承擔修建深圳地鐵―期工程第七標段（華強至崗廈區(qū)間內(nèi)徑為5.4m的雙線隧道）的施工任務，根據(jù)施工地段地層自立條件差，地下水較豐富的特點，購進了兩臺德國海瑞克公司生產(chǎn)的世界上最先進的土壓平衡式盾構機。這兩臺盾構機都由西門子公司的S7-PLC自動控制系統(tǒng)控制，配備了機電一體化的液壓驅動系統(tǒng)、同步注漿設備、泡沫設備、膨潤土設備及SLS-T隧道激光導向設備，并可在地面監(jiān)控室對盾構機的掘進進行實時監(jiān)控。
　　本文將就盾構機的工作原理、盾構機的組成、及各組成部分的功能結合實際施工情況做一簡要闡述。
　　盾構機的工作原理
　　1.盾構機的掘進
　　液壓馬達驅動刀盤旋轉，同時開啟盾構機推進油缸，將盾構機向前推進，隨著推進油缸的向前推進，刀盤持續(xù)旋轉，被切削下來的碴土充滿泥土倉，此時開動螺旋輸送機將切削下來的渣土排送到皮帶輸送機上，后由皮帶輸送機運輸至渣土車的土箱中，再通過豎井運至地面。
　　2.掘進中控制排土量與排土速度
　　當泥土倉和螺旋輸送機中的碴土積累到一定數(shù)量時，開挖面被切下的渣土經(jīng)刀槽進入泥土倉的阻力增大，當泥土倉的土壓與開挖面的土壓力和地下水的水壓力相平衡時，開挖面就能保持穩(wěn)定，開挖面對應的地面部分也不致坍坍或隆起，這時只要保持從螺旋輸送機和泥土倉中輸送出去的渣土量與切削下來的流人泥土倉中的渣土量相平衡時，開挖工作就能順利進行。
　　3.管片拼裝
　　盾構機掘進一環(huán)的距離后，拼裝機操作手操作拼裝機拼裝單層襯砌管片，使隧道―次成型。
　　盾構機的組成及各組成部分在施工中的作用
　　盾構機的最大直徑為6.28m，總長65m，其中盾體長8.5m，后配套設備長56.5m，總重量約406t，總配置功率1577kW，最大掘進扭矩5300kN＆#8226;m，最大推進力為36400kN，最陜掘進速度可達8cm／min。盾構機主要由9大部分組成，他們分別是盾體、刀盤驅動、雙室氣閘、管片拼裝機、排土機構、后配套裝置、電氣系統(tǒng)和輔助設備。
　　1.盾體
　　盾體主要包括前盾、中盾和尾盾三部分，這三部分都是管狀簡體，其外徑是6.25m。
　　前盾和與之焊在一起的承壓隔板用來支撐刀盤驅動，同時使泥土倉與后面的工作空間相隔離，推力油缸的壓力可通過承壓隔板作用到開挖面上，以起到支撐和穩(wěn)定開挖面的作用。承壓隔板上在不同高度處安裝有五個土壓傳感器，可以用來探測泥土倉中不同高度的土壓力。
　　前盾的后邊是中盾，中盾和前盾通過法蘭以螺栓連接，中盾內(nèi)側的周邊位置裝有30個推進油缸，推進油缸桿上安有塑料撐靴，撐靴頂推在后面已安裝好的管片上，通過控制油缸桿向后伸出可以提供給盾構機向前的掘進力，這30個千斤頂按上下左右被分成A、B、c、D四組，掘進過程中，在操作室中可單獨控制每一組油缸的壓力，這樣盾構機就可以實現(xiàn)左轉、右轉、抬頭、低頭或直行，從而可以使掘進中盾構機的軸線盡量擬合隧道設計軸線。
　　中盾的后邊是尾盾，尾盾通過14個被動跟隨的鉸接油缸和中盾相連。這種鉸接連接可以使盾構機易于轉向。
　　2.刀盤
　　刀盤是一個帶有多個進料槽的切削盤體，位于盾構機的最前部，用于切削土體，刀盤的開口率約為28%，刀盤直徑6.28m，也是盾構機上直徑最大的部分，一個帶四根支撐條幅的法蘭板用來連接刀盤和刀盤驅動部分，刀盤上可根據(jù)被切削土質的軟硬而選擇安裝硬巖刀具或軟土刀具，刀盤的外側還裝有一把超挖刀，盾構機在轉向掘進時，可操作超挖刀油缸使超挖刀沿刀盤的徑向方向向外伸出，從而擴大開挖直徑，這樣易于實現(xiàn)盾構機的轉向。超挖刀油缸桿的行程為50mm。刀盤上安裝的所有類型的刀具都由螺栓連接，都可以從刀盤后面的泥土倉中進行更換。
　　法蘭板的后部安裝有一個回轉接頭，其作用是向刀盤的面板上輸入泡沫或膨潤土及向超挖刀液壓油缸輸送液壓油。
　　3.刀盤驅動
　　刀盤驅動由螺栓牢固地連接在前盾承壓隔板上的法蘭上，它可以使刀盤在順時針和逆時針兩個方向上實現(xiàn)0-6.1rpm的無級變速。刀盤驅動主要由8組傳動副和主齒輪箱組成，每組傳動副由一個斜軸式變量軸向柱塞馬達和水冷式變速齒輪箱組成，其中一組傳動副的變速齒輪箱中帶有制動裝置，用于制動刀盤。
　　安裝在前盾右側承壓隔板上的一臺定量螺旋式液壓泵驅動主齒輪箱中的齒輪油，用來潤滑主齒輪箱，該油路中一個水冷式的齒輪油冷卻器用來冷卻齒輪油。