【學(xué)習(xí)目標】

1、了解土壓平衡盾構(gòu)機的主要結(jié)構(gòu)。

2、使用土壓平衡盾構(gòu)的主要結(jié)構(gòu)實現(xiàn)開挖隧道的功能。

【教學(xué)過程】

教學(xué)開始時，老師首先介紹現(xiàn)代盾構(gòu)都屬于閉胸式盾構(gòu)，同時盾構(gòu)機是一個龐大的家族，有土壓平衡盾構(gòu)、泥水平衡盾構(gòu)和硬巖掘進盾構(gòu)等種類。這些盾構(gòu)機的主體結(jié)構(gòu)和主要功能大致相同，其中土壓平衡盾構(gòu)是使用種類最多的盾構(gòu)機，這里以土壓平衡盾構(gòu)為代表對盾構(gòu)機進行主要科普介紹。

播放土壓平衡盾構(gòu)科普視頻。

模型：土壓平衡盾構(gòu)主要結(jié)構(gòu)模型（可拆分）、土壓平衡盾構(gòu)結(jié)構(gòu)圖片。

結(jié)合土壓平衡盾構(gòu)主要結(jié)構(gòu)圖片，講解土壓平衡盾構(gòu)機用于開挖渣土的刀盤、支撐土體的盾體、前進的推進油缸和排出渣土的螺旋輸送機。

老師過程中引導(dǎo)學(xué)生拆解土壓盾構(gòu)機的主要結(jié)構(gòu)，并根據(jù)科普視頻對各個結(jié)構(gòu)進行初步功能的了解，并引導(dǎo)學(xué)生對進行觀察討論。

在地下修建隧道時，需要考慮的是如何將土石挖下來、排出去和對隧洞周邊的支護，所以盾構(gòu)機的主要功能分別是開挖、出渣和支護。

開挖：

模型：刀盤模型，橡皮泥方塊。

（刀盤模型）

引導(dǎo)學(xué)生將刀盤拆分下來，并旋轉(zhuǎn)刀盤，將橡皮泥一圈圈切割下來，然后再將這個刀盤安裝在盾構(gòu)機模型上，告訴同學(xué)們開挖下來的渣土進行到盾構(gòu)機的土倉結(jié)構(gòu)內(nèi)。然后展示土壓盾構(gòu)的模型，拉伸周邊前進頂油缸引導(dǎo)同學(xué)們盾構(gòu)機過程中是如何將刀盤壓緊在隧道的開挖面。

老師通過簡單的模型引導(dǎo)讓學(xué)生知道簡單的盾構(gòu)機開挖渣土過程，發(fā)現(xiàn)渣土如何從刀盤的縫隙開挖下來并排入土倉內(nèi)。

出渣：

模型：透明塑料缸、大米等類似土類物質(zhì)、帶螺旋輸送機的盾構(gòu)模型。

將刀盤取下，同時封堵刀盤的安裝孔，同時告訴學(xué)生，開挖后的渣土盾構(gòu)機還會加入各種各樣的添加劑將渣土改良，使這些更加便于輸送。將盾構(gòu)機模型與通過右側(cè)管道與前方連接，然后倒入大米代替各種土體。

老師引導(dǎo)學(xué)生旋轉(zhuǎn)螺旋輸送機將米粒派出，并觀察渣土的排出過程。在排出渣土的過程中，對米粒面進行標記，并觀察米粒面的塌方情況。

支護：

模型：透明塑料缸、大米等類似土類物質(zhì)、積木類管片。

積木類管片，在盾構(gòu)機內(nèi)拼裝一圈圈管片，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)盾構(gòu)機發(fā)現(xiàn)管片拼裝過程。最后用管片從模型穿出，在上面覆蓋大米等代替土質(zhì)樣本，解釋隧道如何用管片進行支撐。

通過主要以模擬模型進行課堂模擬演示，各個同學(xué)對于盾構(gòu)機的主要功能具有一定的了解。

來源: 中國機械工程學(xué)會