单护盾掘进机(Single Shield TBM)和双护盾掘进机(Double Shield TBM)是两种常见的隧道掘进设备,它们在隧道建设中扮演着重要角色。这两种掘进机都是利用旋转的刀盘来切削岩石或土壤,然后通过推进系统将隧道向前推进。下面我将详细介绍这两种掘进机的特点和优缺点。
一、单护盾掘进机
1. 单护盾掘进机的特点:
① 适用于地质条件较好的情况,如坚硬的岩石。
② 在不稳定的地质条件下,需要频繁地进行支护作业。
③ 护盾结构简单,维护相对容易。
④ 推进时依赖于隧道壁的反作用力。
2. 单护盾掘进机的优点:
采用预制混凝土管片支护,在软弱及破碎围岩中支护速度快,施工效率高,在短距离软岩浅埋隧道中具有明显优势。
3. 单护盾掘进机的缺点:
与双护盾掘进机相比,其掘进和管片安装不能同时进行,工序有一定的耽搁,掘进效率相对较低。
二、双护盾掘进机
1. 双护盾掘进机的特点:
① 适应性强,可以在多种地质条件下工作。
② 在稳定岩层中掘进效率高。
③ 在不稳定岩层中可以及时进行衬砌环的安装,提高安全性。
④ 结构较复杂,维护成本相对较高。
2. 双护盾掘进机的优点:
① 具有两套推进系统,能够在拼装管片的同时进行掘进作业,工序耽搁时间少,掘进效率高。
② 可根据不同的地质情况,灵活选用敞开式、单护盾式和双护盾式等掘进模式。例如在良好的硬岩或软岩地层中能发挥较高的掘进速度;在遇到软岩不能承受支撑板压应力时,可由盾尾推进液压缸支撑在已拼装的预制衬砌块上或钢圈梁上以推进刀盘破岩前进;遇到硬岩时,可像敞开式掘进机一样靠支撑板撑紧洞壁,由主推进液压缸推进刀盘破岩前进。
③ 机械化程度高,掘进施工更加安全、可靠、快速,对周边地面建筑物干扰小。
3. 双护盾掘进机的缺点:
① 设备结构相对复杂,成本较高。
② 在一些非常复杂的地质条件下,其适应性可能会受到一定限制。
单护盾掘进机和双护盾掘进机各有优势,选择哪种掘进机取决于具体的地质条件和工程需求。在实际应用中,工程师会根据地质勘探报告和隧道的具体要求来决定使用哪种类型的掘进机,以确保隧道建设的顺利进行。