泥水盾构简介(谷风技术)
泥水平衡盾构简介

支承环
盾尾
刀盘
主驱动
泥水仓
进浆管 破碎机 推进油缸
排浆管 管片拼装机
13 盾构及掘进技术国家重点实验室
2.刀盘系统
刀盘是泥水盾构的主要工作部件,为各种盾构刀具提供安装位置, 根据工程实际需求,可分为常规泥水盾构刀盘和带常压换刀装置的刀盘。 前者厚度跟同尺寸的土压平衡盾构的刀盘厚度相当,后者厚度一般接近 2m或以上。
间接控制型泥水盾构控制 精度高,开挖仓内的泥水 压力波动小,一般在 0.01~0.02MPa之间变化。 掌子面压力的变化被迅速、 准确的平衡,降低了对地 层的扰动。
8 盾构及掘进技术国家重点实验室
3.泥水平衡原理
泥水稳定掌子面的方法源于地下连续墙的泥浆护壁原理,其基本原 理是通过在支撑环前面隔板的密封舱中,注入适当压力的泥浆,在开挖 面形成泥膜,支撑正面土体,并由安装在正面的刀盘切削土体表面泥膜, 与泥水混合后,形成高密度泥浆。
当泥水压力大于地下水压力时,泥水按照达西定律渗入土体,形成
与土壤间隙成一定比例的悬浮颗粒,这些颗粒被捕获并积聚于土体与泥
水的接触区,逐渐形成泥膜。当泥膜抵抗力远大于正面地层压力时,产
生泥水平衡效果。
9
盾构及掘进技术国家重点实验室
泥膜的类型
泥皮泥膜
无泥 膜
渗透泥膜
泥水几乎不渗透,只形 成泥膜
盾构及掘进技术国家重点实验室
14 盾构及掘进技术国家重点实验室
15 盾构及掘进技术国家重点实验室
➢ 刀盘的设计要求 (1) 能够降低对刀具的磨损; (2) 保护刀盘的钢结构,刀盘的结构材料为Q345B 、16MnR、 GS52或相
当于这种材料的铸钢; (3) 能够实现高的贯入度; (4) 选择降低刀具的磨损及维持掌子面稳定的最优刀盘开口率; (5) 幅轮设计以使每个旋转方向都有多个碴土出口; (6) 2 个旋转方向(正/反); (7) 刀盘前面有独立的喷口用于防止刀盘结泥饼; (8) 连接到主驱动的连接臂(厚壁管)保证刀盘良好的稳定性; (9) 出碴通道的几何设计必须满足开挖仓容易出碴; (10) 大的物料通道从刀盘外缘通到刀盘中心区域,这样便于将挖掘的物
泥水平衡盾构施工技术培训

根据施工方案,准备所需的管片、砂 浆、盾构机等材料和设备,确保施工 顺利进行。
制定施工方案
根据勘察结果,制定详细的施工方案 ,包括盾构机选型、施工组织、安全 保障等。
盾构掘进施工
安装盾构机
将盾构机安装到始发井或接收井 ,并进行调试和试运行。
泥浆制备
根据地质条件,制备适当比例的泥 浆,用于控制盾构机掘进过程中的 泥水压力。
现状
目前,泥水平衡盾构技术已成为隧道工程建设中的重要技术手段之一,广泛应用 于国内外各类大型隧道工程中,为城市建设和交通发展做出了重要贡献。
02
泥水平衡盾构设备与操作
盾构机的基本结构
01
02
03
04
刀盘
用于切削和破碎土体,是盾构 机的主要工作部分。
盾体
提供保护和支撑,内部安装有 控制、推进、拼装等系统。
泥水平衡盾构施工技术培训
目录
• 泥水平衡盾构技术概述 • 泥水平衡盾构设备与操作 • 泥水平衡盾构施工流程 • 泥水平衡盾构施工中的问题与对策 • 泥水平衡盾构技术案例分析
01
泥水平衡盾构技术概述
定义与原理
定义
泥水平衡盾构是一种隧道掘进技术,通过向切削仓内注入泥浆,保持压力平衡 ,使掘进过程中土仓内的泥水压力和掌子面土压力平衡,以保持掌子面的稳定 。
掘进施工
启动盾构机进行掘进施工,同时通 过泥浆系统将切削下来的土体排出 ,保持泥水平衡状态。
衬砌与管片安装
衬砌预制
在工厂或现场预制混凝土衬砌块 ,确保其质量和尺寸符合设计要
求。
管片拼装
在盾构机掘进过程中,逐块拼装 管片形成隧道结构,同时确保管
片之间的密封性。
衬砌安装
将预制好的衬砌块逐块安装到管 片外侧,形成完整的隧道结构。
泥水大盾构方案

泥水大盾构方案1. 引言泥水大盾构是一种在地下挖掘隧道时使用的工程机械。
它能够在不影响地表和周围环境的情况下进行挖掘,因此广泛应用于城市交通、地铁及其他地下通道工程。
本文将介绍泥水大盾构的工作原理、优势以及施工方案。
2. 工作原理泥水大盾构是使用一个圆柱形的盾构机来挖掘地下隧道。
盾构机主要由盾构头、推进系统、控制室和环片组成。
在施工过程中,盾构机首先通过盾构头对土层进行剥离和挖掘。
同时,盾构机通过推进系统将盾构机向前推进,并在后方放上预制的环片来支撑隧道壁面。
随着盾构机的推进,工作区域会被不断挖掘和支撑。
冠状稀土液是利用注浆管通过泥水注浆系统向前注入地下,形成一个稳定的液态泥土环,以防止土层坍塌。
同时,冠状稀土液还能将挖掘出的泥土通过管道输送到地面。
3. 优势泥水大盾构相比传统的地下挖掘方法具有许多优势:•高效快速: 盾构机能够同时进行挖掘和支撑,施工速度快,提高了工作效率。
•安全可靠: 盾构机能够将群众和工人与挖掘工程隔离,减少了施工过程中的意外风险。
•环保低碳: 盾构机能够最大程度地减少对周围环境的影响,避免了大面积地表开挖和爆破带来的空气和噪音污染。
•适应性强: 盾构机能够适应各种地质条件,包括软土、沙层和岩石。
4. 施工方案4.1 准备工作在进行盾构施工之前,需要进行一系列的准备工作:1.调查勘探:对施工区域进行地质勘探,确定地下水位、土质情况以及任何可能影响施工的地质因素。
2.设计方案:根据勘探结果,设计盾构施工方案,包括隧道的路径、尺寸和施工进度。
3.材料采购:采购所需的盾构机、环片、注浆材料等。
4.现场准备:清理施工区域,搭建临时设施,确保施工现场的安全和通畅。
4.2 施工过程盾构施工可以分为以下几个步骤:1.开始挖掘:将盾构机定位到起始点,开启盾构机,开始挖掘。
2.推进隧道:盾构机通过推进系统向前推进,同时进行挖掘和固土。
3.安装环片:当盾构机挖掘到一定距离时,将预制的环片通过后方传送带安装到隧道壁上。
泥水盾构工法

注浆施工
在管片拼装完成后,进行注浆施工, 对隧道周围土体进行加固处理。
施工监测与评估
施工监测
对施工过程中各项参数进行监测,如 盾构机掘进姿态、泥浆压力和流量、 管片拼装质量等。
施工评估
根据监测数据对施工过程和成果进行 评价,及时发现和解决施工中存在的 问题,确保工程质量和安全。
在施工过程中,泥水舱内的泥水压力需要与地层压力保持动 态平衡,以维持地层的稳定性。同时,泥水舱内的泥水压力 也需要与泥水舱的几何形状相匹配,以确保施工安全。
泥水处理与循环利用
泥水处理与循环利用是泥水盾构工法的关键技术之一,通 过将挖掘出的泥水进行分离、筛选、搅拌等处理,实现泥 水的循环利用。
在施工过程中,挖掘出的泥水需要进行分离,去除其中的 大颗粒和杂质,然后通过搅拌和添加适量的化学药剂,使 其达到所需的物理和化学性能指标。处理后的泥水可以再 次用于控制地层压力、冷却刀盘和润滑管片等施工操作。
泥水盾构工法适用于各种土壤 和软岩地层,具有广泛的适用
性。
泥水盾构工法的缺点
泥水处理问题
挖掘过程中产生的泥水需要妥善处理,否则 会造成环境污染。
成本较高
相对于其他工法,泥水盾构工法的设备成本 和运营成本较高。
施工精度要求高
由于泥水盾构的挖掘精度受多种因素影响, 因此对施工精度要求较高。
施工条件受限
远程监控与决策支持系统
建立远程监控与决策支持系统,实现施工过程的实时监控和远程控 制,提高施工管理的智能化水平。
06 泥水盾构工法案例分析
案例一:某地铁区间隧道泥水盾构施工
总结词:成功应用
详细描述:某地铁区间隧道采用泥水盾构工法进行施工,通过合理的泥水处理和掘进控制,成功穿越了复杂的地质条件和重 要建筑物,保证了施工安全和质量。
泥水盾构

中交隧道局南京纬三路过江通道
双管片行车
双管片行车作为管片运输系统中重要设备,最大起重 量为40T,每次可搬运两块管片,节省管片运输时间。 工作时,由2#台车后端起吊,通过台车内部运输至前 端,将管片放置在单管片接收平台上。整个运输过程可 以实现人工及半自动两种控制方式。
中交隧道局南京纬三路过江通道
中交隧道局南京纬三路过江通道
中交隧道局南京Leabharlann 三路过江通道制浆系统 全自动制浆系统QZJ-200从上料(水)、称重、搅 拌到输送全过程均为自动控制运行(亦可人为干预), 具有制浆速度快,浆液搅拌均匀等特点。通过上位机预 设定水灰比,可灵活配制从1.05~1.20g/cm3之间不同 密度的浆液。制浆时间可调,每个制浆周期耗时最多 3~5分钟。足以满足应急补浆所需。
单管片行车
该行车位于1#台车后部,主要用于油脂搬运及接受 平台上管片的转移,最大起重量为20T,每次可起吊一 块管片。当行车起吊接收平台上放置的管片时,运用液 压油缸实现管片开启和闭合,运用旋转马达将管片整体 旋转±90°。通过液压系统还可以调整管片位置精度,并 放置在管片供给装置末端接收段。
中交隧道局南京纬三路过江通道
中交隧道局南京纬三路过江通道
3 泥水处理系统 2
筛分 压滤系统 制浆系统 调浆系统
中交隧道局南京纬三路过江通道
筛分
泥浆处理系统由筛分系统、压滤系统、制浆系统、 调浆系统等构成,通过管路连接使各系统单元组合在一 起,达到盾构机泥水循环泥浆指标要求的目的。
本项目泥水处理系统采用型号为ZX-3000筛分处理 设备,总机泥水处理量为3×1000m3/h,筛分设备分 为三个泥水处理单元,每个单元又由9个框架3层结构构 成,设备总重量108t,装机功率1500KW。筛分设备结 构图如下。
泥水盾构施工简介

盾构的掘进对车站的正
常使用未产生任何影响。
(二)、上海市轨道交通9号线盾构穿越沪杭铁路
1、概况
上海市轨道交通9号线一期工程R413-盾构隧道(九亭站-七宝
站)位于上海市闵行区沪松公路沿线,线路呈西东走向。区间 上、下行线和东出入段线盾构隧道在区间东西岔道井之间 DK20+664(=L2DK0+220)处下穿越沪杭铁路环线(铁路里程约 DK31+820),铁路为双线铁路(路基宽约12m),位于隧道上 方,与隧道基本正交(相交角约88°),穿越处位于沪松公路 北侧。地层为杂填土和淤泥质黏土,埋深10m。
膨润土溶液
地层
切削刀盘
进浆管
排浆管
(三)泥水盾构的优缺点 优点:
(1)适应性强,适用范围广。可适用于砂卵石、砂层、冲、 洪积土层、岩石等多种地层。适用于常压下、地下水位以 下和以上、高水压力等条件下施工。 (2)由于泥水在土层中的渗透性比空气在土中的透气性小, 施工中可减少地下水的移动,从而减少由此而引起的地表 沉降。 (3)因采用管路排泥,井下施工作业环境能保持清洁良好, 提高了作业人员的施工安全性; (4)采用气压保持泥水压力的稳定,调节速度快,压力波 动小,可在覆土较浅的条件下进行盾构法隧道施工。 (5)挖土及出土等可全部实现机械化、管道化水力输送, 并可在地面上控制,从而改善隧道内作业条件,提高了施 工效率。
2、做好施工监控量测和反馈
(1)监测
①合理布设监测点。地面沉降测点沿隧道中心线 上间隔30m布设一个监测断面,对影响范围内所有轨 道进行埋设测点,每股轨道上布设3~5个测点。 ②采用精密的监测方法。对于轨道的沉降观测采 用精密水准测量的方法进行量测作业。 ③加大监测频次。掘进面前后<20m时,测1~2次/ 天,掘进面前后<50m时,测1次/ 天,掘进面前后 >50m时,测1次/ 周。
泥水平衡盾构机施工原理介绍

泥水平衡盾构机施工原理介绍泥水平衡盾构机是一种用于地下隧道施工的先进设备。
它采用泥浆平衡法进行施工,能够在地下进行高效、安全的隧道开挖。
本文将详细介绍泥水平衡盾构机的施工原理。
1. 泥水平衡盾构机的基本原理泥水平衡盾构机是在隧道掘进过程中,通过注入泥浆控制地下水位,保持隧道工作面正常工作环境的一种盾构机。
它采用了泥浆平衡法,即通过在隧道工作面注入泥浆,使泥浆的密度与地下水的压力平衡,从而达到控制地下水位的目的。
2. 泥水平衡盾构机的工作原理泥水平衡盾构机主要由刀盘、前后密封、螺旋输送机和泥浆系统等部分组成。
在施工过程中,首先将泥浆通过泥浆系统供给到刀盘前部的刀具上。
刀盘旋转时,刀具将地层土壤切削下来,同时将泥浆与土壤混合成泥浆浆体。
泥浆浆体通过螺旋输送机送出隧道,同时通过密封系统保持隧道工作面的压力平衡。
泥浆与地下水的压力平衡可以有效控制地下水位,防止水和土壤的涌入,保护工作面的稳定性。
3. 泥水平衡盾构机的施工过程泥水平衡盾构机的施工过程可以分为以下几个步骤:(1) 预处理:在施工前,需要对隧道工作面进行预处理,包括地下水的降低和土层的加固等。
(2) 开挖:泥水平衡盾构机开始工作后,刀盘旋转切削土壤,并通过螺旋输送机将土壤与泥浆混合成泥浆浆体。
(3) 输送:泥浆浆体通过螺旋输送机将土壤从隧道中输送出去,同时保持隧道工作面的压力平衡。
(4) 支护:在土壤被切削后,需要进行隧道工程的支护,以确保隧道的稳定和安全。
(5) 后续处理:隧道开挖完成后,需要进行后续的清理工作,包括清理刀盘和螺旋输送机等设备。
4. 泥水平衡盾构机的优势和应用泥水平衡盾构机具有以下优势:(1) 施工速度快:泥水平衡盾构机可以实现连续作业,施工速度较快。
(2) 施工安全:泥水平衡盾构机采用了泥浆平衡法,能够有效控制地下水位,减少地层涌水和塌陷的风险。
(3) 对环境的影响小:泥水平衡盾构机在施工过程中,通过注入泥浆控制地下水位,减少对周围环境的影响。
泥水盾构施工技术介绍

一
、
概 述
目前 , 盾构 已成为软土地层修 建隧道
的一种专用施工机械 , 盾构 施工 法也 已成
20泥水 定 平 衡 的 ,故 称 泥 水 加压 平 衡 盾 构 法, 简 机等设备组成 。以下图 1是 中6 6 平衡式盾构机主体 结构简图。 称泥水盾构。 泥 水加压式盾 构开挖面 土体 是依 靠 泥 水压 力对开 挖面上 的水 土压力 发挥平
( 泥水 加压 和 循 环 系统 2)
为当今城市隧道和地 铁工程 中不可缺 少
的一 种 施 工 法 。
泥水 加压 平衡 盾构 的特征 之一是将
传统的盾构施工法大多有赖于气压、 降水 、 注浆加固等措施来对付 不稳定地层
的局 面 , 泥 水 加 压 式 盾构 是 用泥 浆 加压 而
通过对开挖面 加压 使其 衡作用 以求得稳定。 泥水压力主要是在掘 泥水送往开挖面 , 达到稳定 , 用流体输送 砂土。泥水通过 并 进 中起支护作用。 加压 、 流体输送土砂 、 泥 此外 , 由于泥水 中的粘粒受到上述压 泥浆泵进行循环、 水分离后重新循环到开挖面 , 这一系统称 力差作用在开挖面形成一层泥膜 , 对提高
2 适 用条 件 、 泥 水 加 压 平 衡 盾 构 工 法 采 用 泥 水 加
13 . 6亿) 六号 线 I 隧道 工程 等过江地 压 平 衡 刀 盘 切 削 面 , 能 使 开 挖 面 保 持 稳 和 标 定, 确保 隧道施 工安全 , 具有对 地层 扰动 小和沉降小等优点。 最适宜于开挖区难 以
施工环境 , 能较好地稳定开挖面和 防止地 表隆陷, 成为 当今一种划时代 的盾构 新技
术。
我 司于 20 0 3年 引 进 泥 水 加 压 平 衡
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由于此时开挖室没有泥浆的供给,因此理论上并不需要控
制泥浆\气垫界面液位。然而泥浆\气垫界面的液位可能由
于水从界面上流失或进入而发生变动。在这些情况下,可
能需要补充泥浆(只要注入管道压力许可的话)或排出泥
浆以调整这个液位。
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开挖模式:
P LF V01
V03
V02
V04
V05
V06
P HMT6,6
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3
泥水平衡盾构工作原理图
气垫室
膨润土液区
地层
切削刀盘
进浆管
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压缩空气 膨润土溶液
排浆管
4
2、泥水盾构施工的特点:
在易发生流沙的地层中能稳定开挖面,可在正常大气 压下施工作业;
泥水传递速度快而且均匀,开挖面平衡土压力 的控制 精度高,对开挖面周边土体的干扰少,地面沉降量控 制精度高;
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泥水盾构主机图
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11
主机前体部分为两个仓室,分别是泥水仓(或称刀盘仓) 和气垫仓。其中泥水仓掘进时一般充满泥水,气垫仓在掘 进时一般底部为泥水,上部为压缩空气。泥水仓主要功能 为切削渣土的携带,气仓的主要功能为储存足够体积的压 缩空气,以保证压力稳定的需要。
碎石机结构:在气仓底部设置排浆口,在排浆口布置有专 用的碎石结构即碎石机,对大颗粒的岩石进行破碎,避免 大颗粒进入泥浆循环系统损坏相应部件。
5
P
V07
Байду номын сангаас
V09
V08
V10
V11
V12
P
V14 P
V16 V15
V13
V17
P P.2.1 P
M
FD
F
D
Depuis l'usine de production de boue From the bentonite plant
盾构出土,减少了运输车辆,进度快;刀盘、刀具磨 损小,适合长距离施工;
刀盘所受扭矩小,更适合大直径隧道施工;
适用于软弱的淤泥质粘土层、松散的砂土层、沙砾层、 卵石层和硬土的互层等地层。特别适用于地层含水量 大、上方有水体的越江隧道和海底隧道。
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5
二、泥水盾构简介
• 泥水盾构分为英国体系、日本体系和德国体系。
为方便。
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三、泥水盾构原理介绍
• 泥水盾构与土压盾构工作系统和结构上,
有很多相同之处,这里以德国体系的泥 水盾构为例,介绍泥水盾构特有的系统, 主要内容包括盾构结构简单介绍、泥水 平衡原理、泥水循环系统、气体保压系 统、泥水处理系统等。
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1、泥水盾构结构简单介绍
泥水盾构结构主要包括刀盘、前体、中 体、盾尾、主轴承、人仓、安装机轨道 梁、管片安装机和吊机、拖车结构以及 在拖车上布置的设备包括控制室、空压 机、电器设备、水泵水箱、泥浆管延伸 装置等。不同的盾构厂家,其布置不同。
反循环模式、隔离模式和长时间停机模式。
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旁通模式
这个模式是待机模式,用于盾构不进行开挖时执行其它功 能。这个模式也用于当盾构从一种功能切换到另一种功能 时。特别是,旁通功能是用于安装管片衬砌环的情况。它 使开挖室被隔离。在旁通模式,各泥浆泵都根据泵的超载 压力和所要求的排渣流量所控制的转速保持旋转。
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• 德国体系的空气室的压 力是根据开挖面需要的 支护泥浆压力设定的, 空气压力可通过空气控 制阀使压力保持恒定。 同时由于空气缓冲层的 弹性作用,即使液位波 动或出现突然的泄漏, 对土仓压力也无明显影 响。
• 间接控制型泥水平衡盾构与直接控制型
相比,控制系统更为简化,对开挖面土
层支护更为稳定,对地表沉陷的控制更
h
地下水压力
泥水压力 地下水位
土壤,形成与土壤间隙成一定
比例的悬浮颗粒,被捕获并集 聚与泥水的接触表面,泥膜就 H 此形成。随着时间的推移,泥 膜的厚度不断增加,渗透抵抗
Y 盾构机
力逐渐增强。当泥膜抵抗力远
大于正面土压时,产生泥水平
衡效果。
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3、泥水循环系统
泥水循环系统的控制包括 泥浆循环模式的选择 泥浆循环参数选择 泥浆碎石处理 管路延伸以及止浆处理等。 3.1泥浆循环模式介绍 泥浆循环的方式包括旁通模式、开挖模式、
目前使用比较广泛是日本体系和德国体系。日本 体系为直接控制模式,由泥浆液体直接支护开挖 面并提供维持平衡压力的盾构,德国体系是间接 控制式盾构,其通过支护液体的压力插入一个空 气缓冲层加以控制,即通过空气缓冲层的压力控 制,间接控制开挖面的压力。
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6
两种泥水盾构的主要区别如下
• 日本体系泥水盾构的泥浆压 力,在循环掘进时,通过调 整进浆泵的转速或者调整进 浆泵出口节流阀的开口比值 来实现压力控制的。因此掘 进速度、地层变化、掘进深 度及其掘进长度对压力均有 影响。调节泵的压力是通过 中心控制室的自动调节完成。
泥浆门结构:泥浆门布置在泥水仓和气仓之间的隔板底部, 主要作用是通过泥浆门的关闭,将气仓和泥水仓隔离,使 作业人员能在长压下进入气仓,在气仓里进行维修或检查 等作业。泥浆门的布置位置有所不同,海瑞克和NFM有所 不同。海瑞克的布置在气仓侧,NFM公司的布置在泥水仓 内。
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2、泥水平衡原理简述
• 泥水加压式盾构工作面土体是依靠泥水压力对工作面上的 水压力发挥平衡作用以求得稳定。泥水压力主要是在掘进
中起支护作用。工作面任何一点的泥水压力总是大于地下
水压力,从而形成了一个向外的水力梯度,这是保持工作 面稳定的基本条件。
在泥水平衡理论中,泥膜的形
成是至关重要的,当泥水压力 大于地下水压力时,泥水渗入
泥水盾构施工简介
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目录
一、泥水盾构的基本原理和特点 二、泥水盾构简介 三、泥水盾构工作原理介绍 四、泥水处理系统 五、泥水盾构施工的几点经验
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2
一、泥水平衡式盾构的基本原理 和特点
• 1、泥水平衡式盾构工作原理 该型式盾构是在机械式盾构的刀盘的后侧,设置一道封闭隔
板,隔板与刀盘间的空间定名为泥水仓。把水、粘土及其添加剂 混合制成的泥水,经输送管道压入泥水仓,待泥水充满整个泥水 仓,并具有一定压力,形成泥水压力室。通过泥水的加压作用和 压力保持机构,能够维持开挖工作面的稳定。盾构推进时,旋转 刀盘切削下来的土砂经搅拌装置搅拌后形成高浓度泥水,用流体 输送方式送到地面泥水分离系统,将碴土、水分离后重新送回泥 水仓,这就是泥水加压平衡式盾构法的主要特征。因为是泥水压 力使掘削面稳定平衡的,故得名泥水加压平衡盾构,简称泥水盾 构。