| | 盾構機盾構的定義
即盾構機，簡稱盾構，全名叫盾構隧道掘進機（Tunnel Boring Machine），是一種隧道掘進的專用工程機械，它是一個橫斷面外形與隧道橫斷面外形相同，尺寸稍大，利用迴旋刀具開挖，內藏排土機具，自身設有保護外殼用於暗挖隧道的機械。
盾構機的原理
盾構機的基本工作原理就是一個圓柱體的鋼組件沿隧洞軸綫邊嚮前推進邊對土壤進行挖掘。該圓柱體組件的殼體即護盾，它對挖掘出的還未襯砌的隧洞段起着臨時支撐的作用，承受周圍土層的壓力，有時還承受地下水壓以及將地下水擋在外面。挖掘、排土、襯砌等作業在護盾的掩護下進行。
盾構機的特點
用盾構機進行隧洞施工具有自動化程度高、節省人力、施工速度快、一次成洞、不受氣候影響、開挖時可控製地面沉降、減少對地面建築物的影響和在水下開挖時不影響水面交通等特點，在隧洞洞綫較長、埋深較大的情況下，用盾構機施工更為經濟合理。現代盾構掘進機集光、機、電、液、傳感、信息技術於一體，具有開挖切削土體、輸送土碴、拼裝隧道襯砌、測量導嚮糾偏等功能，而且要按照不同的地質進行“量體裁衣”式的設計製造，可靠性要求極高。廣泛應用於地鐵、鐵路、公路、市政、水電等隧道工程。
盾構機的種類
盾構的分類較多，可按盾構切削面的形狀、盾構自身構造的特徵、尺寸的大小、功能，挖掘土體的方式，掘削面的擋土形式，穩定掘削面的加壓方式，施工方法，適用土質的狀況多種方式分類。下面我們按照盾構組合命名分類闡述。
一、全敞開式盾構機（全敞開式盾構機的特點是掘削面敞露，故挖掘狀態時幹態狀，所以出土效率高。適用於掘削面穩定的性好的地層，對於自穩定性差的衝積地層應輔以壓氣、降水、註漿加固等措施）
1.手掘式盾構機
手工掘削盾構機的前面是敞開的，所以盾構的頂部裝有防止掘削面頂端坍塌的活動前檐和使其伸縮的千斤頂。掘削面上每隔2-3m設有一道工作平臺，即分割間隔為2-3m。另外，在支撐環柱上安裝有正面支撐千斤頂。掘削面從上往下，掘削時按順序調換正面支撐千斤頂，掘削下來的沙土從下部通過皮帶傳輸機輸給出土臺車。掘削工具多為鶴嘴鋤、風鎬、鐵鍬等。
2.半機械式盾構機
半機械式盾構機是在人工式盾構機的基礎上安裝掘土機械和出土裝置，以代替人工作業。掘土裝置有鏟鬥、掘削頭及兩者兼備三種形式。具體裝備形式為A.鏟鬥、掘削頭等裝置設在掘削面的下部。B.鏟鬥裝在掘削面的上半部，掘削頭在下半部。C.掘削頭裝在掘削面的中心。D.鏟鬥裝在掘削面的中心。
3.機械式盾構機
盾構機的前部裝有旋轉刀盤，故掘削能力大增。掘削下來的砂土由裝在掘削刀盤上的旋轉鏟鬥，經過斜槽送到輸送機。由於掘削和排土連續進行，故工期縮短，作業人員減少。
二、部分開放式盾構機（即擠壓式盾構機，其構造簡單、造價低。擠壓盾構適用於流塑性高、無自立性的軟粘土層和粉砂層）
1.半擠壓式盾構機（局部擠壓式盾構機）
在盾構的前端用胸板封閉以擋住土體，使不致發生地層坍塌和水土涌入盾構內部的危險。盾構嚮前推進時，胸板擠壓土層，土體從胸板上的局部開口處擠入盾構內，因此可不必開挖，使掘進效率提高，勞動條件改善。這種盾構稱為半擠壓式盾構，或局部擠壓式盾構。
2.全擠壓式盾構機
在特殊條件下,可將胸板全部封閉而不開口放土，構成全擠壓式盾構。
3.網格式盾構機
在擠壓式盾構的基礎上加以改進，可形成一種胸板為網格的網格式盾構, 其構造是在盾構切口環的前端設置網格梁，與隔板組成許多小格子的胸板；藉土的凝聚力，用網格胸板對開挖面土體起支撐作用。當盾構推進時，土體剋服網格阻力從網格內擠入，把土體切成許多條狀土塊，在網格的後面設有提土轉盤，將土塊提升到盾構中心的颳板運輸機上並運出盾構，然後裝箱外運。
三、封閉式盾構機
1.泥水式盾構機
是通過加壓泥水或泥漿(通常為膨潤土懸浮液)來穩定開挖面，其刀盤後面有一個密封隔板，與開挖面之間形成泥水室，裏面充滿了泥漿，開挖土料與泥漿混合由泥漿泵輸送到洞外分離廠，經分離後泥漿重複使用。
2.土壓式盾構機
是把土料(必要時添加泡沫等對土壤進行改良)作為穩定開挖面的介質，刀盤後隔板與開挖面之間形成泥土室，刀盤旋轉開挖使泥土料增加，再由蠃旋輸料器旋轉將土料運出，泥土室內土壓可由刀盤旋轉開挖速度和蠃旋輸出料器出土量(旋轉速度)進行調節。它又可細分為削土加壓盾構、加水土壓盾構、加泥土壓盾構和復合土壓盾構
盾構工法
盾構施工法是在地面下暗挖隧洞的一種施工方法，它使用盾構機在地下掘進，在防止軟基開挖面崩塌或保持開挖面穩定的同時，在機內安全地進行隧洞的開挖和襯砌作業。其施工過程需先在隧洞某段的一端開挖竪井或基坑，將盾構機吊入安裝，盾構機從竪井或基坑的墻壁開孔處開始掘進並沿設計洞綫推進直至到達洞綫中的另一竪井或隧洞的端點。盾構工法的選擇，詳盡地比較各種盾構工法的特徵是關鍵。其中，選擇適合土質條件並確保工作面穩定的盾構機種及合理輔助工法最重要。所以，盾構機的選型原則是因地製宜，盡量提高機械化程度，減少對環境的影響。
盾構機的發展歷程
盾構機問世至今已有近180年的歷史，其始於英國，發展於日本、德國。近30年來，通過對土壓平衡式、泥水式盾構機中的關鍵技術，如盾構機的有效密封，確保開挖面的穩定、控製地表隆起及塌陷在規定範圍之內，刀具的使用壽命以及在密封條件下的刀具更換，對一些惡劣地質如高水壓條件的處理技術等方面的探索和研究解决，使盾構機有了很快的發展。盾構機技術仍有巨大的發展餘地。現在的盾構機幾乎全是針對具體項目規範和地質條件而量身訂做。希望在不久的將來，能夠實現盾構機設計的神聖目標 ： 一臺全球通用的機器，功能強大足以應付任何項目。這將從兩個方面大大地降低費用，一是設計製造的標準化，而是推進二手機器市場。材料科學的發展將能夠製造功能更強，缺陷更少的切割刀具，使得機器可以運行數百英裏而無須停頓更換刀具。最後，應該很快可以實現機器的地面控製，從而避免為保證隧道內人員安全而采取的各種昂貴措施。這在一些小型隧道上已經實現。 | | dungou
盾構
shield
在軟土和軟岩地層中修建隧道時，用盾構法進行開挖和襯砌拼裝的專用機械設備(圖1盾構結構),其外殼通常為圓筒形的裝配式或焊接式金屬結構，也有配合隧道使用要求而做成矩形、馬蹄形或半圓形等外形的。盾構的種類較多，但其基本構造均由殼體、推進設備、襯砌拼裝機等組成。
盾構殼體 沿盾構長度方向分為切口環、支承環和盾尾三部分。前面是切口環，設有刃口，施工時切入土層，具有開挖和支撐土體的功能。其長度在手掘式盾構中，應考慮掩護工人開挖地層的安全和方便,一般為1.2～2.5米左右。 在機械化盾構中，衹考慮容納開挖機具。中部為支承環,是盾構的主要受力結構,盾殼的外荷載均由其承受。在小盾構中是一個剛度較大的圓環結構，在大中型盾構中則是一個鋼製構架。推動盾構前進的千斤頂均設置在支承環的內周。在大中型盾構中通常把液壓動力設備、配電盤、盾構操縱臺等均安裝在支承環的空間內。支承環的長度决定於盾構千斤頂的長度，它又與襯砌環的寬度有關，一般比最大襯砌環寬度長0.2～0.3米，約為1.8～2.2米。後部為盾尾，是由盾構外殼鋼板延長構成，在盾尾的掩護下拼裝隧道襯砌。盾尾末端設有盾尾密封裝置，以防止泥水和註漿材料從盾尾與襯砌之間的空隙內流入。目前，普遍采用的盾尾密封裝置有鋼絲刷型和橡膠型兩種。盾尾長度應保證盾構千斤頂活塞桿縮回後，能掩護1.5～2.5環襯砌寬度加千斤頂的頂鐵厚度和0.1～0.2米的餘量。切口環、支承環和盾尾長度之和為盾構長度。盾構的內徑應比隧道襯砌外徑略大，其空隙一般為襯砌外徑的0.8％左右。 盾構長度與直徑之比(□/□)稱為盾構靈敏度。 它與盾構操縱的靈活性有着很大影響，其值越小，盾構操作越靈活，一般小盾構(□＝2～3米)的靈敏度約為1.5左右；中型盾構(□＝3～6米)約為 1.0左右；大盾構（□＞6.0米）約為 0.75左右。常用的盾構直徑約在3.0～10.0米之間。至80年代初,世界上最大的盾構為直徑12.84米的手掘式盾構。
推進設備 由盾構千斤頂和液壓裝置組成。後者又由輸油泵、高壓油泵、控製油泵及一係列管路和操縱閥件構成。簡單的液壓控製設備是用手動高壓操縱閥直接控製千斤頂活塞桿的伸縮，可省去控製油路和電磁閥等裝置,簡單、可靠、易行,但安全性較差。盾構千斤頂是盾構推進和調整方向的主要設備。千斤頂必須具有足夠的頂進能力，以剋服盾構推進時所遇到阻力。這些阻力主要有:①盾構外表面與地層間的摩擦力;②盾構內表面與襯砌間的摩擦力；③盾構前面地層的正面阻力。盾構千斤頂一般沿支承環內周均勻分佈，其數量與管片或砌塊的分塊有關，一般至少為管片數目的兩倍或按管片的偶數倍增加，以便在盾構推進時保證管片均勻受壓。盾構千斤頂由缸體、活塞和活塞桿、支承頂鐵等部分組成。盾構推進時，由液壓裝置的高壓油泵通過管路和操縱閥體使高壓油進入千斤頂缸體，而使活塞桿根據需要伸出或縮回。盾構千斤頂使用的油壓一般為30～40兆帕，每衹千斤頂頂力約為1～2兆牛。盾構中除推進用千斤頂外，還可根據需要設置正面支撐千斤頂和工作平臺伸縮千斤頂。盾構中的液壓裝置除了對上述三種千斤頂供油之外，同時用作襯砌拼裝機械的油馬達和提升設備的液壓供油。
襯砌拼裝機 其形式由盾構直徑的大小、襯砌構件的材料和形式、出土方式等因素决定。拼裝機要具有抓住襯砌構件後能在盾構內作環嚮轉動、徑嚮伸縮和縱嚮前後移動的功能，以便使襯砌構件就位，其動力有液壓、電動和手動。常用的拼裝機有下列幾種：
杠桿式拼裝機 由舉重臂和驅動機構組成。舉重臂的一端是鉗住構件的裝置，另一端 | | - n.: jumbo
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