护盾式掘进机(Shield Tunneling Machine)是一种用于隧道掘进的重型机械设备。它通过在掘进过程中同时支撑隧道周围的岩土结构,确保施工安全和效率。下面来介绍一下护盾式掘进机的、结构原理以及4种类型。
1、工作原理
护盾式掘进机通过一个旋转的刀盘来切割岩石或土壤。刀盘上装有多个硬质合金刀具,这些刀具能够破碎各种硬度的岩石。随着刀盘的旋转和推进,被切割下来的岩石或土壤会被输送到机器后部的输送带上,然后运出隧道。
2、护盾结构
护盾是掘进机的前部结构,它由钢板制成,具有足够的强度和刚度来支撑隧道壁,防止坍塌。在软土或不稳定地层中,护盾还可以与隧道支护系统(如预制混凝土衬砌块、钢拱架等)配合使用,以确保隧道的稳定性和安全性。
3、类型
根据地质条件的不同,护盾式掘进机可以分为多种类型,包括但不限于:
单护盾掘进机(Single Shield TBM):适用于较为稳定的岩石地层,能够在掘进的同时安装衬砌。
双护盾掘进机(Double Shield TBM):适用于多变的地质条件,可以在稳定和不稳定地层之间切换工作模式。
土压平衡盾构机(EPB Shield TBM):主要用于软土地层,通过控制土舱内的土压力来平衡地下水压力和地面荷载。
泥水平衡盾构机(Slurry Shield TBM):适用于高水压和复杂地质条件,利用泥浆来稳定开挖面并排出土体。
护盾式掘进机广泛应用于城市地铁、铁路隧道、公路隧道和供水隧道等地下工程项目。其优点包括施工速度快、安全性高、对周围环境影响小等。