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在粉质粘土、粉砂、粉细砂等的粘性土层中,开挖面稳定机构的排土方式是:由刀盘切削后的泥土入土腔内,在土腔内的土压与开挖面的土压(在粘性土中,开挖面土压与水压的混合、压力作用)达到平衡的同时,由螺旋输送机把开挖的泥土送往后部,再从出土闸门口出土。
这种机构首先是由挖掘的泥土充满土腔,在软弱的粘性土地层中,由刀盘切削后的泥土强度一般都比原状土的强度低,因而易流动。即使是在内聚力很高的土层中,也由于刀盘的搅拌作用和螺旋输送机的搬运作用搅乱了土体,使土的流动性增大,因此充满在土腔内和螺旋输运机内泥土的土压、可与开挖面的土压达到相等。
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当然这种充满在土腔和输送机内泥土的土压必须在与开挖面土压相等的情况下由螺旋输送机排土,挖掘量与排土量要保持平衡。但是,当地层的含砂量超过某一限度时,由刀盘切削的土流动性变差,而且当土腔内泥土过于充满并固给时,泥土就会压密,难以挖掘和排土,盾构机液压泵校验调试,迫使推进停止。在这种情况下,一般采用的方法是:向土腔内添加膨润土、粘土等进行搅拌,或者喷入水和空气,用以增加土腔内土的流动性。
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目前随着国内盾构机制造技术成熟和丰富的使用经验,盾构机装备已经正在加速国产化,国内盾构技术日新月异。大直径和复合式盾构机也是在井喷式发展。以中国中铁装备集团为例。
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