- Khiên đào từng phần thích hợp với hầm có đờng kính nhỏ do khả năng giữ ổn định mặt gơng của khiên thấp;
4.1.15. Các khả năng liên kết các máy khiên đào.
Trong thi cơng th-ờng gặp khối đất biến động, có thể từ đá rắn cứng đến đất rời. Do vậy kỹ thuật vận hành phải phù hợp với điều kiện địa kỹ thuật và phải sử dụng loại máy khiên đào thích hợp. Về mặt kỹ thuật có các khả năng sau:
a) Máy khiên đào cho phép thay đổi kỹ thuật vận hành không phải tháo - lắp gồm có: - Khiên đào áp lực đất SM -V5 phối hợp với khiên đào khí nén SM -V3.
- Khiên đào chất lỏng SM -V4 phối hợp khiên đào khí nén SM - V3.
b) Máy khiên đào có thể thay đổi kỹ thuật vận hành bằng cách tháo - lắp. Trên thế giới đã có kinh nghiệm cho các tr-ờng hợp sau:
- Khiên đào chống g-ơng bằng chất lỏng SM -V4 với khiên đào không chống đỡ g-ơng SM-V1
Hỡnh 4- 23. Sơ đồ nguyên lý hoạt động của khiên hỗn hợp
- Khiên đào chống g-ơng bằng chất lỏng SM -V4 với khiên đào chống g-ơng bằng áp lực đất SM -V5
- Khiên đào chống g-ơng bằng áp lực đất SM -V5 với khiên đào không chống đỡ g-ơng SM -V1
- Khiên đào chống g-ơng bằng chất lỏng SM -V4 với máy đào hầm
Ngoài ra trên thế giới cũng xuất hiện nhiều kiểu khiên đặc biệt, do phối hợp công nghệ khiên đào với các ph-ơng pháp khác nh-: khiên đào "l-ỡi dao", khiên lồng nhiều vòng tròn (đây là dạng cơ khí hồn tồn, mới nhất với các bánh cắt dạng lồng vào nhau), khiên có khớp, khiên mái nghiêng, khiên nén ép, khiên kiểu co dãn đ-ợc "telescope"... Hai loại điển hình nhất mới đ-ợc phát triển gần đây để sử dụng khi đào trong khối đất không đồng nhất, biến động mạnh là máy khiên đào tổng hợp (polyshield của Hãng Voest-Alpine, cho phép phối hợp chống đỡ g-ơng bằng chất lỏng, áp lực đất và biện pháp cơ học) và máy khiên đào hỗn hợp (mixshield của Hãng Herrenknecht, cho phép chống đỡ g-ơng bằng chất lỏng, áp lực đất và khí nén). Các cơ cấu cơ khí có thể đ-ợc tháo lắp, thay đổi nhanh cho phù hợp với từng điều kiện cụ thể. c) Nguyên tắc hoạt động của khiên hỗn hợp
Pha rắn trong đất trên g-ơng đ-ợc tách ra bằng bánh cắt quay trong môi tr-ờng dung dịch bentonit và nhào trộn với chính dung dịch này.
Phạm vi khiên đào trong đó các bánh cắt làm việc đ-ợc thiết kế nh- một buồng công tác và ngăn cách với phần khiên bảo vệ (có áp suất bằng với áp suất khơng khí) bằng một t-ờng ngăn áp. Dung dịch huyền phù bentonit đ-ợc cung cấp vào trong buồng qua hệ thống ống cấp có thiết bị sủi bọt với áp lực cân bằng với áp lực n-ớc và đất phía tr-ớc và nhờ đó ngăn chặn sự xâm nhập không đ-ợc kiểm sốt của đất phía tr-ớc g-ơng (sụt lở) hoặc mất ổn định của g-ơng đào.
Việc điều khiển áp lực dung dịch chống giữ g-ơng trong buồng công tác không phải bằng cách điều khiển trực tiếp thông qua áp lực của dung dịch huyền phù hay áp lực trong đ-ờng ống cấp mà qua phần hơi đệm. Đó cũng là lý do tại sao buồng cơng tác phía sau các bánh cắt lại đ-ợc chia thành hai bởi một t-ờng chìm. Khu vực nằm giữa t-ờng ngăn áp lực và t-ờng chìm đ-ợc thiết kế nh- một buồng áp lực.
Toàn bộ vùng đất phía tr-ớc và hai bên hông của máy đều chứa đầy dung dịch huyền phù. Phía sau t-ờng chìm, dung dịch huyền phù chỉ đầy tới bên d-ới trục máy khiên đào và đ-ợc nén tới áp lực cần thiết bởi phần đệm khí nén đ-ợc điều khiển chính xác ng-ời điều chỉnh khí nén.
Phần mạt đất đ-ợc tách ra và hoà trộn với dung dịch sẽ tiếp tục đ-ợc bơm ra ngoài đ-ờng hầm thông qua hệ thống ống vận chuyển. Để ngăn chặn sự đóng khối trong ống và đảm bảo máy bơm hoạt động tốt, liên tục, một màn chắn đ-ợc đặt phía tr-ớc đầu ống hút để ngăn không cho đá và các cục đất bị hút vào trong ống.
Bên ngoài đ-ờng hầm, dung dịch gồm đất và chất lỏng đ-ợc tách riêng để dễ dàng vận chuyển vật liệu thải ra khi đào hầm tới vị trí thải và tận dụng phần dung dịch bentonit đ-a trở lại phục vụ thi công.