敞开式盾构机施工技术介绍 天津市静海城市基础设施建设投资集团有限公司 杨威 一、敞开式盾构的概念 盾构机的种类多种多样,敞开式盾构指一般意义上的盾构机去掉前端刀盘及驱动部分,开挖面于内舱之间无封闭隔板,能够直接看到全部开挖面状况的盾构机。这种盾构机是密闭式盾构发展完善过程中的中间产品,自动化程度低,对隧道地层及岩土工程的经验依赖性强。主要用于地质条件较好且无地下水,开挖面在切口及前檐挡板的保护下能维持稳定的自立状态,或开挖面在采取辅助措施后也能稳定自立的地层,其优点在于敞开掘进时对正面障碍及小型塌方处理方便,并便于超挖,配合盾构操作,提高盾构的纠偏效果。 敞开式盾构机照片 二、敞开式盾构与普通盾构的区别 一台盾构机的外壳沿纵向从前到后可分为前、中、后三段,通常又把这三段分别称为切口、支承、盾尾三部分,如图 1a)为敞开式盾构,b)为封闭式盾构,由图可见两者的主要区别在前、中段即切口和支撑部分。 切口前檐a)全敞开式、部分敞开式盾构封闭式盾构切削刀盘图盾构机结构示意图 2.1 切口部分的区别 切口部分装有掘削机械和挡土设备,故又称掘削挡土部。 敞开式盾构机掘削挡土部照片 就图1 a)所示的敞开式盾构而言,通常切口的形状有阶梯形、斜承形、垂直形三种,见图2。切口的上半部较下半部突出呈帽檐状。突出的长度因地层的不同而异,通常为 300~1000m m 。但是,对部分敞开式(网格式)盾构而言,也有无突出帽檐的设计。对自立性较差地层而言,切口的长度要设计得长一些。掘削时把掘削面分成几段,设置几层作业平台,依次支承挡土、掘削。有些情况下,把前檐做成靠油缸伸缩的活动前檐,切口的顶部做成刃形;对砾石层而言,应做成T 形。 a)阶梯形b)斜承形c)垂直形图2 敞开式盾构切口形状示意图 图 1 b)是封闭式盾构,与图 1 a)的主要区别是在切口与支承之间设有一道隔板,使切口部与支承部完全隔开,即切口部得以封闭。切口部的前端装有掘削刀盘,刀盘后方至隔板的空间称为土舱(或泥水舱)。刀盘背后土舱空间内设有搅拌装置。土舱底部设有进入螺旋输送机的排土口。土舱上留有添加材料注入口。此外,当考虑更换刀具、拆除障碍物、地中接合等作业需要时,应同时考虑并用压气工法和可以出入掘削面的形式,因此隔板上应考虑设置人孔和压气闸。 2.2 支承部分的区别 支承部即盾构的中央部位,是盾构的主体构造部。因为要支承盾构的全部荷载,所以该部位的前方和后...