中鐵二局股份有限公司與日本奧村株式會社、上海力行工程公司聯(lián)合設(shè)計制造的雙模式復(fù)合盾構(gòu)機，采用全國首創(chuàng)的隧道施工EPB、TBM雙模式可切換設(shè)計，兼具土壓平衡盾構(gòu)機和全斷面硬巖掘進機的優(yōu)點，以適應(yīng)復(fù)雜地質(zhì)結(jié)構(gòu)，在軟土層、軟巖層和全斷面巖石層復(fù)合區(qū)間的順利掘進。



EPB掘進模式
當(dāng)盾構(gòu)機穿越地層為軟土層時，采用EPB即土壓平衡模式掘進。此時，開挖面的土體在切削刀具作用下從開挖面剝離并進入土倉。設(shè)置在刀盤背面和土倉面板上的攪拌棒，攪動土體，防止形成影響正常掘進的泥餅，并在渣土改良設(shè)備的配合下對土倉內(nèi)土體塑流性進行進一步的改良。改良后的土體從土倉底部的出土口由螺旋輸送機送出。在這一過程中，土倉內(nèi)的土體和開挖面的土體實現(xiàn)壓力平衡。EPB土壓平衡模式還通過調(diào)節(jié)螺旋輸送機轉(zhuǎn)速，配合控制盾構(gòu)機推進速度，精準(zhǔn)控制土壓，保證開挖面的穩(wěn)定，控制地面沉降安全范圍內(nèi)，確保地面建筑和機場等重要設(shè)施的安全。



TBM掘進模式
在TBM掘進模式下，開挖面巖層在盤型滾刀的擠壓和剪切作用下從巖層表面剝離，并通過刀盤面板上的開口進入土倉。刀盤背面安裝的刮土板將進入土倉的巖石刮送至中心排土皮帶輸送機，再由皮帶輸送機將巖石排出。刮土板將土倉隔離成若干平均分布的小隔間，這樣能保證土倉內(nèi)的巖石連續(xù)、均勻地刮送至中心的皮帶輸送機，減少皮帶輸送機的不均勻荷載，提高工作壽命。中心集土槽，起收集刮土板刮送的巖石的作用，能保證刮送的巖石準(zhǔn)確地進入中心皮帶輸送機，同時也能保護中心皮帶機機體伸入土倉的部分，免受刮板上滑落的巖石的沖擊。



       創(chuàng)新性成功使用EPB/TBM雙模式復(fù)合盾構(gòu)施工工法，可以實現(xiàn)盾構(gòu)機在復(fù)合地層中施工時，通過簡單的EPB/TBM模式雙向轉(zhuǎn)換，根據(jù)不同區(qū)段的地質(zhì)特點，采用不同的針對性掘進模式，提高了施工效率。特別是在具有長距離全斷面硬巖復(fù)合地層中施工時，對縮短施工工期，節(jié)約刀具以及能源消耗方面，效果顯著，具有重大意義。
      南京燃動數(shù)字聯(lián)合中鐵二局城通公司、日本奧村株式會社、上海力行工程公司，采用全新三維動畫技術(shù)，以真實客觀的視覺角度對設(shè)備進行三維模擬，從拆解到組裝，從軟土層到硬巖層的不同施工條件等等方面，真實再現(xiàn)了設(shè)備的雙模式轉(zhuǎn)換過程及步驟，在工程管理和項目匯報演示中成為重要的可視化演示工具。

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