以普通机械开挖盾构为基型，与硬岩开挖技术相结合，施工时只要根据遇到的不同土层条件，及时转换安装适当的刀具，就能使施工继续进行。
由于盾构掘进机，适应性较广，主要以它为例。 1.3盾构掘进机的工况的转换
盾构掘进机具有土压平衡状态和非土压平衡状态两种工况，能够适应软、硬两种地层的施工。根据地质情况，能够实现两种工作状态的互换。盾构掘进机从非平衡状态向土压平衡状态下的过渡：根据地质超前预报的信息，在前方遇到围岩不稳定的软土地带、断层带及涌水几率较高的地段时，及时关闭螺旋输送机的闸门，在盾构掘进机的密封隔板与开挖面形成的密封碴舱和螺旋输送机内充满刀盘切削下来的碴土，在盾构掘进机推进油缸的推动作用下，给泥土仓内的碴土施加压力，通过控制出土量，保持泥土仓的土压力与开挖面的土压相平衡，从而起到稳定开挖面地层，防止地表变形的作用，来实现从非土压平衡状态向土压平衡状态的转换。
盾构掘进机从平衡状态向非土压平衡状态下的过渡：在岩石稳定性好的地段，盾构掘进机可以在非土压平衡下进行隧道施工，不需要维持泥土仓的压力来稳定开挖面，可排空碴仓，此时因为碴仓内没有土压力，盾构掘进机有较高的掘进速度并且易于操作。 1.4、盾构掘进机的功能描述 1.4.1、推进特点
1）土压平衡盾构的推进
盾构掘进机具有土压平衡功能，在通过地层断裂带及工作面不稳定时，可以建立土压平衡，确保工程安全和工程质量；
土压平衡盾构适应在残积层、全风化层、强风化层等软弱围岩中进行掘进，根据碴土的塑性和流动性，在刀盘前和土仓内注入膨润土、高浓度泥浆、发泡剂等，与刀盘切削下来的岩土在土仓内进行搅拌，使其变为塑性的土体，通过控制掘进速度和调节螺旋机的转速两个方面来控制出土量，以调整切削腔室的土压的稳定，达到保持开挖面的稳定和控制地面沉降的目的，土仓内的土压力需在施工中根据地面的沉降量不断修正，土压力过小会引起地表沉降，土压力过大会引起地表隆起。
2）非土压平衡盾构的推进
当工作面岩土稳定时，也可以加大排土量，排空泥土仓的土碴，在泥土仓的压力处于不平衡状态下进行正常掘进。
非土压平衡盾构适应于在中风化层、微风化层等硬岩中进行掘进，因岩石的稳定性好，尤其是微风化层天然单轴极限抗压强度最高达44.6~45.8 MPa，盾构可以在非土压平衡状态下进行隧道施工，不需要靠泥土仓的压力来稳定开挖面，可将土仓内的碴土排空，用管片衬砌背后及时注浆的方法来控制地面沉降。盾构主要依靠盘形滚刀来破碎岩石，滚刀在盾构掘进机的推进作用下压入岩体，碾碎岩石。滚刀在刀盘上按螺旋线排列，使得在整个工作面上的岩石均被破碎。
在掘进的同时，注入泥浆及添加剂，一方面泥水可降低切割岩石的摩擦力，减小刀盘扭矩，同时也起到辅助破岩的作用。
当切削刀盘旋转开挖，盾构掘进机有一个自然趋势滚向相反的方向，为确保盾构掘进机的稳定，在盾构掘进机的前部设有一对撑靴，当在开挖较硬的地层而出现滚动时，将撑靴伸出，撑在隧道周边上，它能抵抗这种滚动趋势。
3）盾构掘进机在软、硬不均断面地层中的推进
盾构掘进机在穿越残积层、全风化层与微风化层的混合断面时，盾构掘进机姿态可能会向软弱地层的方向偏移。可以采取将偏移方向的推进油缸的工作油压提高，同时降低相反方向推进油缸的工作油压，使盾构的掘进机推进力形成纠偏力矩，依此来调整盾构掘进机的姿态。
4)盾构掘进机穿越断层带的推进
比如，在广州火车站至三元里站区间，走马岗断裂带在隧道底部通过；在越秀公园附近有一广从断裂带，这些断裂破碎带富水性较好，施工时可能出现涌水现象，在该段地层中，采用土压平衡工况掘进是非常可靠的。
5）盾构掘进机穿越火车站的推进
比如，盾构掘进机在穿越广州火车站时，为保障铁路不减速的运行安全，主要应满足轨道的沉降要求。可以采取以下措施：
a）在铁路两侧设沉降观测点，进行跟踪测量，及时通知开挖面优化盾构掘进参数，切实保证开挖面的土压平衡，使土仓压力波动控制在最小的幅度，尽可能减少盾构掘进机对周围土体的扰动。
b）采用及时和二次注浆，及时对管片衬砌盾尾间隙进行充填注浆， 10m后再进行补压浆。
c）在穿越铁路时，进行管片外2～3m的径向压力劈裂注浆；控制地层沉降引起的轨道下沉，保证列车安全运行。 1.5.主要机构的功能描述
此次投标选用的是盾构掘进机，主要由盾壳、刀盘、推进系统、螺旋输送机、盾尾密封、铰接装置、管片拼装机、撑靴、后配套设备等机构组成。
1）盾壳
盾壳是一个用厚钢板焊接的圆柱形筒体，是盾构受力支撑的主体结构。其作用：
（1）承受地下水、土压力，盾构千斤顶的推力及各种施工荷载；（2）支承和安装各类机电设备及管片；
（3）保护操作人员的安全。
盾壳沿长度方向分切口环、支承环、盾尾三部分。盾尾后端安装有盾尾密封。
2）刀盘
刀盘用来开挖土体，同时具有搅拌泥土的功能。刀盘是幅条式结构，几十把盘形滚刀以螺旋线布置在幅条上，能够全断面的破碎围岩。滚刀设计成背装式，实现在泥土仓内对损坏的滚刀进行更换，消除了在盾构掘进机刀盘前端维修保养刀具的危险。切割刀对称安装在幅条的两侧，刀盘用螺栓、螺母固定，可以更换。
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