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机械式盾构

用机械开挖土方和拼装衬砌的盾构

机械式盾构，是指用机械开挖土方和拼装衬砌的盾构。前端切口部位安装有与盾构直径相同的大刀盘，可以全断面切削开挖土体。

概念
在盾构前面的刃口处，装上和盾构直径相应的切削刀盘，以实现全断面的切削开挖。如地层能够自立，或采取辅助措施后能自立时，可用开胸的机械式盾构；如地层较差,又不采取辅助措施时;则需采用闭胸的机械式盾构。
分类
按其支挡胸板是否开孔可分为开胸式和闭胸式盾构，当土体稳定或采取措施后能稳定自立时，可用开胸式，否则用闭胸式。
根据保持开挖面土体平衡措施的机理，后者又可细分为局部气压盾构、土压平衡式盾构和泥水加压式盾构。
应用
①局部气压盾构
在盾构的切口环和支承环间设密封隔墙，使形成密封舱，在舱内通入压缩空气，用气压稳定开挖面土体。局部气压盾构的优点是操作人员可在常压下工作。但由于出土装置、盾尾密封装置和衬砌接缝间的漏气等技术上的难题不易解决，故使用不多。
②泥水加压盾构
是在局部气压盾构基础上发展而成。由于局部气压盾构存在连续出土和漏气问题，并在同样压力差和空隙条件下，漏气量比漏水量大80倍之多，因此在局部气压盾构的密封舱内通入泥水以代替压缩空气，利用泥水压力来稳定开挖面土体，同时避免盾尾和衬砌接缝等处产生漏气。
盾构掘进时，转动开挖面大刀盘以切削土层，切削下来的土可利用泥水通过管道送往地面处理，从而解决了密封舱内的连续出土问题。由于泥水盾构既能抵抗地下水压，又无压缩空气的泄漏和喷发问题，故对隧道埋深的适应性较大；弃土可采用管道输送，安全可靠，效率较高。缺点是配套设备较多，施工费用和设备投资较高。
③土压平衡式盾构
也称泥土加压式盾构，在盾构切口环和支承环间装有密封隔板，使盾构开挖面构成一密封舱，其前端是一个全断面切削的大刀盘，用以开挖地层。密封隔板的中间装有一台长筒形螺旋运输机，进土口设在密封舱内的中心或下部,出土口在密封舱外。
土压平衡的作用，是用刀盘切削下来的土充填整个密封舱，并保持一定的压力去平衡开挖面土压力。螺旋运输机的出土量要密切配合刀盘切削速度，使密封舱内始终充满泥土而不致挤得过密或过松；同时配合千斤顶顶进速度，以达到平衡开挖面地层侧压力的效果。土压平衡式盾构，既避免了局部气压盾构的缺点，又省略了泥水加压盾构的泥水输送和处理设备，乃是一种很有发展前途的新颖盾构。
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