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隧道掘进机？盾构机？傻傻分不清楚！今天为你来科普！

发布于：2022-09-09 15:38:09 来自：道路桥梁/隧道工程 [复制转发]

日益完善的城市轨道交通，为人们的出行带来了方便。人们在享受便捷、高效的轨道交通服务的同时，盾构机也逐渐走进大众视野，成为家喻户晓的“国之重器”。今天，小编化身科普达人，带您一起探秘“国之重器”全断面隧道掘进机。

隧道掘进机基本信息

英文原文: Tunnel Boring Machine

中文名字：隧道掘进机

隧道掘进机分类

国外与国内的称呼区别

国际分类：欧美将隧道掘进机统称为TBM，其他国家和地区一般会根据设备原理或应用地质细分。

中国分类：国内一般习惯将用于硬岩隧道掘进机称为TBM，将用于复合地层隧道掘进机称为盾构机。

▲“雪域先锋号”TBM

▲“春风号”盾构机

盾构机类型

按断面形状分类

单圆盾构机：常规圆形盾构机

多圆盾构机：可分为双圆盾构机和三圆盾构机

非圆盾构机：椭圆形盾构机、矩形盾构机、类矩形盾构机、马蹄形盾构机、U形盾构机

（多圆形盾构机和非圆盾构机统称为“异形盾构机”）

▲马蹄形盾构机

▲矩形盾构机

▲多圆盾构机

▲U形盾构

按直径分类

盾构机直径0.2~2米称为微型盾构机

盾构机直径2~4.2米称为小型盾构机

盾构机直径4.2~7米称为中型盾构机

盾构机直径7~12米称为大型盾构机

盾构机直径12米以上称为超大型盾构机

（分类来源于《盾构施工关键技术》）

按开挖面与作业室之间隔板的构造分类

按开挖面与作业室之间隔板的构造分类示意图

全敞开式盾构机：

敞开式盾构机是指盾构机内施工人员可以直接和开挖面土层接触，对开挖面工况进行观察，直接排除开挖面发生的故障。这种盾构机适用于能自立和较稳定的土层施工，对不稳定的土层一般要辅以气压或降水，使土层保持稳定，以防止开挖面坍塌。有人工开挖盾构机、半机械开挖盾构机、机械开挖盾构机。

部分敞开式盾构机：

主要代表为挤压式盾构机，在日本称为“盲口盾构（Blind Type shild）”。挤压式盾构机，在挤压推进时，对地层土体的干扰较大，地面易产生较大的隆陷变化，在地面有建筑物的地区不易使用。

密闭式盾构机：

1、气压式盾构机

原理是空气压力与地下水的静水压力保持平衡，因此也成为了“气压平衡盾构机”。但空气压力不能直接抵抗土压，土压由自然或机械支撑承受。由于压缩空气盾构机有“喷发”的危险，且工作条件极差，现已被泥水盾构机取代。

压缩空气盾构机

2、土压平衡盾构机

土压平衡盾构机简称EPB，土压平衡盾构机带全断面切削刀盘，并以土仓隔板、螺旋输送机把开挖面和已开挖的隧道分隔开来，从而保证隧道内部有安全可靠的作业环境。这种盾构机的特点是在进行开挖作业时，切削刀盘背面与土仓隔板前面的土舱内充满开挖出来的渣土(在土舱内形成一定土压)，并依据土压产生的大小情况，通过调节排渣土的螺旋输送机的排渣能力，来实现对地层压力的平衡调节，以此来保持开挖面稳定防止坍塌，达到控制地表沉降或隆起的目的。

土压平衡式盾构机原理图

2008年，中铁装备成功研制出国内首台具有知识产权的土压平衡盾构样机“中国中铁1号”，其开挖直径6.39米，2009年2月在天津地铁三号线始发，开启了国产盾构机的地下追光之旅。

2009年7月18日，“863计划”复合式盾构样机通过河南科技厅科技成果鉴定，整机成果达到国际先进水平，两项关键技术达到了国际领先水平，依托该项目的“盾构装备自主设计制造关键技术及产业化”获得国家科技进步一等奖。

3、泥水平衡盾构机

泥水平衡盾构机，简称SPB，在全断面切削刀盘后面装设水密性良好的土仓隔板，把开挖面和已开挖的隧道完全分隔开来，把泥浆送到切削刀盘背面与土仓隔板前面的土舱，从而使开挖面保持稳定并防止坍塌。这种盾构机配置的高效率泥浆搅拌系统将开挖下来的渣土和泥浆混合后，把混合泥浆输送到地面上的处理设备，以进行渣土和泥浆分离处理。这种盾构机即使在含水率高的疏松冲积土层或洪积地层等不稳定的地层中开挖隧道，亦可保证作业安全，同时具有较高的掘进效率，一般应用于水土压力较大，地表沉降要求高的隧道。