。在中體前部的盾殼上焊接了帶球閥的實施超前鉆孔的預(yù)留孔，可在需要時對軟弱地層實施超前加固。中體通過鉸接油缸和盾尾相連，這種中折機構(gòu)可使盾構(gòu)在較小曲線半徑線路上進行掘進，便于通過曲線段而不至于進行過多的超挖，殼體的鉸接環(huán)上設(shè)置有鉸接密封，其中有一道緊急氣囊密封，能夠保證開挖過程中地下水不會由此處進入到盾構(gòu)內(nèi)部。盾尾與盾體的連接是一種