泥水式盾构机发展概况及工作原理 泥水式盾构机 1 发展概况 泥水式盾构机是通过有一定压力的泥浆来支撑稳固开挖面;由旋转刀盘、悬臂刀头或水力射流等进行土体开挖;开挖下来的土料与泥水混合以泥水状态由泥浆泵进行输运。泥水式盾构机适用于各种松散地层,有无地下水均可。采用泥水式盾构机进行施工的隧洞工程都说明它是一种低沉降及安全的施工方法,在稳定的地层中其优点更加明显。 最初的泥水盾构要追溯到一百多年前的Greathead 及Haag 的专利。由于高透水性地层用压缩空气支撑隧洞开挖面非常困难,1874 年,Greathead 开发了用流体支撑开挖面的盾构,开挖出的土料以泥水流的方式排出。1896 年 Haag 在柏林为第一台德国泥水式盾构申请了专利,该盾构以液体支撑开挖面,其开挖室是有压和密封的。1959 年 E.C.Gardner 成功地将以液体支撑开挖面应用于一台用于建造排污隧洞的直径为 3.35m 的盾构。1960 年 Schneidereit 引进了用膨润土悬浮液来支撑开挖面,而H.Lorenz 的专利提出用加压的膨润土液来稳固开挖面。1967 年第一台有切削刀盘并以水力出土、直径为 3.1m 的泥水盾构在日本开始 使用。在德国,第一台以膨润土悬浮液支撑开挖面的盾构由Wayss&Freytag 开发并投 入 使 用。 泥水式盾构机的发展有三 种历 程,即 日本历 程、英 国历 程和德国历 程。到目前则 只 有日本和德国两 个 主 要的发展体系 。日本的发展历 程导 致 当 今 的泥水盾构,德国的发展历 程导 致 水力盾构。以日本的泥水盾构为基 础 发展了土压平 衡 盾构,而德国的水力盾构导 致 很 多不 同 的机型 ,如 混合型 盾构,悬臂刀头泥水盾构及水力喷 射盾构等。德国和日本体系 的主 要区 别 是,德国式的在泥水舱 中设 置 了气压舱 ,便 于人 工正 面控 制 泥水压力,构造简 单 ;日本式的泥水密封舱 中全是泥水,要有一套 自 动 控 制 泥水平 衡 的装 置 。 1967 年三菱公司制造了第一台为泥浆开挖面支护的试验盾构,直径为3.10m的样机取得经验后,1970 年建造了第一台大型泥水盾构,直径为7.20m,用于建设海峡下的Keiyo 铁路线。自此以后,日本的很多制造商生产了此型盾构。与欧洲相比,泥水盾构在日本使用很多。在欧洲,英国的Markham,法国的NFM 及 FCB 公司等采用日本许可证,也制造了泥水盾构。 德国的发展历程起始于1972 年,德国承包商 Wayss 及 Freytag 公司开发了水力盾构...