[科普中国]-平巷盾构法掘进

平巷盾构法掘进是指在软土地层中暗挖巷(隧)道的一种平巷特殊法掘进作业。盾构是地下工程中开挖土方和安装衬砌结构的施工机械，盾构机械化施工对地面建筑物和交通的影响很小，由于技术上的不断改进，盾构法施工能适应各种地层，因此己广泛地应用于地下工程的建设。盾构机械化施工是一项综合性的施工技术，除盾构本身外，它还需要与其他技术相配合，例如地下水的降低，衬砌的防水和堵漏。衬砌与地层间的充填注浆，施工测量，气压法施工以及安全防护等。

简介平巷盾构法掘进是指在软土地层中暗挖巷(隧)道的一种平巷特殊法掘进作业。盾构是地下工程中开挖土方和安装衬砌结构的施工机械，盾构机械化施工对地面建筑物和交通的影响很小，由于技术上的不断改进，盾构法施工能适应各种地层，因此己广泛地应用于地下工程的建设。盾构机械化施工是一项综合性的施工技术，除盾构本身外，它还需要与其他技术相配合，例如地下水的降低，衬砌的防水和堵漏。衬砌与地层间的充填注浆，施工测量，气压法施工以及安全防护等1。

发展简史1818年法国人布鲁诺尔开始研究盾构法，1825年首次应用后构法在英国泰晤士河下建造一条矩形隧道。1874年英国人格雷脱海特在伦敦城南线施工中创造了比较完整的气压式盾构施工下艺，从而奠定了现代化盾构法基础。20世纪30-40年代。美国纽约采用气压式盾构建造19条水底隧道。到60年代，盾构法在日本得到迅速发展，日本研制了技术上较先进的局部气压、泥水加压和土压平衡等形式的盾构，以适应在各种土层中的施工。

中国阜新煤矿曾用直径为2.6m的盾构修建疏水巷道。1957年北京市在上水道工程中使用过直径为2m和2.6m的盾构，1963年以后，上海地区采用盾构法建造各种隧道10余条，盾构外径从3.6m、4.2m增大到11m，盾构型式有敞胸式、网格式、网格一闭胸式等、其中有试验隧道、越江公路隧道、地铁隧道、海底排(取)水隧道2。

盾构的结构与组成盾构的通用外形为圆筒形，也有矩形、马蹄形或半圆形的。其基本结构包括盾构壳体、推进系统和拼装系统三大部分。盾构的壳体由切口环、支承环和盾尾组成。切口环用于切入地层并掩护开挖作业，切口环前端设有刀口，以减少切土时对地层的扰动，支承环位于切口环之后，用于支承地层土压力、盾构前进和盾尾衬砌拼装等施工荷载，盾尾主要用于掩护隧道衬砌的安装。盾构约推进系统由液压设备和结构千斤顶组成，液压设备由各种操纵阀控制，通过管路使千斤顶按操纵指令动作。拼装系统的主要设备是以油压为动力的衬砌拼装器(俗称举重臂)，拼装器大多装在支承环上，也有装在后部车架或平板车上的。

开挖方式与施工工艺盾构分为手掘式、挤压式、平机械式和机械式等几种。手掘式盾构开挖面敞开，构造简单，操作方便，但劳动强度高，效率低，只适用于地质条件较好的工程3。

挤压式盾构结构形式挤压式盾构有两种结构形式:种是将开挖面用胸板封闭起来，可避免地下水和流砂涌入及土体坍塌等危险，并省去多余工序，另一种是在封闭胸板，局部开孔，当盾构推进时。从孔中挤入盾构，装车外运。网格式盾构是手掘式盾构和挤压式后构的一种结合形式。这种盾构在开挖面装有钢制的开日格栅，当盾构推进时。土被网格切成条状，进入盾构后运走，当后构停止工作时，网格可防止开挖面坍塌。与挤压式盾构一样，网格式盾构只适用于松软可塑的粘性地层，地层含水时，需采取降水、压气等措施。半机械式盾构是在手掘式后构的正面装上挖土机械来代替人工开挖。机械式盾构是在手掘式盾构的切口部分，装下与盾构直径相同的大刀盘，以进行全断面切削开挖，若地质条件允许，机械式盾构的开挖面也可敞开，若地层较差，则开挖面宜用胸板封闭起来，即采用局部气压、泥水加压或者土压乎衡的机械式盾构。上述几种盾构的共同点是：在开胸机械盾构的切口环和支承环之间装上隔板，使切口环部分形成一个密封舱。不同点是：局部气压盾构的密封舱内通入压缩空气，以平衡开挖面的压力，泥水加压盾构的密封舱内通入泥水(泥浆)。既可支撑开挖面，又可用来输送切削下来的泥土，而土压平衡盾沟则装有一台长筒形螺旋运输机，运输机的进土在盾构前端，出土口在盾尾密封舱外，刀盘切削下来的土像压缩空气或泥水一样充满整个密封舱，并保持一定压力来平衡开挖面的上压力。土压平衡式盾构是一种发展中的最新型机械式盾构1。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学