全断面掘进机是一种用于隧道施工的重要设备,它能一次性完成整个隧道断面的开挖和支护工作。根据全断面掘进机与开挖隧洞洞壁之间的关系,可以将其分为开敞式全断面掘进机、护盾全断面掘进机及其他类型的全断面掘进机。以下是对这些分类的详细介绍:
1. 开敞式全断面掘进机
开敞式全断面掘进机是一种结构较为简单的掘进设备,其特点是工作时没有护盾系统直接支撑洞壁。这种掘进机适用于隧道稳定性较好的地质条件,例如坚硬的岩石环境。在开挖过程中,开敞式掘进机直接与洞壁接触,掘进效率较高,且施工成本相对较低。由于其设计简单、操作便捷,在全球范围内的隧道施工中应用广泛。
2. 护盾式全断面掘进机
护盾式全断面掘进机配备了护盾系统,以保护洞壁免受坍塌或其他外力的影响,适用于软弱地质、砂土、粘土等不稳定地层。护盾式掘进机根据其护盾的数量,可进一步细分为单护盾、双护盾和三护盾掘进机。
- 单护盾掘进机:适用于较为稳定的软土或软岩环境,能够在掘进过程中提供基础的支护功能。
- 双护盾掘进机:双护盾掘进机能够在复杂的地质条件下提供更高的支护效果,常用于软硬交替的地层。
- 三护盾掘进机:三护盾掘进机为特殊地质条件设计,具有更强的结构稳定性和保护能力,能够应对极其复杂的施工环境。
3. 其他类型的全断面掘进机
除了开敞式和护盾式全断面掘进机,随着隧道施工技术的发展,还出现了一些针对特殊施工条件设计的全断面掘进机。例如,气压平衡掘进机(EPB)和泥水盾掘进机,它们适用于高水压或易坍塌的地质环境。根据隧道项目的具体要求,工程师们会选择不同类型的掘进机来满足施工需求。
全断面掘进机的类型多样,开敞式与护盾式全断面掘进机在实际应用中占据了主要市场。不同类型的掘进机各自适应不同的地质条件和施工需求,为现代隧道工程的顺利开展提供了可靠保障。