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马蹄形盾构机是由中铁装备集团自主研发的新型异形盾构机,因其开挖断面呈“U”形得名。
相对圆形盾构机的一个大刀盘旋转、一套控制系统的“粗放”施工,马蹄形盾构机可以针对不同土质层进行面积、角度的精细开挖。
马蹄形盾构机的诞生是中国铁路隧道施工技术与装备发展史的里程碑事件,标志着世界异型隧道掘进机研制技术迈向新阶段,实现异型盾构装备的自主化和智能化。
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在粉质粘土、粉砂、粉细砂等的粘性土层中,开挖面稳定机构的排土方式是:由刀盘切削后的泥土***入土腔内,在土腔内的土压与开挖面的土压(在粘性土中,开挖面土压与水压的混合、压力作用)达到平衡的同时,由螺旋输送机把开挖的泥土送往后部,再从出土闸门口出土。
这种机构首先是由挖掘的泥土充满土腔,在软弱的粘性土地层中,由刀盘切削后的泥土强度一般都比原状土的强度低,因而易流动。即使是在内聚力很高的土层中,也由于刀盘的搅拌作用和螺旋输送机的搬运作用搅乱了土体,使土的流动性增大,因此充满在土腔内和螺旋输运机内泥土的土压、可与开挖面的土压达到相等。
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手掘式及半机械式盾构均为半敞开式开挖, [4] 这种方法适于地地质条件较好,开挖面在掘进中能维持稳定或在有辅助措施是能维持稳定的情况,其开挖一般是从顶部开始逐层向下挖掘。若土层较差,还可借用千斤顶加撑板对开挖面进行临时支撑。采用敞开式开挖,处理孤立障碍物、纠偏、超挖均为其它方式容易。为尽量减少对地层的扰动,要适当控制超挖量与暴露时间。
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