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双模式切换的盾构机过站系统技术方案

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常见的盾构机分为土压平衡盾构和泥水平衡盾构。土压平衡盾构的基本原理是由刀盘切削土层,切削后的泥土进入土仓,土仓内的泥土与开挖面压力取得平衡的同时由土仓内的螺旋输送机出渣,装于出渣口的排渣装置在出渣量与推进量取得平衡的状态下,进行连续出渣;泥水平衡式盾构的基本原理是在盾构刀盘后部设置隔板,与刀盘之间形成泥水仓(泥水压力室),将加压的泥浆送入泥水仓,通过加压作用和压力保持机构,泥浆在压力的作用下缓慢向地层中渗透形成泥膜来支撑掌子面稳定,刀盘切削下来的土体和泥浆混合通过排浆泵及排浆管输送到地面处理。以上两种盾构机掘进方式只能为土压平衡式或者泥水平衡式的其中一种,因此盾构机适应地层变化的工作能力受到极大限制,现阶段我国城市轨道交通、引水隧道、电力隧道大力发展,隧道穿越地区地质变化较大,在大量的复杂地段,单一掘进方式的盾构机容易出现掘进困难,影响施工工期,增加施工成本,给城市轨道交通等各类建设造成不利影响。现阶段虽然也存在一些能够将土压平衡和泥水平衡两种掘进方式结合在一起的盾构,但是由于其两种不同性质的开挖掘进模式导致整体设计极为不合理,双模式切换过程导致后续的排渣排浆变化,其不仅在操作上存在很大的困难,同时对于整个空间的利用和布置都有很高的要求,无法实现良好的推广应用。

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