近日，印度孟买地铁3号线工程中，由隧道股份上海隧道机械制造分公司自主研发的D215双模单护盾硬岩盾构完成了MID-SHAFT至CSIA下行区间的掘进。
据悉，该“双模式”硬岩盾构在国际上首创了可伸缩式集土环技术，结合多项创新技术，兼顾了土压平衡与硬岩模式的转换与高效掘进。
这台设备还有啥亮点？见过那么多“双模式”盾构，它们都有啥不一样？且听小编为您讲述！
施工概况
孟买地铁三号线UGC-07项目工程φ6680双模单护盾硬岩盾构施工区间包含两条5.8m内径的隧道：其中下行线工程（MID-SHAFT至CSIA下行）全长里程约为1310.4m，纵向最大曲率为2.280%，水平最小转弯半径R250m。
工程难点
■ 区间隧道近距离下穿运行中的孟买地铁一号线轻轨立柱，距立柱最近仅1m；
■ 地下水含量远高于前期地质报告数据；
■ 连续富水区域掘进中盾构出现推力、扭矩持续增大，需在富水区内开仓换刀；
■ 区间存在多处连续半径近250m小曲率转弯。
隧道掘进采用了由隧道股份上海隧道机械分公司自主研发的D215双模单护盾硬岩盾构：
设备亮点
■ 敞开及闭胸土压平衡双模式单护盾TBM掘进机总体集成技术；
■ 国际首创可伸缩式集土环技术，并首次采用螺旋机中心出土方式，解决了敞开和闭胸土压平衡模式的快速切换、土仓隔板快速密封的难题；
■ 带压开仓系统技术，首次实现了TBM掘进机可通过人闸进行换刀，同时满足了双模式下的刀具更换；
■ 硬岩刀盘及硬岩刀盘主驱动技术，保证了TBM掘进机高转速、长距离掘进的可靠性和稳定性；
■ 高精度快速拼装技术。
隧道施工
■ 通过推进参数控制及实时数据采集系统，实现了对运行中的孟买地铁一号线安全穿越；
■ 为适应地质变化，掘进50环后由硬岩模式转换至土压模式，将“开式”的机内皮带机出土更换为“闭式”螺旋机形式出土；
■ 进入富水段前对驱动密封集中润滑系统、螺旋机密封和集渣环密封进行了升级改造，制定了防水堵漏预案；
■ 通过加聚氨酯隔离、超前钻口接泵排水等措施降低仓内水位，在富水层内完成换刀。
经权威机构查新，技术达到国际先进水平，为目前世界首台以集土环为核心的双模式TBM掘进机，形成知识产权10项。该项目成果适应孟买以全断面岩石为主兼具岩层断裂带并富水的复杂地层，避免核心城区发生涌水、塌方风险，双模式快速切换提高了施工效率、保证施工连续性，在轨道交通、市政工程等领域将有更大的运用空间。
双模式，有啥不一样？
目前，全球各大盾构制造厂商都推出了不同种类的“双模式TBM”，可谓各具特色：
土压-硬岩双模式TBM
较为常见的双模式TBM机型便是由带有螺旋输送机的土压平衡盾构（按’封闭式’或者‘半封闭式’运转）装上皮带输送机，转换为硬岩模式（按“敞开式”模式运转）的“双模式TBM”了。
当盾构机的模式需要进行切换时，施工人员只需要对盾构机的切削刀盘做出调整，但是在两种模式下，皮带输送机和螺旋输送机都被保留在设备中的原来位置上，无需拆卸或更换。
工程案例（点击查看详情）
■ 德国斯图加特21工程Filder隧道
■ 香港莲塘-香围园口岸工程龙山隧道
可变密度盾构
可变密度盾构兼具土压盾构和泥水盾构优点，可直接在现场进行模式的转换。并可通过调节膨润土浆液的密度，应对隧道掘进中的地质和水文地质的变化。
在土压平衡和泥水平衡两种模式下，渣土均通过一台螺旋输送机从带压开挖仓中排放。基于所用的作业模式，通过螺旋输送机的速度和掘进速度来控制支撑压力，也可以用由气垫自动控制的泥浆来控制支撑压力。
工程案例（点击查看详情）
■ 吉隆坡KV地铁1号线
■ 吉隆坡KV地铁2号线
■ 香港沙田中环线
■ 澳大利亚Forrestfield机场线
跨模式TBM
“跨模式”是罗宾斯公司于2015年提出的概念，可使设备在“敞开式”与“封闭式”的运作模式间迅速转换，以适应不同的地层类型。
跨模式TBM主要包括XRE（硬岩-土压），XSE（泥水-土压）以及XRS（硬岩-泥水），可根据地层条件的需要，选择最适合的机型，并灵活地从一种模式切换到另一种模式，以应对工程中的不同地层环境。
工程案例（点击查看详情）
■ 墨西哥TEP II 排水隧道
■ 美国阿克伦运河污水拦截隧道
目前，各种双模式隧道掘进机百花齐放，通过对刀盘、螺旋机、输送机、钻孔探测/注浆系统，刀盘监测系统和定制物流系统的改进，能够更好地适应复杂多变的地质条件。随着技术的不断进步，将来或许会出现可适应各种地层的“全能”掘进机，让我们共同期待吧！