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盾构机工作原理
盾构机工作原理盾构机是一种用于地下隧道施工的重型机械设备，其工作原理是通过推进机构将盾构机沿着隧道轴线推进，同时利用盾构机的钻头切削土层，然后通过输送系统将切削土层从隧道尾部运出。
一、盾构机的组成部分1. 盾构机主体：包括盾构机壳体、推进机构、切削系统等。
盾构机壳体是盾构机的主要承重部分，用于保护工作人员和设备。
推进机构是盾构机的动力系统，负责推进盾构机并控制推进速度。
切削系统由刀盘、刀盘电机、刀盘刀具等组成，用于切削土层。
2. 输送系统：包括土层输送系统和衬砌输送系统。
土层输送系统用于将切削土层从切削区域输送到隧道尾部，通常由螺旋输送机和螺旋输送机电机组成。
衬砌输送系统用于将衬砌材料输送到切削区域，通常由输送带和输送带电机组成。
3. 泥浆系统：用于控制切削区域的土层稳定，防止坍塌。
泥浆系统由泥浆循环系统和泥浆处理系统组成。
泥浆循环系统通过泵将泥浆注入切削区域，形成泥浆层，保持土层稳定。
泥浆处理系统用于处理和回收泥浆。
二、盾构机的工作流程1. 准备工作：确定隧道的设计参数、地质勘探结果和施工方案。
安装盾构机并进行调试，检查各部件是否正常运转。
2. 开始推进：启动盾构机的推进机构，使其向前推进。
同时，启动切削系统，刀盘开始切削土层。
切削的土层通过输送系统运输到隧道尾部。
3. 控制土层稳定：在切削区域注入泥浆，形成泥浆层，保持土层稳定，防止坍塌。
泥浆通过泥浆系统循环使用，同时进行处理和回收。
4. 衬砌施工：当切削到一定距离后，开始进行衬砌施工。
通过输送系统将衬砌材料输送到切削区域，工人进行衬砌作业。
5. 推进和衬砌循环进行：推进机构持续推进盾构机，切削系统不断切削土层，输送系统将切削土层运输到隧道尾部，同时进行衬砌施工。
6. 完成施工：当盾构机推进到设计的目标位置后，停止推进和切削工作。
进行最后的检查和清理工作，确认隧道施工质量。
三、盾构机的优势和应用领域1. 高效快速：盾构机能够连续推进，施工速度较快，适用于大规模的隧道工程。
盾构机的构造与工作原理通用课件
辅助设备
注浆设备
注浆设备用于填充隧道 管片与围岩之间的空隙 ，提高隧道的稳定性和
防水性能。
管片拼装机
管片拼装机用于拼装隧 道管片。它能够自动定 位和拼装管片，提高隧
道施工效率。
通风设备
通风设备用于提供新鲜 空气和排除隧道内的灰 尘和有害气体，保障施
工安全。
照明设备
照明设备用于提供足够 的照明，确保施工过程
切削原理
01
滚刀切削
利用滚刀对土体进行破碎和切削。
切削盘切削
利用切削盘对土体进行破碎和切削 。
03
02
齿刀切削
利用齿刀对土体进行破碎和切削。
软土切削
利用软土切削装置对软土进行切削 和输送。
04
04
盾构机维护与保养
日常维护
每日检查
对盾构机的关键部位进行日常检 查，包括刀盘、推进系统、注浆 系统等，确保各部件正常运转。
推进系统负责提供盾构机前进的动力。它 通常包括液压千斤顶和推进油缸，通过给 隧道施加压力，使盾构机前进。
支撑系统
排渣系统
支撑系统用于保持盾构机的稳定。它通常 包括支撑靴和支撑梁，在挖掘过程中支撑 隧道顶部和侧壁，防止隧道塌陷。
排渣系统负责将挖掘出的渣土排出。它包 括传送带和渣土箱，将渣土传送至隧道口 并装载到运输车辆中。
中的视线良好。
控制系统
监控系统
监控系统用于实时监测盾构机的运行状态和隧道施工情况，以便及时 发现和处理问题。
控制系统
控制系统用于控制盾构机的各项操作，如推进、切削、注浆等。它通 常采用自动化和智能化技术，提高施工效率。
通讯系统
通讯系统用于保障施工过程中的通讯联络畅通，确保信息传递及时准 确。
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盾构机的工作原理介绍
盾构机是一种用于地下隧道挖掘的特殊机器设备，它的工作原理是通过同时掘进和支护地下隧道的工具。
盾构机在地下工程中起着重要的作用，下面将介绍盾构机的工作原理。
1. 盾构机的基本结构
盾构机主要由盾构壳体、刀盘、推力系统、控制系统和支撑系统组成。
盾构壳体是盾构机的外壳，内部装有刀盘和支撑系统。
刀盘是盾构机的主要工具，通过刀盘旋转挖掘地下土壤和岩石。
推力系统用于推动盾构机前进，控制系统则负责监控和操作盾构机的运行。
2. 盾构机的工作原理
盾构机工作时，首先将机器放入地下隧道的起点位置，然后启动推力系统，使盾构机开始向前推进。
同时，刀盘开始旋转，将土壤和岩石切割成小块并将其推出隧道。
支撑系统则用来支撑隧道周围的土壤和岩石，以防止塌方。
在盾构机推进的过程中，控制系统会根据地下情况调整刀盘的旋转速度和推力的大小，以确保隧道的顺利开挖。
盾构机可以根据需要进行曲线和斜坡的挖掘，以满足工程设计要求。
3. 盾构机的应用范围
盾构机广泛应用于地铁、隧道、管道等地下工程领域。
由于其高效、安全和精密的特点，盾构机在城市地下工程中得到越来越广泛的应用。
盾构机的工作原理使其可以适应不同地质条件下的隧道开挖，提高了工程的质量和效率。
总的来说，盾构机的工作原理是通过刀盘切割土壤和岩石，同时支撑隧道周围的结构。
盾构机在地下工程中扮演着重要的角色，为城市发展和基础设施建设提供了重要支持。
盾构机结构详解范文
盾构机结构详解范文盾构机是一种用于隧道施工的大型工程设备，它能够在地下挖掘隧道并同时进行支护，保证施工的安全和高效。
盾构机的结构主要由切割头、前导套管、中央管和尾部推进系统组成。
下面将详细介绍盾构机的结构。
1.切割头切割头是盾构机的前部装置，主要用于挖掘隧道的岩石或土壤。
切割头通常由刀盘、泥水管和挖掘壁设备组成。
-刀盘是切削岩石或土壤的主要部件，通常由大型的刀片和刀齿组成。
刀片通常是位于刀盘外缘的大型金属板，用于切削岩石或土壤。
刀齿则位于刀片的外缘，用于切割和破碎岩石或土壤。
-泥水管是用于排除切割过程中产生的土壤和水的管道。
泥水管连接在刀盘下方，可以将挖掘产生的切削物料输送到管道中。
-挖掘壁设备主要用于支撑挖掘面的岩土，防止地表塌陷。
常见的挖掘壁设备包括液压支架、撑撑架和钢拱架。
2.前导套管前导套管位于切割头之后，主要用于导向并支撑盾构机的挖掘过程。
前导套管是一组环形的钢管，通过液压系统控制前进和转向。
前导套管的内径和外径会逐渐增大，以适应隧道挖掘的需要。
3.中央管中央管是贯穿整个盾构机的主要结构。
它位于前导套管的后方，用于支撑隧道挖掘的地下空洞。
中央管由环形拱顶和侧壁组成，通常由多个大型的钢环连接而成。
-环形拱顶位于中央管的顶部，用于承受地表的重压，并将重压传递给整个结构。
-侧壁位于中央管的两侧，用于支撑地下空洞的侧面。
侧壁通常由多个大型钢板组成，钢板之间通过螺栓或焊接固定。
4.尾部推进系统尾部推进系统位于盾构机的后部，主要用于推进盾构机并将其移动到下一个挖掘位置。
尾部推进系统通常由推进油缸、液压马达和支撑脚组成。
-推进油缸用于推动盾构机前进。
推进油缸通过液压系统提供推进力，将盾构机推动到下一个挖掘位置。
-液压马达用于驱动尾部推进系统的液压设备，以实现推进和方向控制。
-支撑脚用于支撑盾构机，在推进过程中稳定和平衡盾构机的重量。
除了以上主要结构，盾构机还包括供电系统、控制室、液压系统、工业润滑油系统、注浆系统和排水系统等辅助设备和系统，以实现盾构机的全面功能。
盾构机的工作原理介绍
盾构机的工作原理介绍
盾构机是一种用于地底隧道开挖的特种机械设备。
它的工作原理基于土壤的掘进和排除。
以下是盾构机的工作原理介绍：
1. 预制环片安装：盾构机由机身、掘进头和推力系统等组成。
首先，在掘进头前部设置一个物理屏蔽结构，称为盾构壳体。
在盾构壳体尾部，有一个可供工人进入的工作室，用于预制环片。
2. 土壤挖掘：盾构机启动后，掘进头携带切削工具在掘进面上边切削土壤，同时使用液压系统将土壤转移到盾构机后部。
液压油压力将土壤推到盾构机机体上方，通过传送装置运输到尾部的舱室。
3. 土壤排除：使用螺旋输送机将土壤从尾部舱室中排出，或者通过推力推动盾构机推进，将土壤从尾部直接排出。
4. 支撑系统：盾构机作业过程中，需要使用支撑系统来保持隧道稳定。
一般是在盾构壳体外部设置一个钢管脚手架，支撑隧道壁体。
在支撑系统后方设置混凝土预制环片，固定住刚刚开挖的地下段。
5. 推进系统：为了推进盾构机，推进系统通过液压油缸施加推力。
液压油缸定期向前移动，推动盾构机前进。
同时，推进系统通过液压顶推系统传递前进力。
6. 后续支护和衬砌：在两端推进之后，需要进行后续支护和衬
砌工作。
在盾构机后面的空隙中灌注混凝土，形成隧道壁体。
同时，还可以安装其他支护设备，如加固钢筋和注浆等，以增加隧道的稳定性和强度。
总结：盾构机工作原理是通过切削土壤和运输土壤的方式，逐步掘进地下隧道。
同时，支撑系统、推进系统和后续支护工作保证了隧道的稳定性和安全性。
简述盾构施工工作原理
简述盾构施工工作原理盾构机是一种用于地下隧道开挖的专用工程机械，在现代城市建设中得到了广泛应用。
盾构施工是一种机械化的施工方法，具有高效、安全、环保等优点。
本文将对盾构施工的工作原理进行简述。
1. 盾构机的构造和工作原理盾构机由下列主要部分组成：刀盘、刀杆、刀臂、液压缸、液压系统、推进装置、控制系统等。
在施工过程中，盾构机通过刀盘的切削和推进来完成隧道开挖和推进。
刀盘是盾构机的核心部分，由中心轴、切削刀具和悬挂装置组成。
切削刀具可采用强夯锚和劈裂器等方式，将软土、硬岩等地层切割下来，然后通过液压系统将切削下来的土层推向机器尾部。
液压系统是盾构机的动力源，通过液压泵站提供油压，驱动液压缸、刀盘等部件的运动。
盾构机的推进装置通常采用液压顶进和螺杆推进两种形式，将盾构机向前推进。
控制系统采用电器和液压控制技术，实现盾构机的各种功能操作。
通过控制系统，可以实现刀盘的旋转、切削力的调节、刀臂的伸缩等操作，确保施工过程的安全和精确。
2. 盾构施工的过程盾构施工过程分为前进掘进、切削土层和推进等阶段。
（1）前进掘进阶段：在盾构机进洞后，进行初始推进，安装刀盘、刀杆等工具。
首先，利用顶进装置将盾构机推进到工作点。
随后，液压缸推动刀盘进行切削，同时液压顶进装置向前推进。
（2）切削土层阶段：当刀盘开始作业时，刀盘的切削刀具将土层切割下来，然后通过泵站提供的液压力将土层推向机器尾部。
（3）推进阶段：当刀盘完成一环（一段）的切削后，盾构机继续向前推进。
可以通过液压顶进装置或螺杆推进装置实现盾构机的推进。
螺杆推进装置通过螺杆的旋转将盾构机推向前方，同时控制推进速度和方向。
3. 盾构施工的注意事项在盾构施工中，需要注意以下几个方面的问题：（1）地下水的处理：由于盾构施工是在地下进行的，对地下水的处理极为重要。
需要预先进行水文地质勘察和地下水位监测，确保施工过程中地下水的排泄。
（2）地层的分析：在进行盾构施工之前，需要对地质情况进行详细分析。
盾构机工作原理
盾构机工作原理盾构机是一种用于地下隧道施工的机械设备，其工作原理是通过推进盾构机来实现隧道的挖掘和支护。
下面将详细介绍盾构机的工作原理。
1. 盾构机的组成部分盾构机主要由盾构壳体、刀盘、推进系统、支撑系统、排土系统和控制系统等组成。
- 盾构壳体：盾构壳体是盾构机的主体结构，由数个壳体环节组成，形成一个完整的环形结构。
- 刀盘：刀盘位于盾构壳体前端，用于破碎地层并将土层推入盾构机的内部。
- 推进系统：推进系统由液压缸、推进液压缸和推进盾构壳体等组成，用于推动盾构机向前推进。
- 支撑系统：支撑系统用于支撑盾构机的壳体，以保证施工过程中的稳定性。
- 排土系统：排土系统由螺旋输送机和螺旋输送机驱动器组成，用于将挖掘的土层从盾构机内部排出。
- 控制系统：控制系统用于监控和控制盾构机的各个部分，确保施工的安全和顺利进行。
2. 盾构机的工作过程盾构机的工作过程主要包括推进、挖掘、支护和排土四个阶段。
- 推进阶段：在推进阶段，盾构机通过推进系统推动盾构壳体向前推进。
推进过程中，盾构机同时进行挖掘和支护，确保施工的安全和稳定。
- 挖掘阶段：在挖掘阶段，盾构机的刀盘开始旋转，通过切割和破碎地层，将土层推入盾构机的内部。
同时，盾构机的排土系统开始工作，将挖掘的土层从盾构机内部排出。
- 支护阶段：在支护阶段，盾构机通过支撑系统对挖掘的隧道进行支护。
支撑系统通常包括液压支架和预制段等，用于加固隧道壁面，防止地层塌方。
- 排土阶段：在排土阶段，盾构机的排土系统将挖掘的土层从盾构机内部排出。
排土系统通常采用螺旋输送机，通过螺旋输送机将土层输送到地面上。
3. 盾构机的应用领域盾构机广泛应用于地铁、隧道、水利工程、交通隧道等领域。
其优势在于可以减少对地表的干扰，提高施工效率，降低工人的劳动强度。
4. 盾构机的发展趋势随着科技的不断进步，盾构机的技术也在不断创新和改进。
目前，一些新型的盾构机已经具备了自动化、智能化的特点，能够实现自主导航、在线监测和远程控制等功能。
盾构机工作原理
盾构机工作原理盾构机是一种用于隧道掘进的机械设备，它采用盾构法进行掘进作业。
盾构机工作原理包括盾构机的结构组成、掘进过程和工作原理。
一、盾构机的结构组成1. 盾构机主体结构：盾构机主体由前部掘进机构和后部支撑机构组成。
前部掘进机构包括刀盘、推进装置和掘进腔体，用于掘进地下隧道。
后部支撑机构包括支撑系统、推进系统和尾部密封装置，用于支撑和稳定掘进工作面。
2. 刀盘：刀盘是盾构机的核心部件，由刀盘主轴、刀盘壳体和刀具组成。
刀盘壳体上安装有刀具，通过刀具的旋转和推进，实现地层的破碎和掘进。
3. 推进装置：推进装置由液压缸、推进支架和推进腔体组成，用于推动盾构机向前掘进。
推进装置通过液压缸的伸缩，推动推进支架向前挪移，同时推动盾构机前进。
4. 支撑系统：支撑系统由液压支撑腔体、支撑腿和支撑板组成，用于支撑和稳定掘进工作面。
支撑系统可以根据地层情况自动调整支撑板的位置和角度，确保掘进工作面的稳定和安全。
5. 尾部密封装置：尾部密封装置用于防止土层和水的侵入，保持掘进工作面的干燥和安全。
尾部密封装置通过密封垫和密封门的组合，实现对尾部空腔的封闭。
二、盾构机的掘进过程盾构机的掘进过程主要包括刀盘破碎地层、推进机构推进、支撑机构支护和尾部密封装置的封闭。
1. 刀盘破碎地层：盾构机启动后，刀盘开始旋转，刀具与地层发生碰撞，通过冲击和破碎地层。
刀盘破碎地层的同时，推进装置将盾构机向前推进。
2. 推进机构推进：推进装置通过液压缸的伸缩，推动推进支架向前挪移，同时推动盾构机前进。
推进装置不断推进，使盾构机不断向前掘进。
3. 支撑机构支护：当盾构机掘进一定距离后，支撑系统开始工作。
支撑系统根据地层情况自动调整支撑板的位置和角度，支撑和稳定掘进工作面。
4. 尾部密封装置封闭：当盾构机掘进到目标位置时，尾部密封装置开始工作。
尾部密封装置通过密封垫和密封门的组合，实现对尾部空腔的封闭，防止土层和水的侵入。
三、盾构机的工作原理盾构机的工作原理基于土层的破碎和推进。
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盾构机构造及工作原理简介第二部分
四、盾构机的主控系统及工作原理
下图是天地重工生产的土压平衡盾构机示意图，通过这台土压平衡盾构来简单介绍盾构机的构造及工作原理。
盾构法隧道的基本原理是用一件有形的钢质组件沿隧道设计轴线开挖土体而向前推进。
这个钢组件在初步或最终隧道衬砌建成前，主要起防护开挖出的土体、保证作业人员和机械设备安全的作用，同时还能够承受来自地层的压力，防止地下水或流沙的入侵，这个钢质组件被称为盾构。
而盾构的主要组成部分即为盾体。
1. 盾体
盾体主要包括前盾、中盾和尾盾三部分，这三部分都是管状筒体。
前盾和与之焊在一起的承压隔板用来支撑刀盘驱动，同时使泥土仓与后面的工作空间相隔离，推进油缸的压力可通过承压隔板作用到开挖面上，以起到支撑和稳定开挖面的作用。
承压隔板上在不同高度处安装有五个土压传感器，可以用来探测泥土仓中不同高度的土压力。
前盾的后边是中盾，中盾和前盾通过法兰以螺栓连接，中盾内侧的周边位置装有推进油缸。
中盾的后边是尾盾，尾盾末端装有密封用的盾前盾 中盾 后盾 刀盘 人行闸 推进油缸
排土系统 管片拼装机 盾尾刷和同步注浆系统
尾刷。
2. 刀盘和刀盘驱动
刀盘是一个带有多个进料槽的切削盘体，位于盾构机的最前部，用于切削土体，刀盘通过安装在前盾承压隔板上的法兰上的刀盘电机来驱动。
它可以使刀盘在顺时针和逆时针两个方向上实现无级变速。
刀盘电机的变速齿轮箱内需设置制动装置，用于制动刀盘。
电机的防护等级需大于IP55。
为了适用于不同的土质条件，刀盘上安装了多种类型和功能的刀具，所有刀具都由螺栓连接，可以从刀盘后面的泥土仓中进行更换。
刀盘(中交天和14.93米泥水气压平衡复合式盾构机)
铲刀：铲刀可以双向进行开挖，主要用于保证开挖直径的稳定不变。
铲刀 铲刀 切削刀
滚刀与推出式滚刀 仿形刀与超挖刀
切削刀：切削刀主要用于切削软土、泥砂地层。
其中刀口与刀盘旋转方向水平的称为切刀，刀口与刀盘旋转方向垂直的称为削刀
切削刀
滚刀与推出式滚刀：滚刀用于砂卵石、硬岩地层，它可以将大块的岩石打碎，分成小块。
而推出式滚刀可替代外部已磨损的滚刀，从而减少复合地层的带压换刀，延长掘进距离，加快施工进度，缩短工期。
同推出式滚刀一样，切削刀同样有推出式的。
推出式滚刀
仿形刀与超挖刀：仿形刀是一种通过油缸进行伸缩操作的特殊刀具，其伸缩量在主控室内事先加以设置控制。
当盾构机因为隧道路线设计或由于地质状况需要转向时，仿行刀的超挖功能可以帮助盾构机转向。
盾构具有仿形超挖功能是目前盾构中较为先进的一种，其仿形超挖方位、超挖量可根据不同的施工要求而调整。
仿形刀
3.人行闸
人行闸装在前盾上，包括前室和主室两部分，当掘进过程中刀具磨损工作人员进入到泥土仓检察或更换刀具时，需要通过人行闸。
如果地面具备地层加固条件或事先已经进行了地层加固处理，开挖面的稳定
有保障，则可在常压下进行刀具检查和更换作业。
盾构在选定地点停机后，将土仓里的土排出一部分，直至土仓内土体高度低于土舱隔板上的密封门，此时作业人员可以通过气闸打开通往土仓的密封门在不带压的情况下进入土仓，从而进行刀具检查和更换。
而如果没有注浆加固条件，开挖面又不是可以自稳的地层，则需要用压缩空气来维持开挖面的稳定。
作业人员需在土仓内带压作业。
做这项工作必须由经过培训的专业人员进行。
现以工作人员从常压的操作环境下进入有压力的泥土仓为例，来说明人行闸的作用。
工作人员甲先从前室进入主室，关闭前室和主室之间的隔离门，按照规定程序给主室加压，直到主室的压力和泥土仓的压力相同时，打开主室和泥土仓之间的闸阀，使两者之间压力平衡，这时打开主室和泥土仓之间的隔离门，工作人员甲进入泥土仓。
人行闸
4.推进油缸
推进油缸又称作掘进千斤顶，安装在中盾内侧的周边位置，推进油缸杆上安有塑料撑靴，撑靴顶推在后面已安装好的管片上，通过控制油缸杆向后伸出可以提供给盾构机向前的掘进力，这些千斤顶按上下左右被分成四组，掘进过程中，在操作室中可单独控制每一组油缸的压力，这样盾构机就可以实现左转、右转、抬头、低头或直行，从而可以使掘进中盾构机的轴线尽量符合隧道设计轴线。
推进油缸
5.排土系统
土压平衡盾构机的排土机构主要包括螺旋输送机和皮带输送机。
螺旋输送机由斜盘式变量轴向柱塞马达驱动，皮带输送机由电机驱动。
碴土由螺旋输送机从泥土仓中运输到皮带输送机上，皮带输送机再将碴土向后运输至第四节台车的尾部，落入等候的碴土车的土箱中，土箱装满后，由电瓶车牵引沿轨道运至竖井，龙门吊将士箱吊至地面，并倒人碴土坑中。
螺旋输送机有前后两个闸门，前者关闭可以使泥土仓和螺旋输送机隔断，后者可以在停止掘进或维修时关闭，在整个盾构机断电紧急情况下，此闸门也可由蓄能器贮存的能量自动关闭，以防止开挖仓中的水及渣土在压力作用下进入盾构机。
螺旋输送机
土仓内较大的岩石会由螺旋输送机入口前的破碎机将其破碎成小块，如岩石的尺寸超过可以通过螺旋输送机的最大粒径，且破碎机无法处理，可以将螺旋输送机缩回，并关闭前闸门。
然后可以从开挖舱人工搬除岩石。
(破碎机往往对质地较软的物体没有办法，如木头等。
)
泥水平衡盾构同样存在排土系统，其排土设备是由排泥管路系统构成的。
6.管片拼装机
管片拼装机安装在盾尾区域，用来安装衬砌管片。
它的运动构件使其在拼装管片时，可以有六个方向的自由度，从而可以使管片准确就位。
在管片安装模式下，为达到最理想的衬砌效果，对每个推进油缸可以单独控制。
所有方向运动可靠，采用比例液压控制的管片拼装机可以快速地达到毫米级的安装精度。
管片拼装机同时还用来安装供盾构机台车行走的羊拱铁轨道。
每当盾构机掘进完一环后后，一部分推进千斤顶回缩，为第一片管片留出足够的空间。
其余推进千斤顶和已经装好的管片仍保持接触，以防止盾构机由于土压而后退。
管片拼装机抓起管片并将其放在应放的位置，在此位置它可以和上一管片用螺栓连接起来。
在管片拼装机夹头放开管片之前，一定要保证已回缩的推进油缸再次顶紧管片，以防止管片意外移动。
其余管片的安装方法与此相同，而最后一块管片称为封顶块，一般为楔形，从管片前方插入已拼好的管片中，形成完整的管片环。
每个管片都有编号，需安装预先制定好的顺序才可以将管片环拼装成功。
相邻管片环的封顶块不会位于管片环的相同位置，防止封顶块意外滑出。
而盾构机的正常工作流程也就是在这样掘进、拼环、再掘进、再拼环的循环中不断进行着。
管片拼装机
管片
配电技术部王蔚 2012-11-20。