机械式盾构概念

在盾构前面的刃口处，装上和盾构直径相应的切削刀盘，以实现全断面的切削开挖。如地层能够自立，或采取辅助措施后能自立时，可用开胸的机械式盾构；如地层较差,又不采取辅助措施时;则需采用闭胸的机械式盾构。

按其支挡胸板是否开孔可分为开胸式和闭胸式盾构，当土体稳定或采取措施后能稳定自立时，可用开胸式，否则用闭胸式。

根据保持开挖面土体平衡措施的机理，后者又可细分为局部气压盾构、土压平衡式盾构和泥水加压式盾构。

机械式盾构①局部气压盾构

在盾构的切口环和支承环间设密封隔墙，使形成密封舱，在舱内通入压缩空气，用气压稳定开挖面土体。局部气压盾构的优点是操作人员可在常压下工作。但由于出土装置、盾尾密封装置和衬砌接缝间的漏气等技术上的难题不易解决，故使用不多。

机械式盾构②泥水加压盾构

是在局部气压盾构基础上发展而成。由于局部气压盾构存在连续出土和漏气问题，并在同样压力差和空隙条件下，漏气量比漏水量大80倍之多，因此在局部气压盾构的密封舱内通入泥水以代替压缩空气，利用泥水压力来稳定开挖面土体，同时避免盾尾和衬砌接缝等处产生漏气。

盾构掘进时，转动开挖面大刀盘以切削土层，切削下来的土可利用泥水通过管道送往地面处理，从而解决了密封舱内的连续出土问题。由于泥水盾构既能抵抗地下水压，又无压缩空气的泄漏和喷发问题，故对隧道埋深的适应性较大；弃土可采用管道输送，安全可靠，效率较高。缺点是配套设备较多，施工费用和设备投资较高。

机械式盾构③土压平衡式盾构

也称泥土加压式盾构，在盾构切口环和支承环间装有密封隔板，使盾构开挖面构成一密封舱，其前端是一个全断面切削的大刀盘，用以开挖地层。密封隔板的中间装有一台长筒形螺旋运输机，进土口设在密封舱内的中心或下部,出土口在密封舱外。

土压平衡的作用，是用刀盘切削下来的土充填整个密封舱，并保持一定的压力去平衡开挖面土压力。螺旋运输机的出土量要密切配合刀盘切削速度，使密封舱内始终充满泥土而不致挤得过密或过松；同时配合千斤顶顶进速度，以达到平衡开挖面地层侧压力的效果。土压平衡式盾构，既避免了局部气压盾构的缺点，又省略了泥水加压盾构的泥水输送和处理设备，乃是一种很有发展前途的新颖盾构。2100433B

盾构法施工得到广泛使用，因其具有明显的优越性：①在盾构的掩护下进行开挖和衬砌作业，有足够的施工安全性；②地下施工不影响地面交通,在河底下施工不影响河道通航;③施工操作不受气候条件的影响;④产生的振动、噪声等环境危害较小;⑤对地面建筑物及地下管线的影响较小 。

盾构法适用条件

在松软含水地层，或地下线路等设施埋深达到10m或更深时，可以采用盾构法 。

1、线位上允许建造用于盾构进出洞和出碴进料的工作井 ；

2、隧道要有足够的埋深，覆土深度宜不小于6m且不小于盾构直径；

3、相对均质的地质条件 ；

4、如果是单洞则要有足够的线间距，洞与洞及洞与其它建（构）筑物之间所夹土（岩）体加固处理的最小厚度为水平方向1.0m,竖直方向1.5m ；

5、从经济角度讲，连续的施工长度不小于300m 。

盾构法优点

1、安全开挖和衬砌，掘进速度快 ；

2、盾构的推进、出土、拼装衬砌等全过程可实现自动化作业，施工劳动强度低 。

3、不影响地面交通与设施，同时不影响地下管线等设施 ；

4、穿越河道时不影响航运，施工中不受季节、风雨等气候条件影响，施工中没有噪音和扰动 ；

5、在松软含水地层中修建埋深较大的长隧道往往具有技术和经济方面的优越性 。

盾构法缺点

1、断面尺寸多变的区段适应能力差 ；

2、新型盾构购置费昂贵，对施工区段短的工程不太经济。

3、工人的工作环境较差 。