Page 107 - 工程施工技术应用及管理

第四章 隧道工程施工

伟等通过试验证明三元乙丙弹性橡胶具有良好的长期防水性能；刘建国得到了遇
水膨胀橡胶在空气中与水中随时间的发展规律。
（二）盾构的构造、设计与选型
1. 盾构主体设计

盾构主体设计主要包括盾构外径、长度的设定以及盾尾密封。盾构的外径
是由管片外径加上壁后注浆间隙与盾尾钢壳的厚度来决定的。决定壁后注浆间隙
大小的要素主要有盾尾的变形量、土水压力下管片的变形量、管片的倾斜、管片
外径的容许误差等。盾尾钢壳的厚度，可以按照所产生的土水压力进行设计。

盾构的长度是左右盾构推进时灵敏性的重要因素，长径比是评价盾构长度的主
要指数之一。盾尾密封应具有耐压性、耐久性、对拼装的管片之间产生错缝的
追踪性，以及破损更换时的易操作性。为此开发出了以金属刷为材料的密封技术，
现已广泛应用在盾构中，同时也有许多其他材料的盾尾刷不断出现在工程当中。

李奕等设计的新型盾尾刷压紧板采用弧型结构，很大程度上克服了传统盾尾刷
存在的问题，减少了盾尾泄漏现象。在盾构掘进过程中必须解决盾尾刷更换问题，
赵新合等在江底高水压条件下采用冷冻法止水，对盾尾刷进行改造并改进其更
换的技术。

2. 盾构刀盘刀具的设计
刀盘的设计必须根据结构强度、耐久性、机能性和土质条件等因素来确定。
刀盘按正面形状分主要有面板式和辐条式两种，其对应的地层条件，适用的盾构
机种也不同。刀具由钻柄及刀刃所组成，主要种类有滚刀、切刀、先行刀、周边

刮刀、仿形刀等。刀具和刀盘构成了盾构的掘进机构。同一时间刀盘刀具磨损程
度应尽量相近，为了能够高效、快速地进行掘进，需要对刀盘刀具的布置进行一
定的试验和理论分析。王飞等从理论上探究了切桩刀具的选型、适应性设计和布
置方法，表明切桩宜采用零后角负前角、双面刃的贝壳刀，并提出了超前贝壳刀

的立体布局方案以及分次切筋的切削理念。
3. 盾构其他部分的构造与设计
盾构还需要对推进机构、铰接机构、管片拼装装置（举重臂）、后配套台车、
附属装置、以及特殊装置进行设计。盾构是一种隧道掘进的专用工程机械，现代

盾构集机、电、液、传感、信息技术于一体，这就要求盾构各部分构造之间必须
要相互协调运作，这也是盾构安全掘进的必要条件之一。

95
95