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一级建造师考试《市政工程》考点3：盾构机选型要点一、盾构类型与适用条件(一)盾构类型(1)按支护地层的形式分类，主要分为自然支护式、机械支护式、压缩空气支护式、泥浆支护式、土压平衡支护式5种类型(见图1K413031-1)。
(2)按开挖面是否封闭划分，可分为密闭式和敞开式两类。
按平衡开挖面土压与水压的原理不同，密闭式盾构又可分为土压式(常用泥土压式)和泥水式两种。
敞开式盾构按开挖方式划分，可分为手掘式、半机械挖掘式和机械挖掘式三种(3)按盾构的断面形状划分，有圆形和异型盾构两类，其中异型盾构主要有多圆形、马蹄形、类矩形和矩形，目前在国内轨道交通建设中，已有双圆马蹄形、矩形和类矩形盾构应用。
(二)盾构机的刀盘配置盾构的刀盘主要由刀盘体、刀具、磨损检测器、搅拌棒、泡沫及膨润土管路等零部件组成。
刀盘体由钢结构焊接而成，刀具可分为：滚刀、切刀、边缘刮刀、仿形刀、保径刀、先行刀、中心刀等。
刀盘是机械化盾构的掘削部件，刀盘结构应根据地质适应性的要求进行设计，以适合围岩条件，并保证开挖面稳定的前提下，提高掘进速度。
刀盘设计时，应充分考虑刀盘的结构形式、支承方式、开口率、开口大小和分布、刀具的布置等因素。
(三)各种盾构对地质条件的适用性当前，土压平衡盾构与泥水加压盾构已经成为盾构法隧道施工使用最多的盾构。
1.土压平衡盾构(1)土压平衡盾构(Earth Pressure Balance Shield)，简称EPB盾构。
土压平衡盾构是在机械式盾构的前部设置隔板，使土仓和排土用的螺旋输送机内充满切削下来的泥土，依靠推进千斤顶的推力给土仓内的开挖土渣加压，使土压作用于开挖面以使其稳定。
土压平衡盾构的支护材料是土壤本身。
土压平衡盾构由盾壳、刀盘、刀盘驱动、螺旋输送机、皮带输送机、管片安装机、人仓、液压系统等组成。
(2)土压平衡盾构的工作原理如下：刀盘旋转切削开挖面的泥土，破碎的泥土通过刀盘开口进入土仓，泥土落到土仓底部后，通过螺旋输送机运到皮带输送机上，然后输送到停在轨道上的渣车上。
第二章盾构分类及选型隧道建设与盾构掘进机不可分离，所以盾构掘进机对各种地层的适应性非常重要。
1823年～1843年，世界上第一条人工开挖盾构隧道是由法国人Brunnel在伦敦泰晤士河下建成的，由于隧道掘进机与地层条件的不适应，长366m的隧道耗时达20年左右，隧道施工过程中遭遇了多次涌水，并付出了6个隧道工人生命的代价。
1991年6月29日贯通的长达49km（单条）英法海底隧道，耗时仅仅两年半，在如此短时内取得如此的成绩与隧道盾构正确选型密不可分。
英法海峡隧道法国侧隧道工程是在含水的白色白垩地层里施工，然后进入完全不渗透的兰色白垩地层里施工，然后进入完全不渗透的兰色白垩地层，选择了土压平衡盾构；而英国侧则根据地层的变化采用了通用型盾构。
前者掘进速率达1071m/mon，后者更是达到1487m/mon，说明该隧道的盾构选型是合适的。
1989开始动工建设的东京湾海底公路隧道全长15.1km，其中盾构隧道长9.1km，穿越的地层为软弱的冲积、洪积性土层，另外，该盾构隧道的一个最大特点是盾构必须能够承受 0.6MPa的水压，故采用8台直径14.14m的泥水式土压平衡盾构施工，东京湾隧道的成功建设也表明该类盾构的选择是合适的。
第一节盾构的构造一、盾构外形和材料1．盾构的外形作为一种保护人体的空间，隧道的形状因其使用要求不同、而造成盾构外形不同是理所当然的。
隧道掘进，无论盾构的形状如何，总是向轴线方向发展而成，所以，盾构的外形就是指盾构的断面形状。
从采用过的盾构来看，其外形有圆形、双圆、三圆、矩形、马蹄形、半圆形或与隧道断面相似的特殊形状等。
例如：将人行隧道筑成矩形，最大地利用了挖掘空间；将水利隧道筑成马蹄形，使流体的力学性能达到最佳状态；将穿山隧道筑成半圆形，可以使底边直接与公路连接等等。
但是，绝大多数盾构还是采用传统的圆形。
2．制造盾构的材料盾构在地下穿越，要承受水平载荷、垂直载荷和水压力，如果地面有构筑物，要承受这些附加载荷，盾构推进时，还要克服正面阻力，所以，盾构整体要求具有足够的强度和刚度。
盾构复杂线型上软下硬泥岩地层下穿运营铁路施工技术随着城市化进程的加速和人们出行需求的增加，铁路运输在现代社会中扮演着越来越重要的角色。
而在城市建设和改造过程中，隧道施工技术就显得尤为重要，尤其是在复杂地质条件下的盾构施工更是需要精密的技术和严谨的作业流程。
在盾构施工中，遇到上软下硬的泥岩地层时，施工难度更是加大。
如何有效应对盾构复杂线型上软下硬泥岩地层下穿运营铁路的施工技术，成为专业工程队伍所需要面对的重要问题。
一、地质特征分析1.上软下硬泥岩地层的特点上软下硬泥岩地层是指在地层深度较浅的表层为软岩，深层则为硬岩。
这种地质条件下，盾构施工所面临的挑战主要有两个方面：一是软岩层稳定性差，易发生塌陷和漏水等问题，对盾构机构成潜在威胁；二是硬岩层硬度大，抗力强，盾构机隧道掘进时会受到更大的阻力，增加了施工难度。
2.盾构施工中的挑战在上软下硬泥岩地层下穿运营铁路的盾构施工过程中，需要面对以下挑战：一是需要克服软岩层失稳引起的塌陷和漏水，保证盾构机的稳定性和施工安全；二是需要克服硬岩层的高抗阻力，确保盾构机的正常掘进，并有效管理掘进速度和控制土压力。
二、施工技术应对1.盾构机选型在面对上软下硬泥岩地层的施工条件下，盾构机的选型和性能显得尤为重要。
需要选用具有较大功率和扭矩的盾构机，并配备有合适的刀盘和刀具，以应对软硬岩层的不同状况。
盾构机的控制系统需要具备高智能化和精密化的功能，能够实时监测和调整施工参数，保证盾构机的稳定和安全。
2.巧妙的掘进策略在盾构复杂线型上软下硬泥岩地层施工中，制定合理的掘进策略显得尤为重要。
应根据实地勘察数据和地质条件，选择合适的盾构机掘进方案，包括掘进速度、土压力管理、刀具更换等。
对软硬岩层应有不同的掘进参数和技术手段，根据实际情况进行巧妙的掘进策略调整，确保掘进的顺利进行。
3.土压平衡控制在盾构施工中，土压平衡是一个至关重要的因素。
在面对上软下硬泥岩地层的情况下，需要严格控制土压力，防止因土压过大而导致的盾构机失稳或者地面沉降。
