什么是盾构机？分类有哪些？主流盾构机介绍

1、盾构机

盾构掘进机，简称盾构机，是一种在软弱地质中幵挖地下隧道的专用机械。自年英国人Marc Isambard Brunel从一条虫子上获得启发研究出盾构施工法开始，盾构机发展己经历了200余年。现今，盾构机集机、电、液、控制、算法于一体，集成了开挖地层切削岩土、排出转运土渣、管片衬砌自动拼装、自动调姿纠偏等功能，涉及地质、土木、机械、力学、液压、电气、控制、测量等多门学科技术，而且要按照不同的地质进行“量体裁衣”式的设计制造，可靠性要求极高。

盾构机具有掘进速度快、施工效率高、施工自动化程度高、节省人力、一次成洞、受天气状况影响小、对地面建筑和交通及地下设施影响小等特点。

盾构机的基本工作原理就是一个圆柱体的钢组件沿隧洞轴线边向前推进边对土壤进行挖掘。该圆柱体组件的壳体即护盾，它对挖掘出的还未衬砌的隧洞段起着临时文撑的作用，承受周围土层的压力，有时还承受地下水压以及将地下水挡在外面。挖掘、排土、衬砌等作业在护盾的掩护下进行。

2、盾构机分类

根据不同的标准，可将盾构机分为不同类型。按照是否有稳定的开挖面来分类，分为闭胸式、敞开式和半敞开式;按开挖面稳定控制的方式不同，分为泥水加压盾构机、土压平衡盾构机、组合式盾构机以及压缩空气式盾构机。

3、主流盾构机介绍

目前世界范围内的主流产品是土压平衡式盾构机、泥水加压盾构机和硬岩掘进机。

(1)土压平衡式

工作原理：土压平衡式盾构机是把土料(必要时添加泡沫等对土壤进行改良)作为稳定开挖面的介质，刀盘后隔板与开挖面之间形成泥土室，刀盘旋转开挖使泥土料增加，再由螺旋输料器旋转将土料运出，泥土室内土压可由刀盘旋转开挖速度和螺旋输出料器出土量(旋转速度)进行调节。

应用场景：适用于长距离、大直径隧道

掘进速度：快

优点：应用的范围广，对周围影响小，易于操作

缺点：对刀盘动力需求较大

(2)泥水平衡式

工作原理：在密封舱内注入泥土和水混合，通过泥水加压维持开挖面稳定。

应用场景：适用于长距离、大直径隧道

掘进速度：中等

优点：隧道清洁度好，构造复杂操作较难，刀具磨损小

缺点：对地质条件要求严格

(3)硬岩掘进机

工作原理：没有压力平衡系统，主要是刀具挤压岩石，刀盘工作切割岩石。

应用场景：适用于岩石地层的挖掘

掘进速度：慢

优点：震动和噪声小，对建筑影响小

缺点：刀具容易磨损，成本高

推荐阅读：《中铁工业-深度报告：盾构机龙头抽水蓄能等新应用驱动新增长-220109(23页).pdf》