畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告

1、課題的目的及意義（含國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀分析或設(shè)計(jì)方案比較、選型分析等）
盾構(gòu)機(jī)代表了隧道掘進(jìn)裝備的發(fā)展方向。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)和城市建設(shè)的快速發(fā)展，地下空間的開(kāi)發(fā)利用越來(lái)越迫切，對(duì)盾構(gòu)機(jī)的市場(chǎng)需求日益劇增，我國(guó)正在成為世界上盾構(gòu)機(jī)需求量最大的國(guó)家。巨大的市場(chǎng)需求與我國(guó)相對(duì)滯后的全盾構(gòu)機(jī)研發(fā)技術(shù)之間的矛盾已經(jīng)凸顯。抓住目前盾構(gòu)機(jī)技術(shù)的良好發(fā)展機(jī)遇，不僅對(duì)提升我國(guó)裝備制造業(yè)的自主創(chuàng)新能力與核心競(jìng)爭(zhēng)力，而且對(duì)促進(jìn)我國(guó)的城市化進(jìn)程，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展具有重要的戰(zhàn)略意義。
1．1、盾構(gòu)機(jī)的工作原理分類及發(fā)展歷程
盾構(gòu)機(jī)，全名叫盾構(gòu)隧道掘進(jìn)機(jī)，是一種隧道掘進(jìn)的專用工程機(jī)械，現(xiàn)代盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)集光、機(jī)、電、液、傳感、信息技術(shù)于一體，具有開(kāi)挖切削土體、輸送土碴、拼裝隧道襯砌、測(cè)量導(dǎo)向糾偏等功能，涉及地質(zhì)、土木、機(jī)械、力學(xué)、液壓、電氣、控制、測(cè)量等多門學(xué)科技術(shù)，而且要按照不同的地質(zhì)進(jìn)行“量體裁衣”式的設(shè)計(jì)制造，可靠性要求極高。盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)已廣泛用于地鐵、鐵路、公路、市政、水電等隧道工程。
盾構(gòu)機(jī)的基本工作原理就是一個(gè)圓柱體的鋼組件沿隧洞軸線邊向前推進(jìn)邊對(duì)土壤進(jìn)行挖掘。該圓柱體組件的殼體即護(hù)盾，它對(duì)挖掘出的還未襯砌的隧洞段起著臨時(shí)文撐的作用，承受周圍土層的壓力，有時(shí)還承受地下水壓以及將地下水擋在外面。挖掘、排土、襯砌等作業(yè)在護(hù)盾的掩護(hù)下進(jìn)行。
盾構(gòu)機(jī)根據(jù)工作原理一般分為手掘式盾構(gòu)，擠壓式盾構(gòu)，半機(jī)械式盾構(gòu)（局部氣壓、全局氣壓），機(jī)械式盾構(gòu)（開(kāi)胸式切削盾構(gòu)，氣壓式盾構(gòu)，泥水加壓盾構(gòu)，土壓平衡盾構(gòu)，混合型盾構(gòu)，異型盾構(gòu)）。
泥水式盾構(gòu)機(jī)是通過(guò)加壓泥水或泥漿(通常為膨潤(rùn)土懸浮液)來(lái)穩(wěn)定開(kāi)挖面，其刀盤后面有一個(gè)密封隔板，與開(kāi)挖面之間形成泥水室，里面充滿了泥漿，開(kāi)挖土料與泥漿混合由泥漿泵輸送到洞外分離廠，經(jīng)分離后泥漿重復(fù)使用。土壓平衡式盾構(gòu)機(jī)是把土料(必要時(shí)添加泡沫等對(duì)土壤進(jìn)行改良)作為穩(wěn)定開(kāi)挖面的介質(zhì)，刀盤后隔板與開(kāi)挖面之間形成泥土室，刀盤旋轉(zhuǎn)開(kāi)挖使泥土料增加，再由螺旋輸料器旋轉(zhuǎn)將土料運(yùn)出，泥土室內(nèi)土壓可由刀盤旋轉(zhuǎn)開(kāi)挖速度和螺旋輸出料器出土量(旋轉(zhuǎn)速度)進(jìn)行調(diào)節(jié)。
根據(jù)盾構(gòu)機(jī)不同的分類，盾構(gòu)開(kāi)挖方法可分為：敞開(kāi)式、機(jī)械切削式、網(wǎng)格式和擠壓式等。為了減少盾構(gòu)施工對(duì)地層的擾動(dòng)，可先借助千斤頂驅(qū)動(dòng)盾構(gòu)使其切口貫入土層，然后在切口內(nèi)進(jìn)行土體開(kāi)挖與運(yùn)輸。
a.敞開(kāi)式開(kāi)挖
手掘式及半機(jī)械式盾構(gòu)均為半敞開(kāi)式開(kāi)挖，這種方法適于地地質(zhì)條件較好，開(kāi)挖面在掘進(jìn)中能維持穩(wěn)定或在有輔助措施是能維持穩(wěn)定的情況，其開(kāi)挖一般是從頂部開(kāi)始逐層向下挖掘。若土層較差，還可借用千斤頂加撐板對(duì)開(kāi)挖面進(jìn)行臨時(shí)支撐。采用敞開(kāi)式開(kāi)挖，處理孤立障礙物、糾偏、超挖均比其它方式容易。為盡量減少對(duì)地層的擾動(dòng)，要適當(dāng)控制超挖量與暴露時(shí)間。
b.機(jī)械切削式開(kāi)挖
指與盾構(gòu)直徑相仿的全斷面旋轉(zhuǎn)切削刀盤開(kāi)挖方式。根據(jù)地質(zhì)條件的好壞，大刀盤可分為刀架間無(wú)封板及有封板兩種。刀架間無(wú)封板適用于土質(zhì)較好的條件。大刀盤開(kāi)挖方式，在彎道施工或糾偏是不如敞開(kāi)式開(kāi)挖便于超挖。此外，清除障礙物也不如敞開(kāi)式開(kāi)挖。使用大刀盤的盾構(gòu)，機(jī)械構(gòu)造復(fù)雜，消耗動(dòng)力較大。目前國(guó)內(nèi)外較先進(jìn)的泥水加壓盾構(gòu)、土壓平衡盾構(gòu)，均采用這種開(kāi)挖方式。
c.網(wǎng)格式開(kāi)挖