制信息化。 ④ 掘进速度较快，效率较高，施工劳动强度较低。 ⑤ 地面环境不受盾构施工的干扰。
缺点
① 盾构机械造价较高。 ② 在饱和含水的松软地层中施工地表沉陷风险大。 ③ 隧道曲线半径过小或埋深较浅时难度较大。 ④ 设备的转移、运输、安装及场地布置等较复杂。
为适应各种不同类型土质及盾构机工作方式的不同， 盾构机可分为三种类型、四种模式：
6280mm
开 挖 直 径
图2-3 刀盘
硬岩盘口部分
（1）下面是海瑞克公司的刀盘结构和参数：结构形状：平面圆角 形刀盘。铸造和焊接混合型。
外形尺寸：F6280mm F6130mm（刀圈外经）Ｘ1410mm总厚（刀盘厚580mm） 刀盘质量：57000kg开口率：28% 超挖刀行程：50mm 刀盘转0-6.1r/min 最 大扭矩：I-4500KN.mm II-1970KN.mm 脱困扭：5300KN.mm
图2-9 前体结构示意图
举例参数：F6250mm （直径）X1700mm（长 度）X60mm（板厚） X57t（质量）
（1）主驱动装置
主驱动装置由主轴承、八个液压驱动马达、八个减速器及主轴承 密封组成，轴承外圈通过连接法兰用螺丝与前体固定，内（齿）圈用螺丝和 刀盘连接，借助液压动力带动液压马达、减速器、轴承内齿圈直接驱动刀盘 旋转。
维尔特公司
20-50 17 20（刀圈厚70） 高出盾壳15-20 175/8 175/30 140/（32X2） 140/16 无，滚动与刮刀互 换
50-80 17 30（刀圈厚80） 高出盾壳15-20 110/10 110/25 70（37X2） --无，滚动与刮刀 互换
三菱公司
30-50 13或17 20 高出盾壳15-20 110/8 110/30 70/（30X2） 70/42 90, 滚动与刮刀 互换
（2）刀具的配置： 刀具的结构、材料及其在刀盘上的数量和位置关系直接影响到
掘 进速度和使用寿命。不同的地层条件对刀具的结构和配置是不相同的。
① 刀具种类
图2-4 单刃滚刀结构图
图2-5 双刃滚刀结构图
双刃中心刀 窄齿刀
单刃滚刀 切刀具的破岩机理： 分软岩切削机理和硬岩破岩机理。软岩切削机理是刀具对土层的挤压 所产生的剪切力来破坏土层而达到切削效果。
常见的结构有：平面圆角刀盘、平面斜角刀盘、平面直角刀盘。
盾构机刀盘应满足以下要求： ① 刀盘应有足够的强度和刚度。 ② 刀盘应有较大的开口率。 ③ 针对地层的变化，能够方便地更换硬岩滚刀和软岩齿刀。 ④ 刀盘结构应有足够的耐磨强度。 ⑤ 刀盘上应配置足够的渣土搅拌装置。 ⑥ 刀盘上应配置足够的注入口，各口并装有单向阀。以满足 刀具的冷却、润滑和渣土改良。
结构：刀盘前端面有8条辐板（开有8个对称的长条孔），其上配有滚刀 （齿刀）座、刮刀座和2根搅拌棒，刀盘与驱动装置是用法兰连接，法兰与刀 盘之间是靠四根粗大的辐条相连。为保证刀盘的抗扭强度和整体刚度，刀盘 中心部分、辐条和法兰是采用整体铸造，周边部分和中心部分采用先拴接后 焊结的方式连接。（以前该件需从国外进口，现在已国产化）。为保证刀盘 在硬岩掘进时的耐磨性，刀盘的周边焊有耐磨条，面板上焊有栅格状的 Hardox耐磨材料。刀盘上装有4路泡沫管并分8个出口，各口都装有单向阀。 装有塔形滚刀超挖刀一套，配油管2根,其行程为：50mm。刀盘上可装双刃滚 刀4把，单刃滚刀31把，正面齿刀64把。边缘齿刀16把。
（二）前体
前体又叫切口环，是开挖土仓和挡土部分，位于盾构的最前端，结构 为圆筒形，前端设有刃口，以减少对底层的扰动 在圆筒垂直于轴线、约在其中段处焊有压力隔板，隔板上焊有安装主驱动、 螺旋输送机及人员舱的法兰支座和四个搅拌棒，还设有螺旋机闸门机构及气 压舱（根据需要），此外，隔板上还开有安装5个土压传感器、通气通水等 的孔口。不同开挖形式的盾构机前体结构也不相同。
举例参数：最大扭矩：I4500KN.m II-1970KN.m 脱 困扭矩：5300KN.m 输出转速： 0-6.1r/min 主轴承外径： F2600mm 质量：6.64t 寿 命：10000h
刀具的高度差及组合高度差对开挖的影响： a.刀具高对防结泥饼有利。b.刀具的高度差大有利于破岩。
参数
制造商/
滚刀启动扭矩/mm 滚刀直径/in 滚刀磨损量限制/mm 边缘滚刀高度/mm 中心滚刀高度/mm/把数 正面滚刀高度/mm/把数 切刀高度/mm/把数 刮刀高度/mm/把数 刀盘先行刮刀
海瑞克公司
图2-6 软土刀具切削机理示意图
滚刀破岩要想达到满意效果，必须满足两个条件： a.工作面的岩层要有一定强度； b.滚刀的启动扭矩要小。 因为以下因素很难满足以上条件： a.地质因素； b.滚刀的制造质量及工艺； c.滚刀质量一致 性； d.开挖模式问题。
③ 刀具配置的差异性
刀具配置的差异性表现在滚刀和刮刀的配置数量和高等级组合高 度差等方面。
盾构机结构简介
盾构是一个具备多种功能于一体的综合性隧洞开挖设备,它集和 了盾构施工过程中的开挖、出土、支护、注浆、导向等全部的功能，目前，
盾构机已成为地下交通工程及隧道建设施工的首选设备被广泛使用
优点
① 不受地面交通、河道、航运、季节、气候等条件的影响。 ② 能够经济合理地保证隧道安全施工。 ③ 盾构的掘进、出土、衬砌、拼装等可实行自动化、智能化和施工运输控
表2-2 配置差异表
④ 滚刀与滚刀之间的刀间距
滚刀的刀间距也是影响破岩能力的关键因素。刀间距过大会在两刀之间 出现破岩的盲区而形成“岩脊”。刀间距过小会将岩体碾成小碎块，降低 破岩功效。
刀盘边缘部分的刀间距 一般都小于90mm, 正面刀具的刀间距一般在100mm, 有的在115-120mm。
图2-8 刀间距示意图
三种类型： ① 软土盾构机； ② 硬岩盾构机； ③ 混合型盾构机。
四种模式：图2-1 盾构机总图 ① 开胸式； ② 半开胸式（半闭胸式、欠土压 平衡式）； ③ 闭胸式（土压平衡式）； ④ 气压式。
图2-1 盾构机总图
图2-2 盾构机主机结构图
（一）刀盘
刀盘是盾构机的核心部件，其结构形式、强度和整体刚度都直接影响 到施工掘进的速度和成本，并且出了故障维修处理困难。