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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

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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

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!大到

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!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$

盾构掘进发展趋势

纵观盾构隧道掘进

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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$

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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$

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结构设计技术

目前! 盾构掘进机已出现可折曲的盾体和多体等

形式解决曲率半径小的弯道施工和复线隧道的一次施

工等问题$ 可以把盾体分成两到三截!转弯灵活(截面

盾构掘进机及其液压技术的应用

杨华勇!龚国芳

浙江大学流体传动与控制国家重点实验室

B+

浙江杭州

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摘

要" 简要介绍了盾构掘进机及其发展趋势! 就液压技术在盾构驱动及控制上的应用提出了可能的途径"如#变转速泵

控马达$负载敏感等技术的应用"不仅在节能的同时可望解决长期困扰盾构施工的发热问题!

关键词" 盾构掘进机(电液控制系统(发展趋势

中图分类号"

EF9CD

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文献标识码"

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文章编号+

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收稿日期+;<<CW9<W9f

作者简介+杨华勇!男!教授&博导!浙江大学国家电液控制工程技术研究

中心主任$