盾构掘进机及其液压技术的应用

　　1传统的隧道施工和现代盾构施工

　　传统的隧道施工方法是用人工或机械方法将土挖掘下来．再装上矿车外运，紧接着对挖空了的隧道进行支护．这种方法当遇到淤泥或流沙层等地质条件时，很难做到“及时”支护．极易坍塌，造成大面积的地面塌陷。

　　盾构施工是在一个能支撑地层压力而又能在地层中推进的圆形(或矩形、马蹄形等特殊形状)钢筒结构的掩护下，完成挖掘、出土、隧道支护等工作。它的最大特点就是整个隧道掘进过程都是在这个被称做护盾的钢结构的掩护下完成的．可以最大限度地避免坍塌和地面塌陷。与传统的隧道掘进技术相比．盾构法施工具有安全可靠、机械化程度高、工作环境好、土方量少、进度快、施工成本低等优点．尤其在地质条件复杂、地下水位高而隧道埋深较深时．只能依赖盾构施工。在发达国家盾构法施工隧道已占隧道总量的90％以上． 日本就拥有千余台盾构设备。盾构法施工的隧道直径可以小到0．2m．大到18 m．适用于地铁隧道、铁路隧道、公路隧道、引水隧道、矿山巷道、城市市政隧道等各种隧道工程。随着隧道工程对施工质量和环保要求的逐步提高．现代盾构掘进机已演变成为一种高度智能化，集机、电、

　　液、光、计算机技术为一体的大型工程机械装备。

　　2盾构掘进发展趋势

　　纵观盾构隧道掘进180多年的发展历史，盾构隧道施工法和盾构掘进机都是围绕着地层稳定和地面沉降控制：机械化、自动化掘进和掘进速度(其中液压技术的发展及应用起到了至关重要的作用)衬砌和隧道质量这三个要素进行改进。

　　盾构掘进技术是液压技术、机电控制技术、测控技术、计算机技术、材料技术等各类技术水平的综合体现．随着这些相关技术的发展而不断发展完善。

　　2．1 地层稳定和地面沉降控制技术

　　现代盾构控制地面沉降和减少对土体扰动的最基本和有效的方法是采用泥水平衡和土压平衡(包括加压，加泥水、泡沫和其它土质改性剂)技术。现有的平衡式盾构一般是通过预先设定土仓内压力值以达到稳定地层的目的．在施工工程中根据地表沉降情况再进行调整．是一种“滞后式”的土压纠正。由于开挖面上土层的原始应力比较复杂．这种预先设定与滞后调整的结果会使机头处的地面隆起或塌陷．所以地层稳定和地表沉降控制的效果在很大程度上取决于施工人员的经验，施工质量难以保证。先进的平衡式盾构．在土仓内都设置先进的土压传感器．配备实时反馈及调整的机、电、液与计算机控制系统，在通常情况下都能很好地保证地层稳定的效果。以减少地层扰动、避免地面沉降为目标的盾构智能化控制是盾构技术的主要发展趋势之一。