单护盾掘进机(Single Shield TBM)是一种专门设计用于硬岩或具有一定自稳性的地层的隧道掘进设备,主要用于全断面硬岩隧道施工,在以下几种情况中会被优先考虑使用:
1. 山岭隧道:在穿越山脉的隧道建设中,用于挖掘地质条件以硬岩为主的隧道。
2. 交通隧道:例如高速公路、铁路隧道等,以满足交通线路的建设需求。
3. 水利工程隧道:用于水利项目中的引水隧道或其他相关隧道的施工。
4. 地下管道隧道:可用于铺设电缆、通信光缆等各种地下管道的隧道挖掘。
5. 矿山隧道:在矿山开采中,掘进用于运输、通风等目的的隧道。
6. 硬岩地层:当隧道穿越坚硬的岩石地层时,单护盾掘进机因其强大的破岩能力和稳定的支撑系统而成为理想选择。硬岩地层通常包括花岗岩、片麻岩、石灰岩等。
7. 自稳性地层:在那些不需要过多支护即可保持稳定的地层中,单护盾掘进机可以发挥其高效掘进的优点。这些地层的特点是岩石强度高,不易发生坍塌。
8. 长距离隧道:对于长距离的直线或缓曲线隧道,单护盾掘进机可以连续掘进,提高作业效率,减少施工时间和成本。
9. 复杂地质条件下的隧道:虽然单护盾掘进机主要适用于硬岩地层,但在遇到断层、节理发育等地质构造复杂区域时,通过合理的设计和施工策略,单护盾掘进机也能够有效应对。
10. 对施工速度有严格要求的工程:由于单护盾掘进机具有较高的掘进速度和自动化程度,对于那些对工期有紧迫要求的工程项目,使用单护盾掘进机可以显著缩短施工时间。
11. 对环境影响要求低的工程:单护盾掘进机在掘进过程中产生的噪音、振动和尘埃较少,适合在城市地区或对环境保护要求高的地方使用。
在一些工程中,例如格鲁吉亚南北走廊 KK 公路隧道项目,单护盾掘进机表现出了在长距离、大埋深以及复杂地质条件下的高效掘进能力。其采用连续的管片支护,在软弱及破碎围岩中支护速度快,施工效率高,在短距离软岩浅埋隧道中具有明显优势。
需要注意的是,单护盾掘进机并不适用于所有地质条件。例如,在软土、含水量大的地层或者需要频繁进行地层加固的区域,双护盾掘进机或者泥水平衡盾构机可能更为合适。因此,在选择掘进机类型时,必须综合考虑地质条件、隧道设计参数、施工环境等多方面因素。