單護盾掘進機(Single Shield TBM)是一種專門設計用于硬巖或具有一定自穩性的地層的隧道掘進設備,主要用于全斷面硬巖隧道施工,在以下幾種情況中會被優先考慮使用:
1. 山嶺隧道:在穿越山脈的隧道建設中,用于挖掘地質條件以硬巖為主的隧道。
2. 交通隧道:例如高速公路、鐵路隧道等,以滿足交通線路的建設需求。
3. 水利工程隧道:用于水利項目中的引水隧道或其他相關隧道的施工。
4. 地下管道隧道:可用于鋪設電纜、通信光纜等各種地下管道的隧道挖掘。
5. 礦山隧道:在礦山開采中,掘進用于運輸、通風等目的的隧道。
6. 硬巖地層:當隧道穿越堅硬的巖石地層時,單護盾掘進機因其強大的破巖能力和穩定的支撐系統而成為理想選擇。硬巖地層通常包括花崗巖、片麻巖、石灰巖等。
7. 自穩性地層:在那些不需要過多支護即可保持穩定的地層中,單護盾掘進機可以發揮其高效掘進的優點。這些地層的特點是巖石強度高,不易發生坍塌。
8. 長距離隧道:對于長距離的直線或緩曲線隧道,單護盾掘進機可以連續掘進,提高作業效率,減少施工時間和成本。
9. 復雜地質條件下的隧道:雖然單護盾掘進機主要適用于硬巖地層,但在遇到斷層、節理發育等地質構造復雜區域時,通過合理的設計和施工策略,單護盾掘進機也能夠有效應對。
10. 對施工速度有嚴格要求的工程:由于單護盾掘進機具有較高的掘進速度和自動化程度,對于那些對工期有緊迫要求的工程項目,使用單護盾掘進機可以顯著縮短施工時間。
11. 對環境影響要求低的工程:單護盾掘進機在掘進過程中產生的噪音、振動和塵埃較少,適合在城市地區或對環境保護要求高的地方使用。
在一些工程中,例如格魯吉亞南北走廊 KK 公路隧道項目,單護盾掘進機表現出了在長距離、大埋深以及復雜地質條件下的高效掘進能力。其采用連續的管片支護,在軟弱及破碎圍巖中支護速度快,施工效率高,在短距離軟巖淺埋隧道中具有明顯優勢。
需要注意的是,單護盾掘進機并不適用于所有地質條件。例如,在軟土、含水量大的地層或者需要頻繁進行地層加固的區域,雙護盾掘進機或者泥水平衡盾構機可能更為合適。因此,在選擇掘進機類型時,必須綜合考慮地質條件、隧道設計參數、施工環境等多方面因素。