朱齐平：2011年6月广州掘进机市场与维修分析

(5)衬砌技术

目前国内盾构都是采用管片拼装系统将砼管片拼装成隧道衬砌，管片拼装系统虽然实现了管片移动的机械化，但是管片的对中、就位、拼装等基本还是靠人工作业，管片的拼装往往占用大量宝贵的掘进作业时间，直接影响施工进度和质量。日本已研制成功全自动化拼装系统，包括砼管片的输送、拼装机钳住管片、管片就位、管片接头螺栓的自动穿孔和拧紧等工序的自动化。目前欧洲和日本开始采用ECL（挤压混凝土衬砌施工法）技术代替传统的管片衬砌系统，在施工成本和衬砌质量方面都取得了良好的效果，这项技术在国内还没有应用。

(6)防水和同步注浆技术

我国现有的盾构施工隧道管片衬砌中，主要采用环向与纵向膨胀橡胶防水，与国外相比，还没有发展采用土工防水布等技术。同步注浆技术是控制地层变形、地面沉降的重要措施，其关键是随着盾构的推进及时充分地充填盾壳外径与隧道衬砌外径之间的建筑空隙。目前有两种同步注浆系统：单液注浆和双液注浆系统。单液注浆系统较简单，但是浆液的性能要求较高很难配制合适的浆液。双液注浆由二套贮浆桶和注浆泵等组成，在出口处二管交叉喷出盾尾，即时硬化充填空隙，避免了单液注浆如果浆液凝结过快堵塞注浆系统并使充填不充分，凝结过慢又使隧道轴线变形和地面产生额外的沉降两难局面。

(7)系统集成技术

国外形成了一套针对本国隧道地质条件的盾构设备设计理论、模拟试验方法和系统的经验数据，包括掘进机刀盘形式、刀具选型和布置、出土形式等；同时也逐渐形成了安装和调试的系统技术。几乎能针对所有的施工隧道地质条件设计、制造适用的盾构。日本，依赖于盾构技术的发展，除了目前能用盾构开发出各种异形空间外，还提出大深度开发地下空间的种种构想，包括建造地下城市，深度常常达到地下百米以上。我国尚没有适合国情的适应性设计理论的指导，也没有系统的设计经验数据，系统的安装、调试技术也未完全掌握，所以国产盾构存在性能不稳定的现象，主要表现在：土层地质条件的适应能力差、地层扰动和地表沉降难以控制、可靠性低、自动化程度低

2.泥水平衡盾构

泥水加压平衡盾构（slurry pressure balance shield），简称SPB盾构。是在机械式盾构的前部设置隔板，与刀盘之间形成泥水仓,开挖面的稳定是将泥浆送入泥水仓内，在开挖面上用泥浆形成不透水的泥膜，通过该泥膜的张力保持水压力，以平衡作用于开挖面的土压力和水压力。开挖的土砂以泥浆形式输送到地面，通过泥水处理设备进行分离，分离后的泥水进行质量调整，再输送到开挖面。

2.1 结构原理

泥水盾构根据泥水仓构造形式和对泥浆压力的控制方式的不同，泥水盾构分为:直接控制型和间接控制型

日本一般采用直接控制型泥水盾构，系统流程如下：送泥泵从地面泥浆池将新鲜泥浆输入盾构泥水仓，与开挖泥土进行混合，形成稠泥浆，然后由排泥泵输送到地面泥水分离处理站，经分离后排除土碴，而稀泥浆流向调浆池，再对泥浆密度和浓度进行调整后，重新输入盾构循环使用。泥水仓中的泥浆压力，可通过调节送泥泵转速或调节控制阀的开度来进行。由于送泥泵安在地面，控制距离长而产生延迟效应，不便于控制泥浆压力，因此常用调节控制阀的开度来进行泥浆压力调节。

德国采用间接控制型泥水盾构，其泥水系统由泥浆和空气双重回路组成。在盾构的泥水仓内插装一道半隔板，在半隔板前充以压力泥浆，在半隔板后面盾构轴心线以上部分充以压缩空气，形成空气缓冲层，气压作用在半隔板后面与泥浆的接触面上，由于接触面上气、液具有相同压力，因此只要调节空气压力，就可以确定和保持在开挖面上相应的泥浆支护压力。

3.土压平衡盾构

土压平衡盾构是在机械式盾构的前部设置隔板，在刀盘的旋转作用下，刀具切削开挖面的泥土，破碎的泥土通过刀盘开口进入土仓，使土仓和排土用的螺旋输送机内充满切削下来的泥土，依靠盾构千斤顶的推力通过隔板给土仓内的土碴加压，使土压作用于开挖面以平衡开挖面的水土压力。

二、全断面掘进机中国市场分析

当前，中国城市轨道交通进入了一个快速发展期，北京 、天津、上海、广州、深圳、南京、重庆、武汉、成都、沈阳、西安、杭州、苏州、哈尔滨、青岛等共十五个城市已经开通运营的线路总长约776公里，在建线路50条，总长约1154公里。最近郑州、宁波、大连、长沙、南宁、昆明、南昌等座城市将建设79条轨道交通线路，总长2259.84公里，总投资8820.03亿元。已获批建设的79条轨道交通线路，不包含目前在建设中的线路，完全是未来的“增量”。另外南昌、厦门、东莞、乌鲁木齐、济南、兰州、太原、合肥、无锡、贵阳、烟台、石家庄等城市正在进行轨道交通规划建设的目前工作。到2015年前后，我国建成和在建轨道交通线路将达到158条，总里程将超过4189公里。

目前城市地铁盾构拥有有量约500台左右，承担约1000公里左右的施工任务，从盾构施工市场分析，今后5年后内需再增加600台左右盾构投入市场，才能满足国家发改委规划的目标“到2015年前后，我国建成和在建轨道交通线路将达到158条，总里程将超过4189公里”，前面提到的还有一些正在申报建设地铁的城市如：南昌、厦门、东莞、乌鲁木齐、济南、兰州、太原、合肥、无锡、贵阳、烟台、石家庄等，因此中、短期内盾构施工的市场是巨大的。